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

Autor: DeyeESS
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¿Qué es un sistema de almacenamiento de energía en batería (BESS)?

Comprensión del sistema de almacenamiento de energía de batería (BESS)

A Sistema de almacenamiento de energía de batería (BESS) es una innovación fantástica que le ayuda a almacenar y distribuir energía en forma de electricidad. ¿Entonces, cómo funciona? Imagínese la batería utilizada en una linterna pero a una escala mucho mayor. Un BESS utiliza baterias para almacenar energía eléctrica, que luego podrás utilizar cuando sea necesario.

El beneficio de un BESS es la integración de fuentes de energía renovables como el viento y el sol durante periodos de baja demanda (horas valle). Cuando la demanda aumenta (horas pico), puede utilizar esa energía almacenada para reducir costos y establecer beneficios para usted.

Componentes de un BESS

Un BESS consta de varios componentes clave que trabajan juntos para almacenar energía y convertirla según sea necesario.

Los componentes principales son:

ComponenteFunción
Celdas de bateríaAlmacenar energía eléctrica
InversoresConvierta CC de baterías en CA
Sistema de gestión de batería (BMS)Supervisa el rendimiento y la seguridad de la batería.
Sistema de Gestión de Energía (EMS)Optimiza la eficiencia y el rendimiento del sistema.

Componentes adicionales

  1. El sistema de conversión de energía (PCS), también conocido como inversor bidireccional, convierte principalmente la electricidad de CC de las celdas de la batería en electricidad de CA y viceversa. Además, el PCS desempeña un papel crucial a la hora de regular las tasas de carga y descarga de la batería en función de los requisitos de la red.
  2. En transformador Sirve para aumentar o reducir los niveles de voltaje de la electricidad. En un sistema de almacenamiento de energía en batería, el transformador es esencial para hacer coincidir los niveles de voltaje de la corriente alterna generada con los requisitos de la red eléctrica o la carga conectada. Al hacerlo, garantiza una integración perfecta y eficiente del BESS con el sistema eléctrico.
  3. Sistema de supresión de incendios Garantiza un funcionamiento seguro y evita incendios eléctricos.
  4. Calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) rRegula la temperatura interna para un rendimiento óptimo de la batería.

Tipos de baterías utilizadas en BESS

En esta sección, analizaremos los tipos más comunes de baterías utilizadas en BESS: baterías de iones de litio, baterías de flujo, y baterías de plomo ácido.

Baterías de iones de litio Se han vuelto cada vez más populares en los últimos años debido a su alta densidad de energía, su largo ciclo de vida y su tasa de autodescarga relativamente baja. Estas baterías son muy adecuadas para aplicaciones BESS, ya que pueden almacenar grandes cantidades de energía en un espacio pequeño, lo que las convierte en una opción ideal cuando el espacio es limitado. Además, las baterías de iones de litio tienen una velocidad de carga y descarga más rápida en comparación con otros tipos de baterías, lo que permite una mejor eficiencia y rendimiento en su BESS.

Baterías de flujo son otra opción para BESS. Estas baterías almacenan energía en forma de electrolitos líquidos, lo que permite separar la capacidad energética y la capacidad energética. Una de las ventajas clave de las baterías de flujo es su escalabilidad: simplemente aumentando el tamaño de los depósitos de electrolito, se puede aumentar la capacidad energética general del sistema. Sin embargo, las baterías de flujo suelen tener una densidad de energía menor que las baterías de iones de litio, lo que puede requerir más espacio para su instalación. El lado positivo es que las baterías de flujo son conocidas por su largo ciclo de vida y su capacidad para cargarse y descargarse con frecuencia sin una degradación significativa.

