Sunpal FAQ | Respuestas a sus preguntas sobre energía solar y almacenamiento de energía

¿Los paneles solares pueden funcionar de noche?

Para los paneles solares fotovoltaicos (FV) comerciales estándar, la respuesta es no: no pueden generar electricidad significativa después de la puesta de sol. El efecto fotovoltaico depende de la luz solar (fotones) que incide en las células semiconductoras; sin un flujo suficiente de fotones, la corriente cae casi a cero.

Los paneles solares fotovoltaicos estándar no pueden generar electricidad por la noche. Las empresas que necesitan energía solar las 24 horas del día deben prever soluciones de almacenamiento de energía o de conexión a la red. Aunque existen tecnologías fotovoltaicas nocturnas emergentes, aún no son comercialmente viables para el suministro eléctrico. Las decisiones de diseño deben centrarse en la demanda de energía nocturna, la capacidad y el coste de las baterías, las políticas de subvención de la electricidad y la fiabilidad operativa.
Sin embargo, aunque los propios paneles dejen de generar energía, un sistema solar bien diseñado puede seguir suministrando electricidad por la noche a través de dos métodos principales:

Almacenamiento en batería: El exceso de energía solar diurna se almacena y se libera para su uso nocturno;
Tarificación de la electricidad conectada a la red o compensación de créditos: El exceso de energía diurna se vierte a la red; el consumo nocturno de electricidad de la red se compensa utilizando créditos acumulados.

Por qué los paneles solares estándar no pueden generar electricidad por la noche？

Principio fotovoltaico básico: Cuando la luz solar (fotones) incide en el panel, los electrones del semiconductor se excitan para generar una corriente eléctrica. Sin luz solar, los electrones no pueden excitarse, por lo que no se produce corriente.

Las fuentes de luz alternativas (luz de la luna, farolas) son varios órdenes de magnitud más débiles que la luz solar, insuficientes para accionar los inversores convencionales o lograr la generación de energía a escala comercial.

Consideraciones clave para el diseño de sistemas solares comerciales e industriales

Diseño de la capacidad de almacenamiento de energía: Si la empresa tiene cargas nocturnas significativas (por ejemplo, fabricación, centros de datos, equipos de refrigeración), calcule el consumo eléctrico nocturno previsto (kWh) y configure la capacidad de la batería en consecuencia (teniendo en cuenta la profundidad de descarga y las pérdidas de eficiencia). .

Conexión a la red o sistemas aislados: Para la mayoría de las empresas, las soluciones de medición neta conectadas a la red siguen siendo más rentables que los sistemas totalmente aislados, ya que los costes de las baterías siguen siendo elevados.

Gestión de la carga de la demanda: La energía solar y los sistemas de almacenamiento pueden reducir los picos de demanda desplazando las cargas a las horas diurnas o a las primeras horas de la tarde; es fundamental evaluar con precisión la capacidad de almacenamiento necesaria para las “cargas nocturnas”.

Comportamiento del inversor: Al atardecer, los inversores cambian de modo (normalmente entran en modo de espera); asegúrese de que la configuración del sistema permite un cambio seguro y sin problemas entre la batería y la energía de la red.

Continuidad/tiempo de actividad: Las operaciones que dependen de la disponibilidad de la red (por ejemplo, sitios remotos, redes aisladas) pueden requerir almacenamiento en baterías de capacidad ultra alta o sistemas híbridos (solar + generador de respaldo + almacenamiento) para cubrir las necesidades de electricidad nocturna.

Tecnologías emergentes: ¿Pueden funcionar de noche los paneles solares?

Sí, pero sólo en laboratorio o en las primeras fases de prototipo. La investigación sobre radiación térmica o tecnología fotovoltaica “nocturna” (que genera corrientes diferenciales a través de la refrigeración radiativa del panel) indica densidades de potencia en torno a 0,05 vatios por metro cuadrado, frente a los cientos de vatios por metro cuadrado de la fotovoltaica diurna.

En la actualidad, estos sistemas carecen de viabilidad energética a escala comercial. Pueden ser adecuados para sensores especializados de bajo consumo o aplicaciones de control remoto, pero no pueden satisfacer las necesidades energéticas de los edificios.

¿Qué ocurre si la capacidad de un sistema comercial de almacenamiento de energía (ESS) se diseña demasiado grande o demasiado pequeña? ¿Cuáles son sus riesgos comerciales?

Al diseñar sistemas de almacenamiento de energía a escala comercial/industrial, el objetivo principal es equilibrar los costes (capex, costes de O&M, costes de integración) con el flujo de valor esperado (arbitraje energético, reducción de la carga de la demanda, ingresos de la red/servicios, energía de reserva). Si la escala del sistema es demasiado grande o demasiado pequeña, el proyecto se desviará de este "punto de equilibrio" óptimo, aumentando así los riesgos empresariales.

