Distributed energy systems for grid application

Abstract

La producción de energía renovable, tales como los sistemas fotovoltaicos solares o turbinas de viento se caracterizan por su naturaleza intermitente. Por lo tanto, una implementación a gran escala de los sistemas de producción de energía renovable provoca dificultades y retos para la adecuación de la oferta a la demanda. El uso de sistemas de almacenamiento de energía puede ayudar a aumentar la eficiencia energética y mejorar al mismo tiempo la fiabilidad y la estabilidad de la red eléctrica. De esta manera la red eléctrica se puede convertir a una pluralidad de micro-redes interconectadas. El propósito de este trabajo de fin de grado es estudiar el potencial de combinar los sistemas de almacenamiento de energía (SAE) conectados a la red con la producción de energía renovable. Se realiza un extenso estudio del estado del arte relacionado con las energías renovables y las tecnologías de almacenamiento de energía. Con un estudio acerca de las aplicaciones de los SAE para la red cuando se da el caso de que los SAE y los sistemas de producción de energía renovable están trabajando juntos conectados a la red. Además, un estudio de las diferentes empresas que comercializan con ESS se va a llevar a cabo para elegir los sistemas que mejor se ajuste a la red eléctrica. Por último, pero no menos importante, se diseña una herramienta de dimensionamiento para los SAE distribuidos. El sistema va a ser diseñado para una vivienda unifamiliar utilizando la aplicación de MATLAB® y SIMULINK®. Va a estar formado por un generador de energía renovable y un sistema de almacenamiento de energía, los cuales van a estar conectados a la red.

Renewable energy production such as solar PV systems or wind turbines are characterised by their intermittent nature. Therefore, a large-scale implementation of renewable energy production systems provoke difficulties and challenges for matching the supply with the demand. Using energy storage systems can help increasing the energy efficiency and improving at the same time the reliability and stability of the electricity network. In this way the current electricity network can be converted towards a plurality of interconnected micro-grids. The purpose of this bachelor thesis is to study the potential of combining grid-connected energy storage systems (ESS) with renewable energy production. An extensive state of the art study related to renewable energies and energy storage technologies is done. With a study about the applications of ESS for the grid when a case of an ESS and renewable energy production systems are working together connected to the grid. In addition a study of the different companies that commercialize with ESS will be done to choose the systems that fits better into the electricity network. Last but not least, a sizing tool for distributed ESS will be designed. The system is going to be designed for a single family home using the application MATLAB® & SIMULINK®. It is going to be formed by a renewable energy generator and an energy storage system, also it is going to be connected to the grid.