Solar Plus BESS combina paneles solares fotovoltaicos con un sistema de almacenamiento de energía de batería. El conjunto solar genera electricidad durante las horas diurnas, mientras que el BESS almacena el excedente de energía para su uso durante la noche, durante los períodos de máxima demanda o cuando la red falla. Esta solución puede aumentar el autoconsumo solar, reducir los cargos por demanda, disminuir la reducción de energía renovable y proporcionar energía de respaldo. Se utiliza ampliamente en edificios comerciales, fábricas, microrredes, instalaciones remotas y proyectos solares a gran escala.

Por qué la energía solar necesita almacenamiento en baterías

La energía solar es abundante, limpia y cada vez más asequible. El desafío es que los paneles solares generan electricidad según la luz solar, no según cuándo una empresa, instalación o servicio público necesita energía.

Una fábrica puede producir más electricidad solar de la que puede usar al mediodía, pero experimentar su mayor demanda por la noche. Un sitio remoto puede tener una fuerte producción diurna, pero aún así requerir energía durante toda la noche. Los sistemas solares conectados a la red también pueden apagarse durante un corte a menos que incluyan equipos diseñados para respaldo o funcionamiento aislado.

Un proyecto Solar Plus BESS cierra esta brecha. Captura el exceso de generación solar, lo almacena en baterías y lo libera según un programa de operación controlado. Esto hace que la energía solar sea más predecible y valiosa sin afirmar que el almacenamiento en baterías puede crear energía o eliminar todas las limitaciones de la red.

¿Qué es Solar Plus BESS?

Solar Plus BESS es una solución energética integrada que combina un sistema solar fotovoltaico con un sistema de almacenamiento de energía de batería. BESS es la abreviatura de battery energy storage system.

La mayoría de los proyectos modernos de almacenamiento solar utilizan baterías de litio. Esta guía explica qué es una batería LiFePO4 y por qué se usa ampliamente para el ciclo diario, la energía de respaldo y el almacenamiento de energía renovable.

Los paneles solares generan electricidad durante el día. Esa electricidad puede servir a las cargas conectadas, cargar las baterías o exportarse a la red. Cuando la producción solar disminuye, la batería puede suministrar energía almacenada a la instalación o a la red eléctrica.

Un sistema completo de almacenamiento de energía solar con batería suele contener:

• Paneles solares fotovoltaicos
• Módulos, racks o gabinetes de baterías
• Un sistema de conversión de energía
• Un sistema de gestión de baterías
• Un sistema de gestión de energía
• Transformadores y aparamenta
• Equipos de gestión térmica
• Sistemas de detección y supresión de incendios
• Equipos de protección, medición y comunicación

Los componentes deben diseñarse como un sistema coordinado. El voltaje de la batería, los límites del inversor, los protocolos de comunicación y los ajustes de protección deben ser compatibles.

¿Cómo funciona un sistema Solar Plus BESS?

Durante los períodos soleados, el conjunto solar produce electricidad de CC. El sistema utiliza primero esta electricidad de acuerdo con sus prioridades programadas. Puede alimentar la instalación, cargar las baterías y exportar cualquier energía restante a la red eléctrica.

Cuando la producción solar disminuye o la electricidad se vuelve más cara, el BESS se descarga. El sistema de conversión de energía convierte la electricidad de CC almacenada en energía de CA utilizable. Mientras tanto, el sistema de gestión de energía monitorea la producción solar, el estado de carga de la batería, la demanda del sitio y las condiciones de la red.

Este proceso permite que la energía solar fotovoltaica y el almacenamiento en baterías trabajen juntos automáticamente. Las estrategias de operación comunes incluyen:

• Aumentar el autoconsumo solar
• Reducir la demanda máxima de la red
• Desplazar la energía solar a las horas de la tarde
• Mantener reservas de energía de emergencia
• Apoyar cargas fuera de la red
• Seguir las instrucciones de despacho de la empresa de servicios públicos

La estrategia elegida afecta el tamaño de la batería, el ciclo diario, los ahorros esperados y la degradación a largo plazo.

Almacenamiento solar acoplado a CA vs. CC

Los proyectos de almacenamiento solar pueden usar una arquitectura acoplada a CA o a CC.

Los propietarios de proyectos deben comparar BESS acoplado a CA vs. CC antes de seleccionar el inversor, el PCS y la arquitectura de la batería.