Riesgos de una expansión excesiva de los sistemas de almacenamiento de energía

El coste de capital es demasiado alto y el valor incremental es limitado: si la capacidad del sistema supera con creces la carga real o el escenario de uso, la inversión adicional no producirá el rendimiento correspondiente. Los análisis demuestran que cuando la capacidad supera un determinado umbral, el ahorro de costes marginales se nivela.

Baja utilización de los activos/largos periodos de inactividad - Los grandes sistemas pueden funcionar con cargas bajas durante largos periodos de tiempo, lo que se traduce en mayores costes de almacenamiento/descarga por kWh y en la disminución de las fuentes de ingresos (arbitraje, ahorro de demanda, servicios auxiliares).

Reducción de la flexibilidad/aumento del riesgo de obsolescencia - Los grandes sistemas bloquean una capacidad específica que puede quedar obsoleta a medida que evolucionan la tecnología, los marcos normativos o las reglas del mercado.

Aumento de los costes de infraestructura, espacio e integración - El aumento de escala suele requerir equipos de conversión de energía más potentes, sistemas de refrigeración/gestión térmica y más espacio en la fábrica, lo que se traduce en una inflación de los "costes blandos".

Disminución del retorno de la inversión (ROI) - Las soluciones empresariales pueden diseñarse en función de una utilización específica o de múltiples flujos de ingresos, y un escalado excesivo aumentará el riesgo de no alcanzar los objetivos preestablecidos, prolongando así el periodo de amortización o reduciendo la tasa interna de retorno (TIR).

Riesgo de capacidad insuficiente del sistema de almacenamiento de energía

Incapacidad de cumplir los requisitos de la aplicación/servicio - Sin capacidad suficiente, el sistema puede no ser capaz de realizar eficazmente funciones de reducción de picos, cambio de carga, captura de energía renovable o energía de reserva, invalidando así la propuesta de valor.

Deterioro acelerado/Aumento del desgaste relativo - Los sistemas con menor capacidad que se ven obligados a realizar ciclos profundos o frecuentes para satisfacer la demanda acelerarán el deterioro, acortarán la vida útil y aumentarán los costes de mantenimiento/sustitución.

Pérdida de ingresos/oportunidades - Si el sistema de almacenamiento de energía no se utiliza plenamente (por ejemplo, no puede participar plenamente en el arbitraje, la restricción de la carga de la demanda o los servicios auxiliares), se perderá valor comercial.

Aumento del riesgo operativo: la dependencia de la red u otras fuentes de energía de reserva debido a un almacenamiento energético insuficiente conllevará riesgos de fiabilidad, posibles tiempos de inactividad y daños a la reputación de las operaciones críticas.

Baja rentabilidad y ciclo de amortización prolongado: la infrautilización de los flujos de valor y la necesidad de ampliaciones posteriores reducirán la eficiencia de la inversión y retrasarán el ciclo de amortización.

Consideración global: por qué es crucial adaptar las capacidades

Un diseño preciso de la capacidad puede garantizar que el sistema de almacenamiento de energía alcance la utilización prevista, el flujo de valor y la fiabilidad del servicio, optimizando al mismo tiempo la estructura de costes. Un exceso de capacidad aumenta los costes y reduce la utilización, mientras que una capacidad insuficiente reduce el valor y aumenta el riesgo. Ambos escenarios amenazan el rendimiento de la inversión, la capacidad de cumplir los contratos y los resultados empresariales.

Puntos de referencia cuantitativos e indicadores empresariales

Compara diferentes opciones de dimensionamiento utilizando métricas clave como el periodo de amortización, el retorno de la inversión (ROI) y el coste nivelado del almacenamiento (LCOS).

El periodo de amortización de una inversión en ESS comercial suele ser de entre 4 y 8 años, dependiendo de los precios de la electricidad, las políticas de incentivos, las curvas de carga y la escala del sistema.

Por ejemplo: Si un ESS que cuesta US$100.000 consigue un ahorro neto anual de US$24.000, el periodo de amortización es de aproximadamente 4,2 años.

El rendimiento anual de la inversión para sistemas comerciales de escala razonable suele situarse en la horquilla 8%-20%.

Factores clave del diseño: precisión de la curva de carga/pico, estructura del precio de la electricidad (especialmente el cargo por demanda/precio de la electricidad en función del tiempo de uso), participación en el servicio de red, atenuación del sistema y vida útil.