Por último, baterías de plomo ácido Se han utilizado en aplicaciones BESS durante muchos años, principalmente debido a su bajo costo y disponibilidad. Estas baterías recargables tienen una densidad de energía relativamente baja en comparación con las baterías de flujo y de iones de litio, pero también son muy confiables y pueden soportar una amplia gama de condiciones de funcionamiento. Si bien las baterías de plomo-ácido pueden no ser la opción ideal para todas las aplicaciones BESS debido a su tamaño y peso, aún ofrecen una opción valiosa y rentable para ciertas necesidades de almacenamiento de energía.

¿Cómo funciona BESS?

Como solución innovadora de almacenamiento de energía que desempeña un papel crucial en el almacenamiento y la gestión eficiente de la electricidad, está diseñada para almacenar y distribuir energía en forma de electricidad, que puede utilizarse ampliamente en aplicaciones como redes eléctricas, vehículos eléctricos e instalaciones de energía solar. y hogares inteligentes.

Cuando aprovecha varias fuentes de energía, como la energía solar o eólica, su BESS captura y almacena la electricidad en baterías recargables. 

A continuación se muestra un resumen general de cómo funciona un BESS:

  1. Generacion de energia: Las fuentes de energía renovables producen electricidad.
  2. Cargar baterías: La energía eléctrica se almacena en las baterías del BESS.
  3. Descargar baterías: Cuando es necesario, la energía almacenada en las baterías se libera a la red eléctrica u otra aplicación.
  4. Soporte de carga: BESS ayuda a proporcionar energía constante a las redes eléctricas gestionando las fluctuaciones y respaldando la demanda en las horas pico.

Una cosa que debes saber es que BESS está diseñado para convertir la corriente continua (CC) de las baterías en corriente alterna (CA), que es el tipo estándar de electricidad que se utiliza en hogares y empresas. Esta conversión se logra mediante inversores en el sistema de almacenamiento de energía. Además, puede funcionar en dirección inversa, convirtiendo CA en CC, para cargar las baterías.

Aplicación de BESS

Exploremos algunas de las aplicaciones más comunes y cómo podrían mejorar su vida diaria:

  1. Energía de respaldo: Un BESS puede proporcionarle una fuente confiable de energía de respaldo en caso de cortes de red o emergencias. Esto garantiza que sus electrodomésticos y dispositivos esenciales sigan funcionando, brindándole tranquilidad durante situaciones inesperadas.
  2. Afeitado de picos: Su consumo de electricidad varía a lo largo del día y la demanda suele ser mayor durante las horas pico. BESS le permite almacenar energía durante las horas de menor actividad y utilizarla durante los períodos de alta demanda, lo que puede ayudarle a reducir su factura de electricidad e igualar la carga de la red.
  3. Conexión a la red: BESS se puede utilizar para respaldar la red proporcionando servicios como regulación de frecuencia, soporte de voltaje y nivelación de carga. Esto ayuda a mejorar la estabilidad de la red y reduce la necesidad de centrales eléctricas basadas en combustibles fósiles.

Aspectos económicos de BESS

Aspectos económicos de BESS

Costes de instalación

Al considerar un sistema de almacenamiento de energía en batería (BESS), deberá tener en cuenta los costos de instalación. Estos costos pueden variar según el tamaño y la complejidad del sistema. Normalmente, los sistemas más grandes requieren más inversión, pero pueden entrar en juego economías de escala, lo que hace que el costo por unidad de capacidad de almacenamiento de energía sea menor para los sistemas más grandes.

Generación de ingresos

BESS puede generar ingresos de varias maneras, incluida la prestación de servicios a la red pública y la participación en los mercados energéticos. Por ejemplo, su BESS puede ofrecer:

  • Servicios de regulación de frecuencia: Las baterías pueden responder rápidamente a las fluctuaciones en la frecuencia de la red, lo que ayuda a mantener la estabilidad de la red y le genera ingresos en el proceso.
  • Arbitraje energético: Con un BESS, puede comprar energía cuando los precios son bajos y venderla a la red cuando los precios son altos.
  • Aplazamiento de la capacidad de la red: Al utilizar su BESS para aliviar las limitaciones de la red, podría recibir una compensación por retrasar la necesidad de actualizaciones de la red.