Almacenamiento solar acoplado a CA

En un sistema acoplado a CA, el conjunto solar y el almacenamiento de la batería tienen equipos de conversión separados y se conectan a través de un bus de CA. Este diseño suele ser práctico cuando se añade BESS a una instalación solar existente.

Las principales ventajas son la selección flexible de equipos, el funcionamiento independiente de la energía solar y la batería, y una planificación de adaptación más sencilla. La desventaja es que la energía solar almacenada en la batería puede pasar por más etapas de conversión.

Almacenamiento solar acoplado a CC

Con el almacenamiento solar acoplado a CC, el conjunto fotovoltaico y las baterías comparten una conexión en el lado de CC. Esta configuración puede almacenar la producción solar que de otro modo se recortaría cuando la generación fotovoltaica excede el límite de salida de CA del inversor.

El acoplamiento de CC también puede reducir los pasos de conversión entre los paneles solares y las baterías. Se evalúa con frecuencia para nuevas plantas de almacenamiento solar a escala de servicios públicos donde el conjunto fotovoltaico, el BESS y el equipo de conversión de energía se pueden diseñar juntos.

Ninguna opción es automáticamente mejor. La elección correcta depende de si el proyecto es nuevo o existente, su arquitectura de voltaje, los requisitos de la red, el plan de expansión y los objetivos operativos.

¿Cuáles son los beneficios de Solar Plus BESS?

Utilizar más energía solar

Un BESS almacena el excedente de electricidad diurno en lugar de exportarlo o reducirlo inmediatamente. La instalación puede usar esa energía almacenada más tarde, aumentando el autoconsumo solar y reduciendo las compras de la red.

Reducir los cargos por demanda máxima

Un sistema comercial de almacenamiento de energía solar con batería puede descargarse cuando la demanda de la instalación se acerca a un límite preestablecido. Esto se conoce como reducción de picos. Puede reducir los cargos por demanda para las empresas que operan bajo tarifas que penalizan el alto consumo de energía a corto plazo.

Cambiar la energía a las horas de mayor valor

Los precios de la electricidad suelen variar a lo largo del día. Las baterías solares pueden cargarse cuando la producción solar es alta y descargarse durante los períodos de tarifa más caros. Este cambio de tiempo puede mejorar el valor financiero de la electricidad solar.

Proporcionar energía de respaldo

Un sistema de respaldo de batería solar puede suministrar cargas seleccionadas durante una falla de la red. Sin embargo, la funcionalidad de respaldo requiere más que la capacidad de la batería. El diseño puede necesitar un interruptor de transferencia automático, aislamiento de la red, un controlador de microrred y capacidad de arranque en negro.

Reducir la reducción de energía renovable

Es posible que se requiera que las granjas solares reduzcan la producción cuando la red local está congestionada. El almacenamiento en baterías puede absorber parte de esta energía y entregarla más tarde, sujeto a la potencia nominal del BESS y la capacidad disponible.

Apoyar la estabilidad de la red

Los sistemas grandes pueden proporcionar respuesta de frecuencia, soporte de voltaje, control de velocidad de rampa o entrega de energía programada. Los servicios disponibles dependen de las capacidades del PCS y las reglas de la red local.

¿Dónde se utiliza Solar Plus BESS?

Un sistema híbrido solar BESS puede servir a muchos usuarios de energía diferentes.

Las aplicaciones comerciales e industriales incluyen fábricas, hoteles, hospitales, almacenes, centros de datos, centros comerciales, granjas, minas y centros de carga de vehículos eléctricos. Estas instalaciones pueden usar el almacenamiento para reducir los costos de energía, proteger equipos críticos o gestionar la capacidad limitada de la red.

Un sistema de almacenamiento de baterías comercial correctamente diseñado puede admitir la reducción de picos, el autoconsumo solar, el cambio de carga y la energía de respaldo.

Un sistema de almacenamiento de energía solar y baterías fuera de la red puede alimentar comunidades remotas, estaciones de telecomunicaciones, operaciones agrícolas y sitios industriales. Un generador puede estar disponible durante períodos prolongados de baja producción solar, pero los controles inteligentes pueden reducir el tiempo de funcionamiento del generador y el consumo de combustible.

A escala de servicios públicos, el sistema solar más almacenamiento puede desplazar la energía renovable del mediodía a los períodos de demanda nocturna. También puede ayudar a los desarrolladores a entregar energía de acuerdo con un cronograma definido en lugar de exportar electricidad solo cuando el sol está disponible.

