Sistemas de almacenamiento de energía en baterías residenciales: cómo funciona el almacenamiento de energía en baterías para el hogar y cómo elegir un sistema.

Un sistema residencial de almacenamiento de energía en baterías (BESS, por sus siglas en inglés) almacena electricidad para su uso posterior. Puede capturar el excedente de energía solar, distribuir el consumo eléctrico a lo largo del día y, cuando se combina con equipos de respaldo adecuados, suministrar energía a determinadas cargas domésticas durante un apagón.

Para los propietarios de viviendas, la cuestión práctica es cuánta electricidad puede cubrir un sistema y bajo qué condiciones de funcionamiento. Para los instaladores y distribuidores, la prioridad es que la capacidad de la batería, la potencia del inversor, las comunicaciones y los requisitos de instalación se ajusten a esa demanda.

¿Qué es un sistema residencial de almacenamiento de energía en baterías (BESS)?

Un sistema residencial de almacenamiento de energía en baterías (BESS) combina baterías recargables con el equipo necesario para gestionar, convertir y suministrar de forma segura la energía almacenada. La batería es solo una parte de la instalación; el inversor, los dispositivos de protección, los controles y las conexiones eléctricas determinan su funcionamiento dentro del hogar.

Los sistemas residenciales suelen instalarse detrás del contador de electricidad. Suministran electricidad directamente a la vivienda, mientras que las normas locales y la configuración aprobada del sistema determinan si se exporta electricidad o si se participa en programas de la compañía eléctrica.

Una batería doméstica puede contribuir a varios objetivos:

• Almacenar la energía solar generada durante el día para su consumo por la noche.
• Suministrar circuitos esenciales durante interrupciones del suministro eléctrico.
• Cambiar las tarifas de compra de electricidad de la red a tarifas por franjas horarias.
• Apoyar una vivienda aislada de la red eléctrica como parte de un sistema de energía diseñado específicamente.

Estos objetivos requieren configuraciones diferentes. Un sistema diseñado principalmente para el consumo solar nocturno puede necesitar una estrategia de reserva distinta a la de uno instalado para un respaldo prolongado.

¿Cómo funciona un sistema de almacenamiento de baterías residencial?

En una vivienda conectada a un sistema solar, la generación fotovoltaica primero abastece la demanda doméstica según la estrategia de control configurada. Cuando la generación supera el consumo, el excedente disponible puede cargar la batería. Posteriormente, la batería se descarga a través de un inversor para alimentar cargas de corriente alterna compatibles.

Cuando se permite la carga desde la red eléctrica, el sistema también puede cargarse durante los períodos de precios más bajos. Si esto reduce o no los costos depende de las diferencias tarifarias, las pérdidas por conversión, el desgaste de la batería y la configuración de funcionamiento.

Una secuencia diaria típica es:

Por la mañana: La generación de energía solar comienza a abastecer las necesidades de los hogares.

Mediodía: La generación excedente carga la batería, sujeta a la capacidad disponible y a los límites de carga.

Por la noche: La energía almacenada cubre parte de la demanda del hogar.

Durante la noche: El controlador mantiene una reserva de respaldo o sigue el programa tarifario configurado.

Por lo tanto, la misma batería puede comportarse de manera diferente en dos hogares. Las prioridades de funcionamiento son tan importantes como la capacidad instalada.

¿Qué componentes necesita un sistema BESS residencial?

Algunas funciones pueden estar integradas en un solo producto. Otras requieren equipos adicionales. Un presupuesto debe especificar qué incluye, qué componentes deben instalarse por separado y qué funciones admite el sistema completo.

¿Cuánta capacidad de batería necesita una casa?

Comience por determinar las cargas que debe alimentar la batería y el tiempo que necesitan para funcionar. El consumo doméstico diario proporciona información útil, pero no determina automáticamente el tamaño de batería necesario.

Para el respaldo, enumere los electrodomésticos esenciales y estime su consumo energético combinado durante el período de interrupción previsto. Para el autoconsumo solar, analice el excedente de generación diurna y la demanda nocturna.

Un ejemplo de cálculo de respaldo ilustrativo es:

Energía útil requerida = carga promedio soportada × duración de la batería de respaldo

Si los circuitos esenciales consumen un promedio de 0,8 kW durante 8 horas, requieren aproximadamente 6,4 kWh de energía suministrada. El sistema seleccionado necesita un margen adicional para pérdidas por conversión, reserva operativa y variaciones en las condiciones de carga. Este ejemplo es una estimación de planificación, no una garantía de funcionamiento del producto.

Por qué se deben comprobar juntos kW y kWh

Los kilovatios (kW) describen la potencia que un sistema puede suministrar en un momento dado. Los kilovatios-hora (kWh) describen la energía almacenada.