Estas fuentes de ingresos pueden compensar los costos iniciales y contribuir a la rentabilidad de su inversión en BESS.

Ahorro en facturas de energía

La implementación de un BESS puede generar ahorros significativos en sus facturas de energía. Aquí hay algunas maneras en que su BESS puede ayudarlo a ahorrar dinero:

  • Afeitado de picos: Su BESS puede almacenar energía durante las horas de menor actividad cuando los precios de la energía son más bajos y descargarla durante las horas pico cuando los precios de la energía son más altos, lo que reduce los cargos por demanda máxima.
  • Optimización del tiempo de uso: Al comprender las tarifas de tiempo de uso (TOU) de su servicio público, puede aprovechar al máximo su BESS cargándolo durante períodos de tarifas más bajas y descargándolo durante períodos de tarifas más altas.
  • Integración renovable: Si tiene una fuente de energía renovable, como paneles solares, un BESS puede almacenar el exceso de energía para usarla en momentos en que la generación renovable es baja o inexistente. Esto ayuda a maximizar el valor de su sistema de energía renovable.

En resumen, los aspectos económicos de un BESS incluyen costos de instalación, generación de ingresos y ahorro en la factura de energía. Al considerar cuidadosamente estos factores, puede aprovechar al máximo su inversión en BESS y, en última instancia, beneficiarse de menores costos de energía y mayores flujos de ingresos.

Medidas de seguridad para BESS

Cuando se trata de sistemas de almacenamiento de energía en baterías, es esencial priorizar la seguridad para proteger tanto a las personas como a la propiedad. Al implementar las medidas de seguridad adecuadas, puede garantizar que su BESS funcione de manera eficiente y al mismo tiempo mitiga cualquier peligro potencial. Aquí hay algunas medidas de seguridad clave a tener en cuenta:

  1. Ubicación e instalación adecuadas: Asegúrese de que su BESS esté instalado y colocado en un lugar que cumpla con las normas de seguridad y las mejores prácticas. Esto puede incluir una distancia suficiente de otras estructuras o el cumplimiento de directrices específicas de las autoridades locales.
  2. Gestión térmica: Para evitar el sobrecalentamiento, se debe implementar un sistema sólido de gestión térmica. Esto incluye sensores de temperatura, sistemas de enfriamiento y monitoreo regular para mantener temperaturas de funcionamiento óptimas.
  3. Protección contra incendios: Implementar medidas de protección contra incendios, como cerramientos resistentes al fuego y sistemas de extinción de incendios adecuados, especialmente en instalaciones BESS a gran escala. Además, asegúrese de que su sistema cumpla con los códigos locales de seguridad contra incendios.
  4. Mantenimiento regular: Realice inspecciones y mantenimiento de rutina para garantizar el funcionamiento seguro de su BESS. Esto incluye verificar las celdas de la batería, las conexiones y los sistemas de monitoreo para detectar signos de desgaste o daños.
  5. Señalización y etiquetas de seguridad: Etiquete claramente todos los peligros y advertencias de seguridad relacionados con su instalación BESS, incluidos los riesgos eléctricos y relacionados con incendios. Esto ayuda a garantizar que cualquier persona que interactúe con el sistema sea plenamente consciente de los peligros potenciales.
  6. Preparación para emergencias: Disponer de un plan de respuesta a emergencias, con funciones, responsabilidades y procedimientos claramente definidos. Esto debe incluir información de contacto de emergencia, rutas de escape y planes para abordar cualquier problema potencial que pueda surgir con su BESS.

Mantenimiento y eficiencia de BESS

Mantenimiento y eficiencia de BESS

El mantenimiento de su sistema de almacenamiento de energía en batería es esencial para garantizar un rendimiento y una eficiencia duraderos. Como cualquier otro sistema eléctrico, Mantenimiento regular y el monitoreo de su BESS puede ayudar a identificar problemas potenciales y mantener el sistema funcionando sin problemas.