Guía práctica de diseño/soluciones de reducción de riesgos para responsables de B2B

Realizar un análisis exhaustivo del consumo energético y del perfil de carga: estimar la carga típica y la demanda máxima, los ciclos de funcionamiento y las fluctuaciones estacionales.

Modelizar múltiples flujos de beneficios/valores: arbitraje (almacenamiento a bajo precio/descarga a alto precio), reducción de la carga de la demanda, servicios auxiliares/de apoyo a la red, valor de reserva/resiliencia.

Adoptar una arquitectura de sistema de almacenamiento de energía modular/escalable: partir de una capacidad básica y ampliarla gradualmente cuando la utilización lo permita puede reducir el riesgo de sobreconfiguración.

Incorporar un modelo de degradación del rendimiento y los costes de funcionamiento y mantenimiento de todo el ciclo de vida: los sistemas de pequeña capacidad funcionan con mucha carga para acelerar el envejecimiento; los sistemas de gran capacidad siguen teniendo que soportar los costes de funcionamiento y mantenimiento cuando están inactivos.

Garantizar que las soluciones empresariales se someten a pruebas de estrés: estrategias para cambios en los precios de la electricidad, utilización inferior a la prevista, evolución de los mercados de servicios de red, etc.

Flexibilidad de planificación: Ante cambios en la regulación o en la estructura del mercado, si la capacidad es demasiado grande o demasiado pequeña y carece de adaptabilidad, los riesgos se agravarán.

Cumplimiento de las obligaciones contractuales/operativas: Si existe un acuerdo de nivel de servicio (SLA) con energía de reserva o participación en la red, una capacidad insuficiente puede llevar al incumplimiento del contrato; aunque el exceso de capacidad puede cumplir las obligaciones, reducirá la eficiencia operativa.

En resumen: para el despliegue de sistemas comerciales de almacenamiento de energía, el “tamaño adecuado” no es ni la capacidad máxima que se puede comprar ni la capacidad mínima que se cree necesitar: es la capacidad que se ajusta al perfil de carga real, la estructura de precios de la electricidad, las fuentes de ingresos y la tolerancia al riesgo. Una capacidad insuficiente o excesiva genera importantes riesgos empresariales: desde una menor utilización y mayores costes hasta pérdidas de ingresos e incluso fallos operativos. Un diseño razonable de la capacidad, una construcción rigurosa del modelo y soluciones de diseño flexibles son las claves para maximizar el rendimiento de la inversión y evitar riesgos contractuales y comerciales.

Para mayor referencia, Sunpal puede proporcionar una guía de diseño descargable personalizada basada en el contenido de esta FAQ (incluyendo tablas de cálculo de capacidad de muestra, curvas de sensibilidad de ROI, escenarios de amortización por industria - cubriendo los sectores comercial, industrial y de microrredes).

Los paneles solares pueden sobrecalentarse, pero las altas temperaturas no hacen que dejen de funcionar inmediatamente. En cambio, reducen la producción de energía (suelen perder entre 0,3 y 0,5% por cada aumento de 1°C), aceleran la degradación de los materiales y pueden aumentar los riesgos de los componentes del sistema si no se gestionan adecuadamente. Con un diseño adecuado, medidas de ventilación, selección de tecnologías y métodos de supervisión, estos efectos son previsibles y controlables.

Cuando los módulos fotovoltaicos (FV) funcionan a altas temperaturas, se producen tres efectos principales: reducción de la generación de energía, degradación acelerada y aumento potencial de los riesgos operativos y de mantenimiento, sobre todo a escala comercial.

1. Disminución instantánea de la potencia (pérdida de eficiencia)

Los paneles solares se evalúan en condiciones de ensayo estándar (STC) a 25 °C (77 °F).
En el caso de los módulos de silicio cristalino, la potencia de salida suele disminuir aproximadamente entre 0,3% y 0,5% por cada aumento de 1°C por encima de 25°C.
 Ejemplo: Un panel con un coeficiente de temperatura de -0,30%/°C perderá aproximadamente 6% de su potencia nominal cuando la temperatura del módulo aumente 20°C por encima del STC.
En los sistemas comerciales sometidos a climas cálidos, las temperaturas de funcionamiento de los módulos suelen alcanzar los 50-65°C, lo que se traduce en una pérdida instantánea de potencia de 10-15% con respecto a los valores nominales.

2. Degradación a largo plazo e impacto sobre la vida útil

Las altas temperaturas aceleran los mecanismos de degradación: aumento de la recombinación de portadores, mayores caídas de tensión, mayores pérdidas resistivas e intensificación del estrés por ciclos térmicos.
Los estudios de campo indican que los módulos expuestos a temperaturas elevadas y a entornos de desajuste térmico/puntos calientes presentan modos de fallo y degradación del rendimiento más pronunciados.
Desde la perspectiva de la contratación B2B, esto subraya la importancia crítica de especificar módulos con coeficientes de temperatura favorables y sólidas garantías de garantía/rendimiento a largo plazo.

