¿Qué es un sistema comercial de almacenamiento de energía y cómo funciona?

GUÍA DE ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA COMERCIAL

Los sistemas de almacenamiento de energía comercial ayudan a las empresas a almacenar electricidad, gestionar la demanda de energía, mejorar la utilización de la energía solar y mantener operaciones críticas durante interrupciones de la red. Esta guía explica cómo funciona el almacenamiento de baterías comercial, sus componentes principales, aplicaciones comunes, beneficios y los factores clave a considerar antes de seleccionar un sistema.

Almacenamiento de Energía Comercial en Breve

Un sistema de almacenamiento de energía comercial almacena electricidad en baterías y la libera cuando una instalación requiere energía adicional. Puede cargarse desde la red eléctrica, un sistema solar fotovoltaico, un generador o una combinación de estas fuentes de energía.

Un sistema completo normalmente incluye módulos de batería, un sistema de gestión de baterías, un sistema de conversión de potencia, un sistema de gestión de energía, equipos de gestión térmica y protección eléctrica de seguridad.

La demanda de electricidad rara vez es constante a lo largo del día. Una fábrica puede consumir más energía cuando varias máquinas arrancan al mismo tiempo, mientras que un hotel, almacén, centro comercial o edificio de oficinas puede experimentar una mayor demanda durante horas de operación específicas.

Las empresas en algunas regiones también se enfrentan a un suministro de red inestable, interrupciones de energía frecuentes, capacidad de transformador limitada o altos costos de electricidad. Un sistema de almacenamiento de energía de batería comercial, también conocido como C&I ESS, brinda a la instalación un mayor control sobre cuándo se almacena la electricidad y cuándo se utiliza.

¿Cómo Funciona un Sistema de Almacenamiento de Energía Comercial?

Un sistema de almacenamiento de energía comercial opera a través de un proceso controlado de carga y descarga. La estrategia exacta depende del objetivo del proyecto, la tarifa eléctrica, las cargas conectadas, la energía solar disponible, la configuración del generador y las condiciones de la red local.

1. La Electricidad Entra en el Sistema

El sistema recibe electricidad de la red eléctrica, paneles solares, un generador o una combinación de fuentes de energía disponibles.

2. El Sistema de Conversión de Potencia Gestiona el Flujo de Electricidad

El sistema de conversión de potencia convierte la electricidad entre CA y CC. Esto permite que las baterías se carguen y que la energía almacenada se convierta en energía de CA utilizable para equipos comerciales.

3. La Batería Almacena Energía Eléctrica

Los módulos de batería almacenan electricidad hasta que el sistema de gestión de energía determina que la energía almacenada debe ser utilizada.

4. La Energía Almacenada se Suministra a la Instalación

La batería puede descargarse durante períodos de alta demanda, baja producción solar, interrupciones de la red u otras condiciones operativas definidas por el proyecto.

El sistema de gestión de energía monitorea continuamente la demanda de carga, el estado de carga de la batería, la disponibilidad de la red, la producción solar y los horarios de operación. Luego, controla cuándo el sistema debe cargarse, permanecer en espera o descargarse.

Potencia y energía son diferentes. La potencia del sistema se mide en kilovatios o megavatios e indica cuánta potencia puede entregar el sistema a la vez. La energía de la batería se mide en kilovatios-hora o megavatios-hora e indica cuánta energía puede almacenar el sistema.

Componentes Principales de un Sistema de Almacenamiento de Energía Comercial

Una solución de almacenamiento de energía comercial contiene más que celdas de batería. Sus componentes principales deben comunicarse y operar juntos como un único sistema de potencia integrado.

Módulos de Batería

Los módulos de batería almacenan energía eléctrica. Las baterías LiFePO4 se utilizan ampliamente en el almacenamiento de energía estacionaria debido a su estabilidad térmica, rendimiento de ciclo y idoneidad para cargas y descargas repetidas.

Sistema de Gestión de Baterías

El sistema de gestión de baterías, o BMS, monitorea el voltaje de la celda, la temperatura, la corriente, el estado de carga y otras condiciones de la batería. También ayuda a proteger la batería contra sobrecarga, sobredescarga, corriente excesiva y temperatura anormal.

