Concepción del proceso de diseño de un Sistema Híbrido de Almacenamiento de Energía compuesto por baterías y supercondensadores, con aplicación a microrredes eléctricas residenciales
Tipo de contenido
Trabajo de grado - Doctorado
Idioma del documento
EspañolFecha de publicación
2024-01-30Resumen
El presente documento de Tesis de Doctorado aborda de forma integral las diferentes etapas en materia diseño e implementación de un Sistema de Almacenamiento Híbrido de Almacenamiento de Energía (SHAE), compuesto por baterías de la familia de iones de litio y supercondensadores, con una aplicación potencial para microrredes eléctricas de tipo residencial. La forma de interconectar los elementos de almacenamiento y las características operativas de este tipo de sistemas eléctricos, generan condiciones específicas para el diseño, construcción y operación de los sistemas de almacenamiento de energía. Si bien las exigencias para los sistemas de almacenamiento de energía en microrredes residenciales, respecto a grandes densidades de potencia o de energía, no son muy altas, el cambio porcentual tan alto en los parámetros de corriente o potencia, cuando se conectan o se desconectan cargas o cuando hay pulsos o intermitencias en la generación local, propician un alto estrés eléctrico en las baterías, lo que conlleva a una disminución en su vida útil. Con la integración de un elemento almacenador que maneje un alto número de ciclos de carga y descarga, al igual que altas densidades de potencia, como es el caso de los condensadores de doble capa o supercondensadores, se puede reducir significativamente el estrés eléctrico de la batería y la vez prolongar su vida útil. Los objetivos del presente proyecto de investigación fueron formulados y desarrollados en torno a las actividades de definición y diseño de los algoritmos de control, evaluación y selección de las topologías para la interconexión y finalmente las etapas de diseño y construcción de un SHAE en una microrred DC de tipo residencial (Texto tomado de la fuente)Abstract
The present Doctoral Thesis document comprehensively addresses the different stages regarding the design and implementation of a Hybrid Energy Storage System (HESS), composed of lithium-ion batteries and supercapacitors, with a potential application for residential-type electric microgrids. The way storage elements are interconnected and the operational characteristics of these types of electrical systems generate specific conditions for the design, construction, and operation of energy storage systems. Although the requirements for energy storage systems in residential microgrids, in terms of high power or energy densities, are not very high, the high percentage change in current or power parameters when loads are connected or disconnected, or when there are pulses or intermittences in local generation, leads to high electrical stress on the batteries, resulting in a decrease in their lifespan. By integrating a storage element capable of handling a high number of charge-discharge cycles, as well as high power densities, such as electric double-layer capacitors or supercapacitors, the electrical stress on the battery can be significantly reduced, thereby prolonging its lifespan. The objectives of this research project were formulated and developed around the activities of definition and design of control algorithms, evaluation and selection of topologies for interconnection, and finally the stages of design and construction of a HESS in a residential-type DC microgrid.Palabras clave
Baterías de iones de Litio ; Supercondensadores ; SHAE ; Microrred DC ; convertidores conmutados de potencia ; topologías para la interconexión ; Lithium-ion Batteries ; EDLC ; Supercapacitors ; HESS ; DC Microgrid ; Power Electronic Converters ; Interconnection topologies ; supercondensador ; supercapacitor ; suministro de energía ; energy supply ;
Descripción Física/Lógica/Digital
ilustraciones, diagramas, fotografías, gráficas, tablas
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