3. Consideraciones a nivel de sistema y de riesgo

Cuando aumentan las temperaturas de los módulos -debido a factores como una ventilación deficiente, sustratos de tejado oscuros, instalaciones densas, temperaturas ambiente excesivamente altas o velocidades del viento bajas- puede producirse un estrés adicional en otros componentes del sistema: cajas de conexiones, conectores, aislamiento de cables e inversores.
 “Los entornos de instalación ”estancados" o mal ventilados (como los sistemas montados en el suelo con un flujo de aire inadecuado o una separación insuficiente del tejado) pueden elevar la temperatura de los módulos por encima de los límites de diseño, aumentando el estrés térmico y reduciendo la fiabilidad.
Para las instalaciones comerciales e industriales, esto se traduce en riesgos operativos, interrupciones imprevistas y mayores costes de mantenimiento, y no sólo en una menor generación de energía.

4. 4. Análisis de causas

La temperatura de los módulos depende de múltiples factores, como la temperatura ambiente, la intensidad de la radiación solar, la velocidad del viento, el diseño de la instalación, el color del tejado o el sustrato, el polvo o los residuos y las sombras o los puntos calientes.
El parámetro “coeficiente de temperatura” del módulo (expresado normalmente como %/°C) refleja cómo varía la potencia de salida con la temperatura. Un valor absoluto más negativo de este coeficiente indica una mayor pérdida de rendimiento por cada aumento de 1 °C.
Diferencias tecnológicas: Los módulos de capa fina suelen presentar coeficientes de temperatura más bajos (con valores absolutos menores) que los módulos de silicio cristalino.

5. Estrategias de mitigación (aplicables a instalaciones comerciales/industriales)

Para instalaciones en climas cálidos o en tejados poco ventilados, seleccione módulos con coeficientes de temperatura más favorables (por ejemplo, -0,24%/°C en lugar de -0,40%/°C).
 Garantizar una ventilación posterior adecuada de los módulos: Mantenga la distancia recomendada al techo, evite la obstrucción del flujo de aire y dé prioridad a los sistemas de estanterías montados en el suelo o elevados.
Seleccione superficies/sustratos de instalación con menor absorción solar (tejados de color claro, materiales reflectantes) para reducir las temperaturas de funcionamiento de los módulos.
Gestione la limpieza y los riesgos de puntos calientes: Mantenga los módulos libres de polvo y escombros, asegúrese de que las cajas de conexiones cumplen las normas y realice inspecciones periódicas.
 Supervisar el rendimiento del sistema: Configure sensores/equipos de imagen térmica para detectar aumentos anormales de temperatura o diferenciales de temperatura (ΔT) para identificar signos de degradación.
Integrar datos de temperatura ambiente + irradiancia + velocidad del viento durante la fase de diseño para estimar las temperaturas de funcionamiento de los módulos y la degradación de la potencia, incorporando los resultados a los modelos financieros (por ejemplo, suponiendo una pérdida de potencia de 5-10% durante el primer año debido a la temperatura en climas cálidos).
 Revise los términos de la garantía y las cláusulas de degradación: Asegúrese de que los proveedores de módulos garantizan el rendimiento en entornos de altas temperaturas (algunas garantías pueden basarse en condiciones ideales).

6. Condiciones que deben especificarse en los documentos de contratación/licitación

Coeficiente de temperatura Pmax (por ejemplo, -0,30%/°C o mejor)
Temperatura nominal máxima de funcionamiento (por ejemplo, admisible >85°C)
Datos certificados para pruebas de estrés a altas temperaturas, tolerancia a puntos calientes y ciclos térmicos.
Directrices de instalación: Distancia mínima de ventilación, tipos de superficie de tejado recomendados, espaciado y requisitos de flujo de aire.
Requisitos de supervisión: Incluida la supervisión de la temperatura del módulo, el análisis de tendencias de la relación de rendimiento del sistema, las inspecciones de imágenes térmicas
Modelo de contrato: Incorporar una compensación por reducción de potencia a altas temperaturas en las cláusulas de garantía de potencia (por ejemplo, asumiendo una reducción de 7% durante los meses punta de verano).

Entender la distinción entre kilovatios (kW) y kilovatios-hora (kWh) es crucial para gestionar los costes energéticos de su empresa y optimizar la eficiencia.

¿Qué es un kilovatio (kW)?

