Integration of an energy storage system in a wind farm, case study - (:unkn) unknown (Editorial Tecnológica de Costa Rica (entidad editora), 2026)
Integración de un sistema de almacenamiento de energía en un parque eólico, estudio de caso
Wind energy must be transformed instantaneously; it does not allow direct storage like hydroelectric energy. In a wind farm, it is possible to take advantage of the surplus energy generated during the night, when there is less demand, through an energy storage system with batteries. This work establishes the type of technology that meets the ideal characteristics, the power and energy dimensioning, as well as the financial viability of installing a battery bank in a wind farm, considering the maximum curve of the distribution network and the discharge time. It is found that a system of 2.5 MW of nominal power is required, which operates for 2.5 hours, which represents a total energy of 6.25 MWh. Lithium-Ion and Vanadium Redox Flux technologies are selected as the technologies that present the best results for this system. This selection was made considering the history of the electrical distribution system, discharge depth, annual degradation, installation configuration and energy density. Two types of installation are proposed: complete and postponed. The second allows to adapt each system according to the network and the degradation of the battery bank. It is found that the investment is around $ 8 million and it is concluded that despite being a feasible solution to the use of surpluses, under the conditions analyzed the investment is not justifiable. It is recommended to assess the investment in the future when the costs of storage technologies decrease.
La energía contenida en el viento es un recurso que debe transformase de manera instantánea, no permite almacenamiento directo como la energía hidroeléctrica. En un parque eólico es posible aprovechar los excedentes de energía generada durante la noche, cuando hay menor demanda, mediante un sistema de almacenamiento energético con baterías. En este trabajo se establece el tipo de tecnología que cumple con las características idóneas, el dimensionamiento en potencia y energía, así como la viabilidad financiera de instalar un banco de baterías en un parque eólico, considerando la curva máxima de la red de distribución y el tiempo de descarga. Se obtiene que se requiere un sistema de 2.5 MW de potencia nominal, que opere durante 2.5 horas lo cual representa una energía total de 6.25 MWh. Se seleccionan las tecnologías de Ion-Litio y Flujo Redox Vanadio como las tecnologías que presentan mejores resultados para este sistema. Esta selección se realizó considerando los antecedentes del sistema de distribución eléctrica, la profundidad de descarga, la degradación anual, la configuración de instalación y la densidad energética. Se proponen además dos modalidades de instalación: completa y aplazada. La segunda permite adecuar cada sistema según la red y el desgaste del banco de baterías. Se obtiene que la inversión ronda los 8 millones de dólares y se concluye que a pesar de ser el banco de baterías una solución técnica al aprovechamiento de excedentes, en las condiciones analizadas no es justificable la inversión. Se recomienda valorar en un futuro realizar la inversión cuando disminuyan los costos de las tecnologías de almacenamiento.
Keywords: Energy storage; wind farm; distribution grid; Lithium-Ion; Vanadium Redox Flow; Almacenamiento de energía; parque eólico; red de distribución; Ion-Litio; Flujo Redox Vanadio