Como proveedor de ESS residencial todo en unoESS residencial todo en unoA menudo me preguntan cómo gestionan estos sistemas el almacenamiento de energía. En esta publicación de blog, profundizaré en el funcionamiento interno de un ESS residencial todo en uno y explicaré los procesos y tecnologías clave que permiten una gestión eficiente de la energía.
Comprender los conceptos básicos de un ESS residencial todo en uno
Un ESS residencial todo en uno es una solución integral de almacenamiento de energía diseñada para hogares. Normalmente consta de un paquete de baterías, un inversor, un controlador de carga y un sistema de gestión. El paquete de baterías almacena energía eléctrica, el inversor convierte la energía CC almacenada en energía CA para su uso en el hogar, el controlador de carga regula el proceso de carga y el sistema de gestión supervisa todo el funcionamiento del ESS.
La función principal de un ESS residencial todo en uno es almacenar el exceso de energía generada a partir de fuentes renovables, como paneles solares o turbinas eólicas. Esta energía almacenada se puede utilizar durante períodos de baja generación de energía o alta demanda de energía, lo que reduce la dependencia de la red y las facturas de electricidad.
Gestión de carga de energía
Uno de los aspectos más cruciales de la gestión del almacenamiento de energía en un ESS residencial todo en uno es el proceso de carga. El controlador de carga desempeña un papel vital para garantizar que la batería se cargue de forma segura y eficiente.
Carga de fuentes renovables
Cuando los paneles solares o las turbinas eólicas de la casa generan un exceso de energía, el controlador de carga dirige esta energía al paquete de baterías. El controlador monitorea el estado de carga (SOC) de la batería y ajusta la velocidad de carga en consecuencia. Por ejemplo, cuando la batería tiene un SOC bajo, el controlador puede permitir una corriente de carga más alta para reponer rápidamente la energía. A medida que la batería se acerca a su carga completa, la velocidad de carga se reduce gradualmente para evitar una sobrecarga que pueda dañar la batería.
Carga desde la red
Además de cargar con fuentes renovables, un ESS residencial todo en uno también se puede cargar desde la red. Esto es particularmente útil durante las horas de menor actividad, cuando las tarifas eléctricas son más bajas. El sistema de gestión se puede programar para iniciar automáticamente la carga de la batería desde la red durante estos periodos de bajo coste. Esta estrategia, conocida como carga por tiempo de uso (TOU), permite a los propietarios aprovechar la electricidad más barata y almacenarla para usarla durante las horas pico.
Gestión de Descargas de Energía
Una vez almacenada la energía en la batería, el siguiente paso es gestionar su descarga. El inversor y el sistema de gestión trabajan juntos para garantizar que la energía almacenada se utilice de forma eficaz.
Satisfacer la demanda de energía del hogar
Cuando la demanda energética del hogar supera la energía generada por fuentes renovables, el sistema de gestión le indica al inversor que convierta la energía CC de la batería en energía CA y la suministre al hogar. El inversor monitorea continuamente la carga eléctrica en el hogar y ajusta la potencia de salida en consecuencia. Por ejemplo, si hay un aumento repentino en la demanda, como cuando se encienden varios electrodomésticos simultáneamente, el inversor puede aumentar rápidamente la potencia de salida para satisfacer la carga.
Vender el exceso de energía a la red
En algunos casos, la energía almacenada en la batería puede ser superior a la que necesita el hogar. En tales situaciones, el ESS residencial todo en uno se puede configurar para vender el exceso de energía a la red. Este proceso, conocido como inyección a la red, es posible gracias al inversor, que sincroniza la salida de la batería con la tensión y la frecuencia de la red. El sistema de gestión realiza un seguimiento de la cantidad de energía que se devuelve a la red y puede comunicar esta información a la empresa de servicios públicos para fines de facturación.
Gestión del estado de la batería
Mantener la salud de la batería es esencial para el rendimiento y la confiabilidad a largo plazo de un ESS residencial todo en uno. El sistema de gestión emplea varias estrategias para garantizar la longevidad de la batería.
Gestión de temperatura
El rendimiento de la batería depende en gran medida de la temperatura. Las temperaturas extremas pueden reducir la capacidad y la vida útil de la batería. El sistema de gestión monitorea la temperatura de la batería y activa los sistemas de refrigeración o calefacción según sea necesario. Por ejemplo, cuando hace calor, el sistema puede encender un ventilador o una unidad de refrigeración para mantener la batería a una temperatura óptima. En climas fríos, se puede utilizar un elemento calefactor para evitar que la batería se congele.
Equilibrio de batería
Con el tiempo, las celdas individuales dentro de un paquete de baterías pueden tener diferentes SOC. Este desequilibrio puede provocar una reducción del rendimiento y la capacidad de la batería. El sistema de gestión realiza periódicamente el equilibrio de la batería para ecualizar el SOC de cada celda. Por lo general, esto se hace desviando una pequeña cantidad de corriente de las celdas con un SOC más alto a las celdas con un SOC más bajo.
Integración con sistemas de energía domésticos
Un ESS residencial todo en uno se puede integrar con otros sistemas de energía domésticos para mejorar su funcionalidad y capacidades de gestión de energía.
Integración de hogar inteligente
Muchos ESS residenciales todo en uno modernos se pueden integrar con sistemas domésticos inteligentes. Esto permite a los propietarios monitorear y controlar el ESS utilizando una aplicación de teléfono inteligente o un centro de hogar inteligente. Por ejemplo, los propietarios pueden comprobar el SOC de la batería, ver datos de consumo de energía e incluso ajustar de forma remota las configuraciones de carga y descarga. La integración del hogar inteligente también permite que el ESS se comunique con otros dispositivos inteligentes del hogar, como termostatos y electrodomésticos inteligentes. Esta integración permite una gestión energética más coordinada, como ajustar la configuración del termostato en función del SOC de la batería o la energía disponible de fuentes renovables.
Integración con sistemas solares fotovoltaicos
Cuando se integra con un sistema solar fotovoltaico, un ESS residencial todo en uno puede maximizar el uso de la energía solar. El sistema de gestión puede analizar los datos de generación solar y la demanda energética de la vivienda para optimizar la carga y descarga de la batería. Por ejemplo, si se espera que los paneles solares generen una gran cantidad de energía por la tarde, el sistema puede retrasar el uso de la energía de la batería hasta más tarde en el día, cuando la generación solar disminuye.
Conclusión
En conclusión, un ESS residencial todo en uno es una solución sofisticada de almacenamiento de energía que emplea tecnologías y estrategias de gestión avanzadas para almacenar y gestionar la energía de manera eficiente. Desde la carga y descarga hasta la gestión del estado de la batería y la integración con otros sistemas de energía del hogar, cada aspecto del ESS está cuidadosamente diseñado para brindar a los propietarios una solución energética confiable y rentable.
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Referencias
- Doherty, R., O'Malley, M. y Flynn, D. (2010). Análisis costo-beneficio del almacenamiento de energía para soporte de energía eólica. Transacciones IEEE sobre sistemas de energía, 25(2), 870-878.
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- Lund, H. y Mathiesen, BV (2009). Análisis del sistema energético de sistemas de energía 100% renovables: el caso de Dinamarca en 2050. Energía, 34(5), 524-531.