Un kilovatio (kW) es una unidad de potencia que mide la velocidad a la que se consume o genera energía en un momento determinado. En el contexto empresarial, se refiere a la demanda instantánea que tus operaciones suponen para la red eléctrica.

¿Qué es un kilovatio-hora (kWh)?

Un kilovatio-hora (kWh) es una unidad de energía que cuantifica la cantidad total de electricidad consumida a lo largo del tiempo. Es la métrica que utilizan las compañías eléctricas para calcular tus tarifas de consumo de energía.

¿Cómo influyen los kW y kWh en la factura de la luz de mi empresa?

La factura de la luz suele tener dos componentes:

Cargos por demanda (kW): Se basan en la mayor tasa de consumo de energía durante un periodo de facturación. Por ejemplo, si el pico de demanda de su empresa es de 100 kW, se le facturará por ese pico, independientemente de cuánta energía consuma en total.

Cargos por consumo (kWh): Se determinan en función de la cantidad total de energía consumida durante el periodo de facturación. Si tu empresa consume 10.000 kWh al mes, se te facturará por ese consumo total.

Gestionar tanto la demanda máxima (kW) como el consumo total (kWh) es esencial para controlar los costes energéticos. Reducir la demanda máxima puede reducir los cargos por demanda, mientras que optimizar el uso de la energía puede disminuir los cargos por consumo.

¿Cómo puede ayudar a mi empresa entender los kW y kWh?

Si controla y gestiona los kW y kWh de su empresa, podrá:

Facturas de electricidad más bajas: Reducir la demanda máxima y el consumo global puede suponer un importante ahorro de costes.

Mejorar la eficiencia energética: Identificar los periodos de mayor demanda y los equipos que consumen más energía permite realizar mejoras específicas.

Mejorar la planificación operativa: Conocer los patrones de uso de la energía ayuda a programar las operaciones para evitar las horas de máxima demanda.

¿Puede poner un ejemplo relacionado con mi sector?

Ciertamente. En una fábrica con maquinaria de gran tamaño, el pico de demanda (kW) se produce cuando varias máquinas funcionan simultáneamente. Aunque las máquinas funcionen un total de 100 horas al mes, la demanda máxima puede ser de 200 kW. Escalonando el funcionamiento de las máquinas, la instalación puede reducir la demanda máxima y los gastos asociados.

Comprender y gestionar los kW y kWh no es sólo reducir costes; es tomar decisiones informadas que mejoren la eficiencia energética y la sostenibilidad de su empresa.

Un ESS conectado a una planta solar puede almacenar el excedente del mediodía y despacharlo durante las horas punta para evitar $0,30/kWh cargos por picos de demanda, reduciendo el consumo de la red y aplanando las curvas de carga.

1. ¿Qué es un sistema de almacenamiento de energía (ESS)?

Un ESS capta energía eléctrica cuando la oferta > demanda y la libera cuando la demanda ≥ oferta. Consta de:

Batería (almacenamiento de energía química)

Sistema de gestión de la batería (BMS): supervisa la seguridad, la salud y el estado de carga.

Sistema de conversión de potencia (PCS): inversores y convertidores para gestionar las transiciones CA/CC.

Sistema de gestión de la energía (EMS): software inteligente que controla cuándo y cómo cargar/descargar.

2. ¿Cómo funciona un ESS?

2.1 Carga: Extraer energía de la red o de fuentes renovables (solar, eólica) y almacenarla químicamente.

2.2 Almacenamiento: Mantener la energía hasta el momento óptimo de despacho.

2.3. Descarga: Convertir la energía almacenada en electricidad y suministrarla a través del inversor a las cargas o a la red.

2.4. Lógica de control: EMS utiliza previsiones, precios en tiempo real, señales de la red para optimizar el funcionamiento y el despacho.

3. ¿Por qué implantan las empresas ESS?

3.1. Reducción del coste de la demanda y de los picos de consumo: Sustituir los caros picos de la red por energía almacenada, reduciendo las tarifas de demanda.

3.2. Arbitraje energético: Carga cuando los precios son bajos, descarga cuando son altos.

3.3 Energía de reserva y resistencia: Mantener las operaciones críticas durante los cortes.

3.4. Servicios de red y participación: Proporcionar servicios auxiliares (regulación de frecuencia, soporte de tensión) o respuesta a la demanda para generar ingresos.

3.5. Autoconsumo de renovables: Almacenar el exceso de generación solar/eólica para utilizarlo cuando baje la generación.

3.6. Mejoras de infraestructura aplazadas: Utilizar el almacenamiento localizado para reducir la tensión en la red o aplazar las mejoras.