Sistema de Conversión de Potencia

El sistema de conversión de potencia, o PCS, convierte la electricidad de CC de las baterías en electricidad de CA para cargas comerciales. Durante la carga, convierte la electricidad de CA en electricidad de CC para el almacenamiento de la batería.

Sistema de Gestión de Energía

El sistema de gestión de energía, o EMS, coordina la carga, descarga, utilización solar, gestión de carga, operación del generador y comunicación con otros equipos.

Gestión Térmica y Protección

La refrigeración por aire o por líquido ayuda a mantener temperaturas de operación adecuadas. La protección de seguridad puede incluir disyuntores, fusibles, protección contra sobretensiones, monitoreo de aislamiento, parada de emergencia, alarmas, detección de humo y equipos de protección contra incendios.

Un sistema de almacenamiento de energía comercial integra baterías, conversión de potencia, monitoreo, refrigeración y equipos de protección eléctrica.

Aplicaciones Comunes de Almacenamiento de Energía Comercial

Reducción de Picos (Peak Shaving)

Una instalación puede descargar electricidad almacenada cuando su demanda de energía alcanza un nivel alto. Esto reduce la cantidad de electricidad extraída de la red durante los períodos pico y puede ayudar a controlar los costos de electricidad relacionados con la demanda.

Almacenamiento de Energía Solar

Los paneles solares pueden producir más electricidad de la que una empresa puede usar inmediatamente durante el día. El sistema de almacenamiento puede almacenar el exceso de energía solar y usarlo más tarde cuando la producción solar disminuye o la demanda de electricidad aumenta.

Energía de Respaldo

Cuando está diseñado para operación de respaldo, el sistema puede mantener la electricidad para cargas críticas seleccionadas durante una interrupción de la red. Estas cargas pueden incluir iluminación, sistemas de comunicación, refrigeración, equipos de control, servidores o procesos de producción esenciales.

Desplazamiento de Carga (Load Shifting)

La batería puede cargarse cuando la electricidad está más disponible o es menos costosa y descargarse durante períodos de operación de mayor costo. Esto también se conoce como optimización del tiempo de uso.

Aplicaciones Fuera de Red y en Redes Débiles

En ubicaciones con una red poco confiable o sin conexión a la red, el almacenamiento de energía comercial puede operar con paneles solares y generadores para crear un sistema de energía híbrido más estable. La batería puede reducir el tiempo de funcionamiento innecesario del generador y ayudar a equilibrar los cambios en la producción solar.

El almacenamiento de energía comercial puede funcionar con energía solar fotovoltaica, energía de la red, cargas de la instalación y generadores de respaldo.

Beneficios para Instalaciones Comerciales e Industriales

• Mejor control de la energía: Las empresas pueden gestionar cuándo se almacena y consume la electricidad.
• Mayor autoconsumo solar: Se puede utilizar más electricidad solar dentro de la instalación.
• Reducción de la demanda pico de la red: La energía almacenada puede dar soporte a la instalación durante períodos de alta demanda.
• Capacidad de respaldo: Los equipos críticos pueden seguir operando durante ciertas interrupciones de la red.
• Expansión flexible: Los sistemas modulares pueden permitir la adición posterior de capacidad de batería o equipos de potencia.
• Reducción de la operación del generador: Las baterías pueden reducir el tiempo de funcionamiento del generador en proyectos de red débil y fuera de red.

Configuraciones de Sistemas de Almacenamiento de Energía Comercial

Almacenamiento Conectado a la Red

El almacenamiento conectado a la red normalmente se carga desde la red eléctrica y suministra energía almacenada durante períodos seleccionados. Se utiliza comúnmente para la reducción de picos y el desplazamiento de carga.

Solar Más Almacenamiento

Solar más almacenamiento combina un sistema solar fotovoltaico con almacenamiento de batería. El exceso de producción solar diurna se puede almacenar y utilizar más tarde.

Sistema Híbrido de Respaldo

Un sistema híbrido de respaldo combina energía de la red, energía solar y almacenamiento de batería. Es adecuado para áreas con suministro de red inestable y proyectos que requieren respaldo de carga crítica.

Sistema Híbrido Fuera de Red

Un sistema híbrido fuera de red normalmente combina paneles solares, almacenamiento de batería y un generador. Es adecuado para ubicaciones comerciales o industriales remotas donde no hay energía eléctrica confiable disponible.