Una batería puede contener energía suficiente para varias horas de consumo básico, pero no ser capaz de arrancar una bomba grande ni de alimentar varios electrodomésticos de alta potencia simultáneamente. Tanto el límite de descarga de la batería como la potencia nominal del inversor deben ser compatibles con las cargas previstas.

El marco de referencia del NREL para el almacenamiento de energía en baterías residenciales considera la capacidad de potencia y la capacidad energética como características independientes del sistema. Esta es también una forma útil de comparar presupuestos: evaluar ambas, en lugar de comparar únicamente el precio por kWh.

¿Funcionará un sistema de almacenamiento de energía en baterías (BESS) residencial durante un apagón?

Un sistema de almacenamiento de energía en baterías (BESS) residencial solo puede proporcionar respaldo en caso de cortes de luz si la instalación completa admite dicha función. La capacidad de la batería por sí sola no garantiza la capacidad de respaldo.

El Departamento de Energía de Estados Unidos explica que los sistemas solares con almacenamiento requieren inversores avanzados adecuados para funcionar sin el apoyo de la red eléctrica durante los cortes de suministro, cuando están diseñados para ello.

Antes de comprar, confirme:

• ¿Qué circuitos reciben alimentación de respaldo?
• La salida continua y las cargas de arranque admitidas.
• El tiempo de transferencia y su idoneidad para equipos sensibles.
• Si la energía solar puede recargar la batería durante un apagón.
• Los requisitos mínimos de reserva y reinicio.
• Cualquier restricción en el uso de sistemas de respaldo trifásicos o para toda la vivienda.

Para algunos hogares, es más práctico contar con respaldo para la refrigeración, la iluminación, las comunicaciones y algunos enchufes que para todos los electrodomésticos. El respaldo para toda la casa requiere evaluar la gestión simultánea de la demanda y la carga.

¿Cómo funcionan conjuntamente los sistemas BMS y EMS?

El BMS protege y gestiona la batería dentro de sus límites operativos. Supervisa condiciones como el voltaje, la corriente y la temperatura de las celdas, y comunica los límites de carga y descarga permitidos a los equipos compatibles.

El sistema de gestión energética (EMS) o controlador de energía determina cuándo se debe utilizar la energía almacenada. Según la instalación, puede tener en cuenta la producción solar, la demanda del hogar, los precios de la electricidad y la reserva de respaldo del propietario.

Por ejemplo, descargar la batería durante las horas punta de la tarde puede reducir el consumo de la red eléctrica, pero también deja menos energía disponible para un posible apagón posterior. La configuración de reserva permite al propietario equilibrar estas prioridades.

Las funciones de control varían según el producto. Una aplicación que muestra el estado de la batería no necesariamente incluye optimización de tarifas, pronósticos o participación en una central eléctrica virtual.

¿Qué deben comprobar los compradores antes de elegir una batería para el hogar?

Una útil revisión de las especificaciones abarca la instalación completa.

Compatibilidad del inversor : Confirme el modelo exacto del inversor, el rango de voltaje de la batería, el protocolo de comunicación, los requisitos de firmware y la configuración operativa aprobada.

Energía útil : Distinga la capacidad nominal de la energía disponible dentro de los límites operativos permitidos. Pregunte cómo afectan los ajustes de reserva al uso diario.

Condiciones de instalación : Compruebe los requisitos de montaje, el peso del equipo, el acceso para el servicio, la clasificación de la carcasa y los límites de temperatura de carga y descarga.

Expansión : Confirme las combinaciones de módulos aprobadas, la capacidad máxima admitida y cualquier restricción para agregar baterías posteriormente.

Garantía: Revise los compromisos de capacidad retenida, las condiciones de funcionamiento, los límites de rendimiento cuando corresponda y el proceso de servicio.

Cumplimiento : Solicite la documentación pertinente al modelo exacto y al mercado objetivo. Una lista de certificados de toda la empresa no garantiza la aprobación para todas las combinaciones de batería e inversor.

GSL ENERGY Residencial Soluciones de almacenamiento de baterías

GSL ENERGY fabrica sistemas de almacenamiento de energía con baterías de LiFePO4 para aplicaciones residenciales, comerciales e industriales. Su catálogo de soluciones para el hogar incluye configuraciones de montaje en pared, apilables, para montaje en rack e integradas, con soporte OEM y ODM para socios de proyectos.

Para un proyecto residencial de almacenamiento de energía en baterías (BESS), la selección del producto debe comenzar con el perfil de carga del hogar, la configuración solar, el modelo de inversor, las condiciones de instalación y los objetivos de respaldo. Estos datos ayudan a definir una arquitectura de batería adecuada e identificar los requisitos de integración antes de la adquisición.

Los instaladores, distribuidores y propietarios pueden preparar la siguiente información para una revisión inicial: país de instalación, consumo diario de electricidad, detalles del sistema fotovoltaico y del inversor, potencia de carga esencial y duración deseada del respaldo. Una descripción clara del proyecto facilita la evaluación de la propuesta resultante.