4. Tecnologías de almacenamiento y ventajas y desventajas

4.1 Baterías de iones de litio (las más comunes): Alta eficiencia, modulares, respuesta rápida.

4.2 Baterías de flujo: Mejores para mayor duración (>4-6 horas), escalables.

4.3Almacenamiento hidráulico por bombeo/gravedad: Larga duración a gran escala (limitado geográficamente).

4.4 Volantes: Lo mejor para ráfagas cortas, regulación de frecuencia.

4.5 Pila térmica / de Carnot: Convierte la electricidad en calor y de nuevo en electricidad.

5. Cómo dimensionar y evaluar la economía

5.1 Análisis del perfil de carga: Determinar las cargas punta, el consumo diario.

5.2 Requisito de duración: Cuántas horas de autonomía se necesitan (1h, 4h, 8h).

5.3 Costes del ciclo de vida: CapEx, O&M, degradación, sustitución.

5.4 Apilamiento de valor: Combinar fuentes de ingresos (ahorro de energía + servicios de red).

5.5 Payback / ROI / NPV: Modelo a lo largo de la vida útil (por ejemplo, 10-20 años).

6. Integración, despliegue y retos técnicos

6.1 Interconexión a la red y permisos: Cumpla la normativa local y de la empresa de suministro.

6.2 Seguridad y gestión térmica: Ventilación, refrigeración para sistemas de baterías.

6.3 Redundancia del sistema y arquitectura de redundancia: Consiga una alta disponibilidad para los usuarios de misión crítica.

6.4 Escalabilidad y modularidad: Posibilidad de ampliar la capacidad con el tiempo.

6.5 Planificación del mantenimiento y la sustitución: Predecir la degradación, programar las sustituciones.

7. Incentivos y modelos de negocio

7.1 Créditos fiscales y subvenciones: por ejemplo, 30% ITC en EE.UU. (cuando se combina con energía solar), otras subvenciones regionales.

7.2 Almacenamiento de energía como servicio (ESaaS): Los proveedores instalan y gestionan los ESS; los clientes pagan una cuota.

7.3 Propiedad de terceros / arrendamiento financiero: Reduce la carga de capital inicial.

7.4 Participación en programas de red: Respuesta a la demanda, mercados de capacidad, ingresos por servicios auxiliares.

Los sistemas residenciales de almacenamiento de energía (RESS) almacenan electricidad generada a partir de fuentes renovables, como paneles solares, o de la red. Estos sistemas utilizan controladores e inversores para gestionar y convertir la corriente continua (CC) de las baterías en corriente alterna (CA) para uso doméstico.

1. Componentes clave

1.1 Batería: Normalmente de iones de litio, almacena energía eléctrica para su uso posterior.

1.2 Inversor: Convierte la corriente continua de la batería o de los paneles solares en corriente alterna para los electrodomésticos.

1.3 Controlador/sistema de gestión de la batería (BMS): controla el estado de la batería, gestiona el flujo de energía y programa la carga y descarga.

2. Etapas operativas

Paso 1: Captación de energía: La electricidad procede de la red o de fuentes renovables como los paneles solares.

Paso 2: Salida de energía (descarga): Cuando se necesita, la energía de CC almacenada es convertida en CA por el inversor para su uso doméstico.

Paso 3: Almacenamiento de energía: La electricidad sobrante se almacena en la batería.

Paso 4: Conexión a la red y control: El BMS supervisa el rendimiento de la batería y dirige el flujo de energía.

Paso 5: Salida de energía: Durante los periodos de mayor consumo o de cortes, la batería libera energía de CC, que se convierte en CA a través del inversor para uso doméstico.

Paso 6: Supervisión y gestión: El software de gestión energética realiza un seguimiento del consumo, optimiza la carga/descarga y prioriza el autoconsumo solar.

3. Ventajas para las empresas

3.1 Energía de reserva: Proporciona una protección fiable durante los cortes de energía, garantizando la continuidad de la actividad.

3.2 Reducción de costes: Utiliza la energía almacenada durante los periodos de mayor consumo para evitar las elevadas tarifas eléctricas.

3.3 Mayor autoconsumo: Maximiza la utilización de la electricidad generada por energía solar, reduciendo la dependencia de la red.

3.4 Mejora de la estabilidad de la red: Suaviza las fluctuaciones en la generación de energía solar, contribuyendo a la estabilidad general de la red.

4. 4. Consideraciones adicionales

4.1 Integración con los sistemas existentes: Las RESS pueden integrarse en las infraestructuras energéticas existentes, mejorando la eficiencia global.

4.2 Escalabilidad: Los sistemas pueden ampliarse para satisfacer la demanda energética de empresas en crecimiento.

4.3 Cumplimiento de la normativa: Garantizar el cumplimiento de los reglamentos y normas locales para los sistemas de energía.