Un aspecto importante del mantenimiento es comprobar el sistema de gestión de batería (BMS), lo que garantiza la seguridad y eficiencia del sistema de baterías. Al vigilar el BMS, puede optimizar el almacenamiento y el uso de energía y, potencialmente, extender la vida útil de las baterías.

Para garantizar que su BESS siga siendo eficiente, también debe tener en cuenta factores como Densidad de energia. Esto se refiere a la cantidad de energía que se puede almacenar en una batería por unidad de volumen o masa. Una mayor densidad de energía generalmente significa un sistema de batería más pequeño y liviano, lo que facilita su integración en diversas aplicaciones. Tenga en cuenta que la densidad de energía puede afectar la eficiencia general de su BESS, así que elija baterías con una densidad de energía adecuada para sus necesidades específicas..

Aquí están algunas consejos generales de mantenimiento para ayudarle a mantener su BESS eficiente y en buen funcionamiento:

  • Inspeccionar las baterías, conectores y terminales en busca de signos de corrosión o daños.
  • Limpio el compartimiento de la batería y los terminales para evitar la acumulación de suciedad y desechos.
  • Apretar cualquier conexión suelta para asegurar una transferencia óptima de energía.
  • Prueba Reemplace las baterías con regularidad para asegurarse de que mantengan la carga y funcionen como se espera.
  • Monitor la temperatura, el voltaje y la corriente del sistema para garantizar que esté funcionando dentro de los parámetros previstos.
  • Reemplazar cualquier componente dañado o de bajo rendimiento según sea necesario.

La relación entre microrredes y BESS

Imagínese vivir en una comunidad que genera y consume su propia electricidad. Ahí es donde las microrredes entran en escena. Una microrred es una red eléctrica de pequeña escala que conecta recursos energéticos locales, como paneles solares, turbinas eólicas o generadores de gas, con cargas eléctricas locales. Puede operar de forma autónoma o en conjunto con la red eléctrica principal, brindando mayor confiabilidad y flexibilidad.

Uno de los componentes clave de una microrred es el sistema de almacenamiento de energía en batería. Un BESS almacena energía en forma de electricidad, que puede distribuirse cuando la demanda alcanza su punto máximo o cuando las fuentes de energía renovables no están disponibles de forma intermitente. Esto ayuda a garantizar que su suministro de electricidad permanezca estable e ininterrumpido.

Beneficios de BESS en Microrredes:

  1. Sistema de alimentación ininterrumpida (UPS): BESS actúa como un respaldo confiable para evitar apagones y mantener el suministro de energía cuando la red principal no funciona o durante emergencias como desastres naturales.
  2. Estabilidad de la red: Al responder instantáneamente a las fluctuaciones en la demanda de energía, BESS contribuye a una red más estable y eficiente. Esto es especialmente crucial cuando se integran en la microrred fuentes de energía renovables como la solar y la eólica con potencia variable.
  3. Optimización de la integración de energías renovables: BESS ayuda a suavizar el suministro de energía procedente de fuentes renovables intermitentes, permitiendo un uso eficiente de la energía disponible y reduciendo la necesidad de generadores de combustibles fósiles.
  4. Gestión de carga: Al almacenar el exceso de energía durante las horas de baja demanda y liberarla durante los períodos de alta demanda, BESS ayuda a reducir las cargas máximas y alivia la tensión en la red principal.

Servicios de red y BESS

A medida que la red eléctrica necesita cambios y los recursos de energía renovable como la solar y la eólica continúan ganando popularidad, los sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) se están convirtiendo en una herramienta esencial para mantener el funcionamiento óptimo de la red. Esta sección explicará cómo BESS puede proporcionar valiosos servicios de red, optimizar la calidad de la energía y respaldar los recursos energéticos distribuidos.