¿Cómo Seleccionar el Sistema de Almacenamiento de Energía Comercial Adecuado?

1. Revise el perfil de carga. Recopile la carga promedio, la carga máxima, las horas de operación, los períodos de demanda pico y el consumo diario de electricidad.

2. Defina el objetivo del proyecto. Confirme si el sistema se requiere para reducción de picos, almacenamiento solar, energía de respaldo, reducción de generador u operación fuera de red.

3. Determine la potencia requerida. Considere la potencia de operación normal y la potencia de arranque de motores, bombas, compresores y otros equipos.

4. Calcule la capacidad de la batería. Considere la carga conectada, la duración del respaldo, la profundidad de descarga utilizable, la eficiencia de conversión, la temperatura y la capacidad de reserva.

5. Confirme las condiciones de la red, solar y del generador. Revise el voltaje de la red, la frecuencia, la capacidad del transformador, la capacidad solar fotovoltaica y el tamaño del generador.

6. Evalúe el entorno de instalación. Considere la instalación en interiores o exteriores, la temperatura ambiente, la corrosión, la ventilación, el drenaje y el espacio de mantenimiento.

7. Verifique la comunicación y el monitoreo. Confirme los protocolos requeridos, el monitoreo remoto, la compatibilidad del inversor, el registro de datos y el control del generador.

8. Planifique el mantenimiento y la expansión. Asegúrese de que el diseño del sistema permita una inspección segura, el reemplazo de componentes y la expansión futura.

Información Necesaria Antes del Dimensionamiento del Sistema

• País del proyecto y ubicación de la instalación
• Voltaje y frecuencia de la red
• Sistema eléctrico monofásico o trifásico
• Potencia máxima de carga en kW
• Consumo diario de electricidad en kWh
• Tiempo de operación de respaldo requerido
• Lista de cargas críticas
• Capacidad solar fotovoltaica existente o planificada
• Capacidad del generador, si aplica
• Requisito de instalación en interiores o exteriores
• Área de instalación disponible
• Requisitos de expansión futura

Preguntas Frecuentes

¿Cuál es la Diferencia Entre un Sistema de Almacenamiento de Energía Comercial y un Generador?

Un generador produce electricidad a partir de combustible, mientras que un sistema de almacenamiento de energía de batería almacena electricidad producida anteriormente. Los dos sistemas también pueden trabajar juntos.

¿Puede un Sistema de Batería Comercial Proporcionar Energía Durante una Interrupción de la Red?

Sí, pero el sistema debe estar diseñado para operación de respaldo o fuera de red. Un sistema estándar conectado a la red puede apagarse durante una interrupción a menos que incluya el equipo de transferencia y la lógica de control requeridos.

¿Cuánto Tiempo Puede un Sistema de Almacenamiento de Energía Comercial Suministrar Energía a una Instalación?

La duración del respaldo depende de la capacidad utilizable de la batería y la potencia consumida por las cargas conectadas. Un dimensionamiento preciso requiere una lista detallada de cargas y el tiempo de respaldo esperado.

¿Puede el Almacenamiento de Energía Comercial Funcionar con Paneles Solares?

Sí. La batería puede almacenar el exceso de producción solar diurna y suministrar la energía almacenada más tarde cuando la producción solar es menor o la demanda de electricidad es mayor.

¿Qué Afecta la Vida Útil de un Sistema de Batería Comercial?

La química de la batería, la calidad de las celdas, la temperatura de operación, la profundidad de descarga, la tasa de carga, la frecuencia de los ciclos, el control del BMS, el rendimiento de la refrigeración y las condiciones de mantenimiento pueden afectar la vida útil.

¿Qué Información se Requiere para una Cotización de ESS Comercial?

La información útil incluye la ubicación del proyecto, el voltaje de la red, la carga máxima, el uso diario de electricidad, el tiempo de respaldo requerido, la capacidad solar fotovoltaica, los detalles del generador, el entorno de instalación y los requisitos de expansión futura.

Discuta Su Proyecto de Almacenamiento de Energía Comercial Voltertech apoya a distribuidores, instaladores, contratistas EPC y desarrolladores de proyectos en la selección de sistemas de almacenamiento de energía comercial. Envíenos su información de carga, requisitos de respaldo, condiciones de la red y configuración solar para una revisión inicial de la solución.

Contactar a Voltertech