4.4 Incentivos y descuentos: Explorar los incentivos y descuentos disponibles para compensar los costes de instalación.

Al comprender estos aspectos, las empresas pueden tomar decisiones informadas sobre la implantación de sistemas residenciales de almacenamiento de energía para mejorar la eficiencia energética y reducir los costes operativos.

La regla 20% es una directriz en el diseño de sistemas solares comerciales que sugiere que un sistema debe producir aproximadamente 20% más de energía al año que el consumo medio de electricidad de una empresa. Este margen tiene en cuenta las pérdidas por ineficiencia del inversor, el cableado, las sombras y la degradación de los paneles con el paso del tiempo.

¿Cómo se calcula la regla 20% para las empresas?

Para aplicar la regla 20%:

1. Revise el consumo anual de electricidad de su empresa.
2. Multiplica esta cifra por 1,2 para determinar el tamaño objetivo del sistema.

Por ejemplo, si su empresa consume 100.000 kWh al año, el sistema debe diseñarse para producir 120.000 kWh.

¿Por qué es importante para las empresas la norma 20%?

Compensa las pérdidas del sistema: Garantiza que el sistema satisfaga las necesidades energéticas a pesar de las ineficiencias.
Optimiza el retorno de la inversión: Evita el sobredimensionamiento, reduciendo costes innecesarios.
Se ajusta a la normativa: Ayuda a cumplir los códigos locales y los requisitos de los servicios públicos.

¿Se aplica la norma 20% a todas las empresas?

Aunque la Norma 20% es una directriz útil, algunas empresas pueden requerir un enfoque más adaptado:

Grandes consumidores de energía: Las empresas con una demanda energética importante pueden necesitar sistemas más grandes.
Futuros planes de expansión: El crecimiento previsto podría requerir un sistema escalable.
Integración del almacenamiento de energía: La incorporación de baterías puede afectar al dimensionamiento del sistema.

¿Existen incentivos financieros para que las empresas instalen energía solar?

Sí, las empresas pueden beneficiarse del crédito fiscal a la inversión (ITC) federal, que permite deducir 30% del coste total del sistema de los impuestos federales. Este incentivo está disponible para sistemas instalados antes de 2033.

¿Qué otros factores deben tenerse en cuenta en el diseño de sistemas solares comerciales?

Estructura del tejado: Asegúrese de que el tejado puede soportar la instalación solar.
Supervisión del sistema: Implantar sistemas de supervisión para el seguimiento del rendimiento.
Planes de mantenimiento: El mantenimiento regular es crucial para la longevidad del sistema.
Interconexión de servicios públicos: Comprender los requisitos de interconexión con la empresa de servicios local.

En los sistemas de energía solar más almacenamiento, la “eficiencia” suele referirse a la eficiencia de ida y vuelta (RTE), es decir, el porcentaje de energía eléctrica recuperada durante la descarga en relación con la energía de entrada original durante la carga. Esta métrica tiene en cuenta las siguientes pérdidas: pérdidas por eficiencia de carga, pérdidas del inversor/convertidor, pérdidas por autodescarga/espera durante el almacenamiento, pérdidas térmicas y pérdidas por eficiencia de descarga.

Suponiendo RTE = 90%. Si el sistema carga 1.000 kWh, en realidad puede suministrar 900 kWh; se pierden 100 kWh.

Con una tarifa eléctrica de $0,10/kWh, el coste de perder 100 kWh por ciclo completo es de $10.

Calculado a 3.650 ciclos al año (una vez al día), las pérdidas anuales ascienden a $36.500.

Aumentar la eficiencia de 90% a 93% reduce la pérdida de energía disponible en 3%, ahorrando aproximadamente $10.950 anuales en este escenario.

¿Qué es la eficiencia de ida y vuelta del almacenamiento de energía solar?

Eficiencia de ida y vuelta (RTE) = (Energía liberada durante la descarga ÷ Energía introducida durante la carga) × 100%.

Esta métrica engloba todas las pérdidas del sistema:

Inversor o conversión electrónica de potencia (CC ↔ CA)

Resistencia interna de la batería y pérdidas internas

Pérdidas por autodescarga o en espera que se acumulan con el tiempo

Pérdidas térmicas (calefacción, refrigeración)

Pérdidas en equipos de control y auxiliares (balance del sistema)

Una alta eficiencia de ida y vuelta significa una mayor recuperación de energía de los insumos, un indicador clave para medir el rendimiento de la inversión.