En primer lugar, hablemos servicios de red. Los servicios de red son las diferentes actividades y soluciones que realizan los sistemas de almacenamiento de energía en baterías para respaldar la confiabilidad y estabilidad del sistema eléctrico. Algunos ejemplos incluyen la regulación de frecuencia, el equilibrio energético y la reducción de la demanda máxima. Con BESS, las empresas de servicios públicos pueden almacenar el exceso de energía producida durante períodos de baja demanda y liberarla cuando la demanda es alta, lo que ayuda a mantener un suministro de energía equilibrado en la red.

A medida que la parrilla incorpora más Recursos energéticos distribuidos (DER) Como la solar y la eólica, resulta crucial mantener la calidad de la energía. La integración de grandes cantidades de energía renovable variable puede generar problemas con la calidad de la energía, incluidas fluctuaciones de voltaje, distorsión armónica y desequilibrios de frecuencia. BESS puede ayudar a mitigar estos problemas absorbiendo o descargando energía según sea necesario, asegurando que la calidad general de la energía permanezca estable.

En términos de calidad de energía, un BESS puede ayudar a mantener el voltaje y la frecuencia del sistema, reduciendo el riesgo de apagones o caídas de tensión. Por ejemplo, en caso de un aumento repentino de la demanda o una caída de la generación renovable, un BESS puede liberar energía almacenada para estabilizar la red y evitar perturbaciones. Esta rápida respuesta es crucial para garantizar un suministro de energía confiable a los consumidores.

Ahora, consideremos frecuencia regulación. El sistema de energía opera a una frecuencia específica, mantenida para entregar un suministro de electricidad estable y continuo. Cuando se altera el equilibrio entre el suministro y la demanda de energía, BESS puede intervenir. Al cargar o descargar energía rápidamente, ayudan a controlar la frecuencia del sistema y previenen posibles apagones.

Preguntas frecuentes

¿Cuáles son los componentes principales de un BESS?

Un sistema de almacenamiento de baterías generalmente incluye celdas de batería dispuestas en módulos organizados en cadenas para lograr el voltaje de CC necesario. Estas cadenas a menudo se denominan bastidores. Las salidas de CC combinadas de los bastidores se dirigen luego a un sistema de conversión de energía (PCS), que es un inversor de 4 cuadrantes que convierte la energía de CC en electricidad de CA utilizable.

¿Cómo ayudan las instalaciones BESS a estabilizar la red eléctrica?

Las instalaciones de BESS desempeñan un papel fundamental en la estabilización de la red eléctrica. Proporcionan energía de respaldo durante cortes, ayudan a nivelar la carga y ayudan a gestionar las fluctuaciones en el suministro y la demanda de electricidad. Al cargar y descargar energía rápidamente, las instalaciones BESS pueden mantener la estabilidad y confiabilidad de la red en situaciones como cambios repentinos en la generación de energía renovable o picos inesperados en la demanda.

¿Cuáles son los beneficios clave de implementar un BESS?

La implementación de un sistema de almacenamiento de energía en baterías ofrece varios beneficios clave, incluida una mayor estabilidad y confiabilidad de la red, un mayor uso de fuentes de energía renovables, una menor dependencia de las plantas de energía basadas en combustibles fósiles y posibles ahorros de costos a través del arbitraje energético y menores cargos por demanda máxima. Además, la tecnología BESS puede proporcionar energía de respaldo durante emergencias, lo que ayuda a minimizar el impacto de los cortes de energía.

¿Quiénes son algunos de los principales fabricantes de tecnología BESS?

Existen numerosos fabricantes en el mercado de la tecnología BESS, con actores clave como Tesla, LG Chem, Samsung SDI, Panasonic y Deye, entre otros. Estos fabricantes ofrecen una gama de productos y soluciones de almacenamiento de energía en baterías, que satisfacen diversas necesidades y aplicaciones en el sector de las energías renovables. Al comparar las ofertas de estos principales fabricantes, puede encontrar la solución adecuada para sus necesidades específicas de almacenamiento de energía.

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