Un BESS es un marco electroquímico modular para almacenar energía de la red o de fuentes de generación distribuida en módulos de baterías recargables con controles de gestión. Cada módulo tiene celdas de iones de litio de alta densidad o químicas de flujo redox de sodio-azufre o vanadio para regular los ciclos de carga y descarga. Los sistemas están integrados con equipos de conversión de energía y un sistema de gestión de baterías. Monitorea los voltajes de las celdas, las características térmicas y el SoC en tiempo real. Este bucle de control permite a los operadores equilibrar la demanda transitoria en la red y evitar caídas de voltaje y distorsión armónica. La regulación de frecuencia de alta potencia necesita unidades BESS para responder en milisegundos a los eventos de la red. Mientras tanto, el cambio de energía de larga duración debe monitorear el envejecimiento del sistema y la estabilidad térmica durante períodos prolongados. Los operadores agrupan varias unidades BESS en una sola red. Esto extiende la capacidad y protege la redundancia en caso de falla de la celda o del módulo.
Uno de los beneficios es que pueden suministrar o absorber energía instantáneamente para estabilizar el voltaje y la frecuencia, al tiempo que postergan los costosos refuerzos de la red. Esta capacidad de respuesta garantiza la integración de energía eólica o fotovoltaica intermitente. Permite a los operadores ajustar el cambio de carga durante los períodos pico. Suponga que se pregunta cómo funciona el almacenamiento de baterías solares en conjunto con un BESS. Utiliza análisis de datos en tiempo real para medir la producción fotovoltaica y distribuir la energía almacenada cuando la irradiancia disminuye.
Por ejemplo, muchas instalaciones BESS a escala de servicios públicos ejecutan un software que ejecuta señales de control de generación automáticas, fusiona predicciones del estado de salud y prioriza los módulos según sus perfiles de desgaste. Ayuda a los planificadores energéticos a optimizar los recursos en todos los flujos de ingresos, incluido el control de frecuencia y la gestión de la demanda y la carga, sin sobrecargar ni subutilizar ningún grupo de celdas. A través del monitoreo de la impedancia interna de las celdas y los gradientes de temperatura, los sistemas pueden desviar la carga de las celdas que se acercan al límite de su capacidad. Por lo tanto, actualiza la confiabilidad del conjunto de baterías.
¿Cómo funciona el almacenamiento de baterías?
El funcionamiento del almacenamiento de energía solar en baterías comienza con paneles que convierten la luz solar en energía de CC. Esta fluye hacia un controlador de carga que regula el voltaje y la corriente de entrada para proteger la batería de sobrecargas o descargas profundas. Un sistema de gestión de baterías monitorea los voltajes, las temperaturas y el estado de carga de las celdas para ajustar el rendimiento y la vida útil de la batería. En una configuración de iones de litio, las celdas están equilibradas de modo que cada una se mantenga dentro de parámetros seguros para evitar fugas térmicas o pérdida de capacidad con el tiempo. Una vez que se almacena la energía, un inversor convierte la CC en CA a la frecuencia y el voltaje para las cargas domésticas o la inyección a la red. Recuerde, las eficiencias de ida y vuelta pueden ser superiores al 90%. Sin embargo, depende de la resistencia interna, la temperatura ambiente y la velocidad de carga.
Las configuraciones pueden incluir baterías de flujo que hacen circular electrolitos a través de celdas electroquímicas para lograr vidas más largas y umbrales de descarga más profundos. Mientras tanto, los sistemas híbridos combinan energía solar con supercondensadores para picos de alta demanda. Para comprender aún más cómo funciona el almacenamiento de energía solar en baterías, consideremos un escenario en el que la producción excedente del mediodía carga las baterías a su capacidad máxima. Posteriormente, por la noche o durante un corte de la red, la energía almacenada se libera a través del inversor para alimentar los circuitos. Al mismo tiempo, el BMS rastrea cada ciclo de descarga para garantizar la confiabilidad y que el sistema esté listo para la siguiente ráfaga de luz solar.
¿Cuáles son los principales tipos de sistemas de almacenamiento de energía de baterías?
Tecnología de baterías de alta potencia con un cable de carga conectado.
Sistemas detrás del medidor
Los sistemas de almacenamiento de baterías detrás del medidor se ubican en el lado del consumo del medidor de servicios públicos. Se integran con la energía fotovoltaica en el techo o con pequeñas turbinas eólicas para compensar los costos de electricidad minorista, optimizar el autoconsumo y aumentar las capacidades de energía de respaldo. Utilizan químicas de iones de litio (LFP o NMC) para lograr una alta densidad de potencia y una vida útil del ciclo. Muchos fabricantes incorporan sistemas de administración de baterías que supervisan el voltaje, la corriente y las condiciones térmicas.
Para un entorno residencial, los ejemplos son Tesla Powerwall y LG Chem RESU. Tienen una potencia nominal de 4 kW a 10 kW con capacidades utilizables de 5 kWh a 14 kWh. Pueden funcionar de forma autónoma cuando la red está inactiva. El bus Modbus o CAN les permite integrarse con sistemas domésticos inteligentes y agregadores externos para programas de respuesta a la demanda. Debido a que funcionan a voltajes de CC más bajos, las baterías requieren controladores de carga integrados y paquetes de inversores que cumplan con los estándares de interconexión de red IEEE 1547. Cuando los usuarios preguntan «cómo funciona el almacenamiento de baterías solares», la respuesta simple es que los controladores regulan la transferencia de energía entre los paneles solares, el paquete de baterías y las cargas domésticas para que la energía se almacene o descargue según las condiciones en tiempo real.
Sistemas de frente del medidor
