Title: | Sustainable use of spilled turbinable energy in Ecuador: three different energy storage systems |
Other Titles: | Aprovechamiento sostenible de la energía turbinable vertida en Ecuador: tres sistemas diferentes de almacenamiento de energía |
Authors: | Posso Rivera, Fausto Zalamea, Javier Gonzalez Morales, Luis Gerardo Espinoza Abad, Juan Leonardo |
metadata.dc.ucuenca.correspondencia: | Gonzalez Morales, Luis Gerardo, luis.gonzalez@ucuenca.edu.ec |
Keywords: | Sustainability and the environment Energy storage systems Energy time shift Multi-criteria decision analysis Spilled turbinable energy Renewable energy |
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientofrascatiamplio: | 2. Ingeniería y Tecnología |
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientofrascatidetallado: | 2.2.1 Ingeniería Eléctrica y Electrónica |
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientofrascatiespecifico: | 2.2 Ingenierias Eléctrica, Electrónica e Información |
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientounescoamplio: | 07 - Ingeniería, Industria y Construcción |
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientounescodetallado: | 0713 - Electricidad y Energia |
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientounescoespecifico: | 071 - Ingeniería y Profesiones Afines |
Issue Date: | 2022 |
metadata.dc.ucuenca.volumen: | Volumen 156 |
metadata.dc.source: | Renewable and Sustainable Energy Reviews |
metadata.dc.identifier.doi: | 10.1016/j.rser.2021.112005 |
metadata.dc.type: | ARTÍCULO |
Abstract: | The incorporation of Energy Storage Systems (ESS) in an electrical power system is studied for the application of Energy Time Shift (ETS) or energy arbitrage, taking advantage of the turbinable energy discharged in hydroelectric plants. For this, three storage systems were selected: Lithium-Ion Batteries (LIB), Vanadium Redox Flow Battery (VRFB), and Hydrogen Storage Systems (H2SS). The spilled turbinable energy available at the Paute Integral hydropower complex in the Republic of Ecuador is taken as the case study. Based on real data from the operation of these plants, a distinctive element of the study, the performance of the selected energy storage systems was analyzed applying the Analytic Hierarchy of Process for decision-making, where technical, economic, and environmental criteria were considered. Electrical energy stored during the early morning seeks to displace the thermal generation during peak hours, close to the demand centers. The results show that all the storage systems analyzed satisfy the required demand, although VRFB is recommended for the ETS. From an economic point of view, LIB represents the best alternative. From a technical point of view, H2SS is slightly superior, while prioritizing environmental aspects, VRFB technology prevails. However, the selection of the best ESS alternative must be continually evaluated, due to permanent technological changes. It is concluded that ESS represent a viable alternative to improve the operational performance of hydroelectric plants, meet the variability of demand, improve the quality of the electrical energy delivered, and displace the pollution-generation plants. |
Description: | Se estudia la incorporación de Sistemas de Almacenamiento de Energía (ESS) en un sistema eléctrico de potencia para la aplicación de Energy Time Shift (ETS) o arbitraje energético, aprovechando la energía turbinable vertida en centrales hidroeléctricas. Para ello se seleccionaron tres sistemas de almacenamiento: Baterías de Ion-Litio (LIB), Batería de Flujo Redox de Vanadio (VRFB) y Sistemas de Almacenamiento de Hidrógeno (H 2SS). Se toma como caso de estudio la energía turbinable derramada disponible en el complejo hidroeléctrico Paute Integral en la República del Ecuador. Con base en datos reales de la operación de estas plantas, elemento distintivo del estudio, se analizó el desempeño de los sistemas de almacenamiento de energía seleccionados aplicando la Jerarquía Analítica de Procesos para la toma de decisiones, donde se consideraron criterios técnicos, económicos y ambientales. La energía eléctrica almacenada durante la madrugada busca desplazar la generación térmica en horas punta, cerca de los centros de demanda. Los resultados muestran que todos los sistemas de almacenamiento analizados satisfacen la demanda requerida, aunque se recomienda VRFB para el ETS. Desde un punto de vista económico, LIB representa la mejor alternativa. Desde un punto de vista técnico, H 2SS es ligeramente superior, mientras que priorizando los aspectos ambientales, la tecnología VRFB se impone. Sin embargo, la selección de la mejor alternativa de ESS debe evaluarse continuamente, debido a los cambios tecnológicos permanentes. Se concluye que los ESS representan una alternativa viable para mejorar el desempeño operativo de las centrales hidroeléctricas, atender la variabilidad de la demanda, mejorar la calidad de la energía eléctrica entregada y desplazar a las centrales generadoras de contaminación. |
URI: | http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/39387 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032121012685 |
metadata.dc.ucuenca.urifuente: | https://www.sciencedirect.com/journal/renewable-and-sustainable-energy-reviews |
ISSN: | 1364-0321 |
Appears in Collections: | Artículos
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