¿Por qué invertir en una batería doméstica para almacenar energía fotovoltaica?
- Maximiza tu energía solar incluso de noche : Con una batería, tiene la capacidad de almacenar la energía solar producida durante el día para usarla durante la noche. Esto significa una menor dependencia de la red y, por tanto, potencialmente, un ahorro en sus facturas de electricidad.
- Aprovecha los precios variables : Los precios basados en el momento del consumo están de moda (y podrían generalizarse). Estas tarifas suelen ser más altas durante las horas de gran demanda, normalmente a primera hora de la tarde.
- Backup : asegure su suministro eléctrico en caso de un corte del EDF: si se corta la alimentación de la red, una batería doméstica puede respaldar todo o parte de su panel eléctrico y así garantizar la continuidad del suministro eléctrico a su hogar, a través de los paneles solares durante el día. (o de noche gracias a las pilas).
¿Cómo funciona una batería doméstica?
Una batería doméstica funciona mediante un mecanismo electroquímico que conserva energía. Piense en ello como un “sándwich” de energía. De un lado tenemos el ánodo, del otro el cátodo. En el medio, una sustancia llamada electrolito está separada por un material aislante.
Para recordarle que el cátodo es positivo: imagine a los gatos, a menudo percibidos de forma positiva. En cambio, el ánodo es negativo, un poco como una tía gruñona a la que podríamos llamar tía Annette.
Los electrones, que llevan carga negativa, se agrupan en el ánodo. Buscan llegar al cátodo, que es su opuesto cargado positivamente. Pero el electrolito del medio impide que pasen directamente a través de la batería.
Al conectar el ánodo y el cátodo con un conductor, se permite que los electrones se muevan a través de ellos. Este flujo de electrones constituye la electricidad que utilizamos.
En las baterías recargables, una fuente de energía externa permite invertir la dirección de la corriente. Esto ayuda a conservar esta energía para su uso posterior.
En una batería doméstica moderna de iones de litio, existen muchas configuraciones posibles para las placas catódicas, las placas anódicas y el separador. Normalmente, están diseñados como un rollo dentro de cilindros metálicos llamados celdas. Un sistema de almacenamiento de energía doméstico puede contener miles de estas celdas cilíndricas.
La distinción entre kW y kWh: ¡potencia y energía!
Para ilustrar el funcionamiento de una batería doméstica (ya sea de litio, de tecnología níquel-hierro, etc.), podemos pensar en el agua que fluye por una tubería hacia un contenedor.
La potencia (kW) corresponde a la velocidad a la que circula el agua en la tubería, entrar o salir del contenedor.
La energía (kWh) representa la cantidad de agua que puede contener el recipiente.
Es crucial entender la distinción entre poder y energía. Esto puede influir en la elección entre una batería doméstica adecuada y una menos eficiente.
Hay muchas baterías solares disponibles, cada una de las cuales ofrece un equilibrio específico entre la producción de energía y la energía almacenada.
La mayoría de baterías solares ofrecen una potencia máxima continua de 4 o 5 kW. Por ejemplo, mi batería Pylontech US5000 Ofrece 5 kW como máximo. Si quiero 10 kW de potencia, necesitaré una segunda batería.
Por tanto, es fundamental conocer las necesidades energéticas de tu hogar antes de elegir una batería.
Si tu batería solar sólo proporciona 3 kW y tu casa requiere 5 kW, necesitarás complementarla con electricidad de la red. Por ejemplo, tengo en casa una sauna finlandesa que consume 7 kW. No puedo ejecutarlo solo con mi única batería Pylontech US5000, ya que solo proporciona 5 kW. Por lo tanto, ¡no hay sauna durante un corte de energía!
Batería domestica: níquel-hierro, Litio, ¿qué tecnología elegir?
Antes de 2015, instalar un sistema de almacenamiento de energía a menudo significaba vivir de forma autosuficiente en una zona remota.
La tecnología común en aquella época se basaba en el plomo-ácido. Esta solución requería un gran conjunto de baterías, generalmente colocadas en un espacio separado, como un refugio, y requería cuidados constantes, lejos de la idea de una solución de “configurarlo y olvidarse de ello”.
Pero, con el surgimiento de las tecnologías del litio, estas han ganado impulso en el mercado de almacenamiento de energía residencial por varias razones:
- Ofrecen mejores capacidades (tanto en términos de potencia entregada como de profundidad de descarga).
- Prácticamente no requieren mantenimiento.
- Se benefician de garantías ampliadas.
- Se ofrecen a precios atractivos.
- Son más compactos y menos voluminosos.
- Actualmente, una gran parte de las baterías solares residenciales dependen del litio.
Existen dos variantes principales de esta tecnología: Níquel Manganeso Cobalto (NMC) y el Fosfato de hierro y litio (LiFePO). A modo de ejemplo, las baterías TESLA Powerall o TESVOLT se basan en tecnología NMC.
A pesar de las claras ventajas de las baterías de iones de litio de tipo LIFEPO4 o NMC, las baterías de níquel-hierro y titanato de litio son superiores en términos de durabilidad y número de ciclos posibles:
Añade una batería doméstica a tu instalación fotovoltaica: ¿acoplamiento AC vs DC?
Las baterías, por otro lado, se cargan y descargan mediante corriente continua. Entonces, ¿cómo se integran las baterías domésticas en un sistema solar?
Existen principalmente dos técnicas:
Acoplamiento CC: Este método utiliza un único 'inversor híbrido' para controlar tanto los paneles solares como la batería. Las funciones de este inversor incluyen:
- La conversión de electricidad CC del sistema solar en una forma de CC adecuada para cargar baterías.
- Convirtiendo las salidas DC de la batería y paneles solares a la corriente AC de 230 voltios necesaria para el hogar.
- Conversión de corriente 230 V AC de la red a corriente DC, permitiendo cargar la batería directamente desde la red si fuera necesario.
Los inversores híbridos de este tipo suelen estar totalmente integrados (función de gestión solar mediante MPPT y gestión de la batería). Un ejemplo est el inversor híbrido Fronius GEN24:
Acoplamiento de CA:
En este escenario, un inversor de batería (tipo Victron Multiplus) se encarga de convertir la potencia de los paneles solares en salida del inversor solar, para recargar las baterías. Entonces hay un paso adicional. Durante el día, el autoconsumo se realiza directamente a la salida del inversor solar, sólo el excedente se reinyectará a las baterías para un uso nocturno, por ejemplo.
¿Ventajas y desventajas de cada arquitectura?
Ventajas del acoplamiento CC : Un sistema acoplado en CC tiene menos pasos intermedios. Menos pasos = menos desperdicio = mayor eficiencia.
Desventajas del acoplamiento DC : Las baterías suelen estar diseñadas para funcionar con inversores híbridos específicos. Por lo tanto, es posible que un futuro producto innovador de almacenamiento de energía no sea compatible con el inversor híbrido que compra hoy. Esto no es un problema si planeas comprar un sistema solar + batería de una sola vez.
Ventajas del acoplamiento de CA : Es independiente del inversor solar. Puede agregar una batería acoplada a CA a cualquier sistema solar existente.
Desventajas del acoplamiento de CA : Con la conversión DC->AC->DC, hay más pasos, lo que la hace un poco menos eficiente. Otra limitación del acoplamiento de CA tiene que ver con las reglas relativas al tamaño del sistema. De hecho, si ya tienes instalados, por ejemplo, 5 kW de paneles solares, necesitarás instalar un inversor de batería (Victron Multiplus, por ejemplo) de potencia al menos equivalente, para respetar la relación de tamaño 1:1.