Análisis técnico-económico y dimensionamiento de una planta de almacenamiento de energía con baterías standalone de 5MW de potencia de acceso y conexión ubicada en Villanueva de Castellón

Abstract

[ES] El presente Trabajo de Fin de Grado (TFG) se enfoca en la evaluación de la rentabilidad y el dimensionamiento adecuado de plantas de almacenamiento de energía BESS (Battery Energy Storage System) standalone, con el propósito de realizar arbitraje en el mercado eléctrico español. La investigación se fundamenta en el análisis del precio de la electricidad y las tendencias de este mercado, con el objetivo de determinar la viabilidad económica de tales instalaciones. En el contexto actual, marcado por la transición hacia fuentes de energía renovable y la necesidad de gestionar de manera eficiente la oferta y demanda de electricidad, las baterías standalone se presentan como una solución crucial para garantizar la estabilidad y la fiabilidad del suministro eléctrico en la red nacional española. La investigación planteará varias hipótesis respecto a estrategias de operación de las plantas BESS, focalizadas principalmente en la cantidad de ciclos de carga y descarga diarios y en la capacidad de almacenamiento por MW de potencia instalada. A través de un análisis detallado, se pretende dimensionar la planta de almacenamiento de 5MW de manera que se maximice el retorno de la inversión (ROI) bajo la hipótesis que garantice el mayor rendimiento económico. Este estudio no solo proporcionará una comprensión más profunda de la viabilidad económica de las plantas BESS standalone en el contexto del mercado eléctrico español, sino que también ofrecerá directrices prácticas para la planificación y el desarrollo de futuras infraestructuras de almacenamiento de energía, contribuyendo así a la transición hacia un sistema eléctrico más sostenible, eficiente y resiliente.

[CAT] El present Treball de Fi de Grau (TFG) s'enfoca en l'avaluació de la rendibilitat i el dimensionament adequat de plantes d'emmagatzematge d'energia *BESS (Battery Energy Storage System) standalone, amb el propòsit de realitzar arbitratge en el mercat elèctric espanyol. La investigació es fonamenta en l'anàlisi del preu de l'electricitat i les tendències d'este mercat, amb l'objectiu de determinar la viabilitat econòmica de tals instal·lacions. En el context actual, marcat per la transició cap a fonts d'energia renovable i la necessitat de gestionar de manera eficient l'oferta i demanda d'electricitat, les bateries standalone es presenten com una solució crucial per a garantir l'estabilitat i la fiabilitat del subministrament elèctric en la xarxa nacional espanyola. La investigació plantejarà diverses hipòtesis respecte a estratègies d'operació de les plantes BESS, focalitzades principalment en la quantitat de cicles de càrrega i descàrrega diaris i en la capacitat d'emmagatzematge per MW de potència instal·lada. A través d'una anàlisi detallada, es pretén dimensionar la planta d'emmagatzematge de 5MW de manera que es maximitze el retorn de la inversió (ROI) sota la hipòtesi que garantisca el major rendiment econòmic. Este estudi no sols proporcionarà una comprensió més profunda de la viabilitat econòmica de les plantes BESS standalone en el context del mercat elèctric espanyol, sinó que també oferirà directrius pràctiques per a la planificació i el desenvolupament de futures infraestructures d'emmagatzematge d'energia, contribuint així a la transició cap a un sistema elèctric més sostenible, eficient i resilient

[EN] The present Bachelor's Thesis (BT) focuses on evaluating the profitability and appropriate sizing of Battery Energy Storage System (BESS) standalone plants, aiming to engage in arbitrage in the Spanish electricity market. The research is grounded in the analysis of electricity prices and market trends, with the aim of determining the economic viability of such installations. In the current context, marked by the transition towards renewable energy sources and the need to efficiently manage supply and demand of electricity, standalone batteries emerge as a crucial solution to ensure stability and reliability of the electricity supply in the Spanish national grid.

The research will propose several hypotheses regarding operational strategies of BESS plants, primarily focusing on the number of daily charge-discharge cycles and storage capacity per MW of installed power. Through a detailed analysis, the storage plant is intended to be sized so as to maximize Return on Investment (ROI) under the hypothesis that ensures the highest economic performance.

This study will not only provide a deeper understanding of the economic viability of standalone BESS plants in the context of the Spanish electricity market but will also offer practical guidelines for planning and developing future energy storage infrastructures, thus contributing to the transition towards a more sustainable, efficient, and resilient electrical system.