Cómo dimensionar un sistema Solar Plus BESS

Un error común es elegir la capacidad de la batería basándose únicamente en la potencia nominal del conjunto solar. El dimensionamiento adecuado comienza con la aplicación.

El equipo de diseño debe revisar:

• Los datos de carga por intervalos del sitio
• Estimaciones de generación solar por hora
• Cargas críticas y no críticas
• Potencia máxima de carga y descarga
• Duración de respaldo requerida
• Tarifas de electricidad y cargos por demanda
• Límites de importación y exportación de la red
• Profundidad de descarga utilizable
• Eficiencia del sistema
• Degradación de la batería
• Expansión de capacidad futura

La potencia y la energía deben evaluarse por separado. La potencia, medida en kilovatios o megavatios, determina cuánta carga puede soportar el BESS a la vez. La energía, medida en kilovatios-hora o megavatios-hora, determina cuánto tiempo puede soportar esa carga.

Por ejemplo, un sistema de 1MW/4MWh tiene una duración nominal de cuatro horas a su potencia nominal de 1MW. La duración útil real puede diferir debido a los límites del estado de carga, el consumo auxiliar, las pérdidas por conversión y las reservas de emergencia retenidas.

Cualquier persona que pregunte cómo dimensionar un Solar Plus BESS para edificios comerciales debe comenzar con al menos varios meses de datos de carga y un objetivo financiero o de resiliencia claro.

¿Cuánto cuesta un Solar Plus BESS?

No existe un precio universal para un proyecto de almacenamiento solar. El costo de Solar Plus BESS para proyectos comerciales e industriales depende de la capacidad de la batería, la clasificación del PCS, la duración del almacenamiento, la tecnología de enfriamiento, la protección contra incendios, los requisitos del transformador, las certificaciones y las condiciones de instalación.

Una evaluación financiera debe incluir:

• Costos de equipos e instalación
• Ahorros en cargos por demanda
• Ahorros en arbitraje de energía
• Pérdidas por interrupciones evitadas
• Ingresos por servicios de red
• Gastos de mantenimiento
• Degradación de la batería
• Cobertura de garantía
• Costos de financiación

La cotización más baja de equipos puede no producir el costo de vida útil más bajo. Los compradores deben comparar la capacidad utilizable, la eficiencia, el diseño de seguridad, las suposiciones de vida útil y el soporte posventa.

Cómo elegir un fabricante de Solar Plus BESS

Un fabricante calificado de Solar Plus BESS debería poder adaptar la batería, el PCS, el BMS y el EMS a los requisitos eléctricos y operativos del proyecto.

El LiFePO4 se selecciona comúnmente para el almacenamiento solar debido a su estabilidad térmica y larga vida útil. Los compradores también pueden comparar qué batería es mejor para la energía solar antes de elegir una química de batería.

Antes de comprar, pida al proveedor que confirme:

• Capacidad de batería nominal y utilizable
• Potencia continua máxima
• Rangos de voltaje CA y CC
• Capacidades conectadas a la red y fuera de la red
• Certificaciones aplicables
• Diseño de protección contra incendios
• Rango de temperatura de funcionamiento
• Tecnología de refrigeración
• Protocolos de comunicación
• Limitaciones de expansión
• Términos de garantía y garantías de rendimiento

Para una solución solar y de almacenamiento llave en mano, las responsabilidades de ingeniería, puesta en marcha, integración a la red y soporte técnico a largo plazo deben estar claramente definidas.

Haciendo que la energía solar sea más fiable

Solar Plus BESS cambia cuándo y cómo se puede utilizar la electricidad solar. Almacena energía durante períodos de alta producción y la libera cuando la demanda, los precios de la electricidad o las condiciones de la red hacen que esa energía sea más valiosa.

Los proyectos comerciales más grandes pueden considerar un sistema de almacenamiento de energía con batería de 105 kW/241 kWh para almacenamiento solar, aplanamiento de picos, energía de respaldo y cambio de carga.

Los proyectos más sólidos comienzan con un objetivo claro. Ya sea que el objetivo sea la energía de respaldo, el aplanamiento de picos, la integración de energías renovables o el funcionamiento fuera de la red, el panel solar, la capacidad de la batería, la potencia del PCS y el sistema de control deben diseñarse en conjunto. Cuando se diseña correctamente, Solar Plus BESS convierte la generación solar variable en un recurso de energía más confiable, controlable y comercialmente útil.