Comparación de la eficiencia entre tecnologías:

- Baterías de iones de litio: Eficiencia de ida y vuelta de aproximadamente 90-95% en condiciones ideales.
- Baterías de plomo-ácido: Típicamente menor eficiencia, alrededor de 75-85%.
- Baterías de flujo: Típicamente 65-85%, dependiendo de la química y el diseño del sistema.
- Sistemas de almacenamiento a gran escala (baterías genéricas): Los informes del sector suelen modelar con una eficiencia de ida y vuelta de ~85%.

Por qué es importante la eficiencia

Desde una perspectiva comercial, la alta eficiencia crea ventajas diferenciadas en coste, fiabilidad y rendimiento del ciclo de vida.

Coste por kWh suministrado: Para los grandes sistemas, incluso una caída de 1% en la ETR (Eficiencia de Transferencia Real) requiere energía de entrada adicional para cumplir los objetivos de salida, lo que aumenta los costes operativos.

Coste total de propiedad (TCO) y periodo de amortización: Las pérdidas de eficiencia erosionan el ahorro y amplían los ciclos de amortización. Es posible que tenga que sobreaprovisionar capacidad para compensar.

Factor de capacidad y sobreaprovisionamiento: La reducción de la eficiencia obliga a los sistemas a adoptar baterías más grandes, aumentar la aportación solar o aceptar una menor entrega de potencia real.

Degradación e impacto en el ciclo de vida: La eficiencia disminuye con el envejecimiento de los equipos; los diseños deben tener en cuenta la disminución de la eficiencia.

Rendimiento bajo variaciones de carga: La mayoría de los sistemas experimentan pérdidas proporcionalmente mayores cuando funcionan por debajo de la potencia nominal.

Factores que afectan a las pérdidas de eficiencia

1. Química de la batería y resistencia interna

Seleccione productos químicos con bajas pérdidas internas (por ejemplo, baterías de litio y fosfato de hierro).

2. Ventana de profundidad de descarga (DoD) y estado de carga (SoC)

El funcionamiento en condiciones extremas (SoC muy alto o muy bajo) reduce la eficiencia. Mantener el funcionamiento dentro del rango óptimo de SoC preserva la eficiencia.

3. Conversión de potencia y topología del inversor

Los sistemas acoplados en CC reducen los pasos de conversión en comparación con los sistemas acoplados en CA. Emplear inversores/convertidores de alta eficiencia.

4. Gestión térmica y condiciones ambientales

Tanto las temperaturas altas como las bajas reducen la eficiencia. Las medidas activas de refrigeración/calefacción o aislamiento pueden mejorar el rendimiento.

5. Pérdidas por equilibrado del sistema y consumo de energía en modo de espera

Minimiza las cargas parásitas, las pérdidas en modo de espera, las pérdidas de eficiencia de cables/conectores y la sobrecarga de control.

6. Envejecimiento y degradación del rendimiento

La eficiencia disminuye con el tiempo; incorporar modelos de degradación en la planificación del ciclo de vida.

7. Funcionamiento con carga parcial

Las pérdidas proporcionales suelen ser más significativas en estados de baja potencia.

1. Definiciones

Densidad de energía de la masa: Vatios-hora por kilogramo (Wh/kg).

Densidad de energía volumétrica: Vatios-hora por litro (Wh/L).

2. Rango de almacenamiento de energía de los distintos tipos de baterías

Las baterías comerciales de iones de litio suelen oscilar entre 100-250 Wh/kg.

Baterías de fosfato de hierro y litio (LFP): Aproximadamente 90-160 Wh/kg (algunas versiones avanzadas alcanzan ~200 Wh/kg)

Baterías de investigación/prototipos de gama alta: Hasta ~300+ Wh/kg en laboratorio

Ánodos de silicio emergentes/productos químicos avanzados: Los prototipos de Amprius han alcanzado aproximadamente 500 Wh/kg y ~1.300 Wh/L

3. Densidad energética a nivel de módulo frente a nivel de célula y volumen

Los paquetes de baterías (que contienen módulos con carcasa, cableado, sistemas de refrigeración y BMS) siempre presentan una densidad energética efectiva inferior a la de las células desnudas.

La densidad energética del volumen de la célula suele situarse en el rango de los “cientos de Wh/L”.

Los prototipos de células de alto rendimiento han alcanzado densidades energéticas volumétricas superiores a 1.200 Wh/L.

4. Cálculos

Batería de 1 kg (densidad energética 200 Wh/kg) almacenamiento de energía ≈ 200 Wh = 0,2 kWh → ≈ 720.000 julios

Paquete de baterías de 100 kg (densidad energética 200 Wh/kg) almacenamiento de energía ≈ 20.000 Wh = 20 kWh

Con una densidad volumétrica de 400 Wh/L, 1 litro de volumen de batería puede almacenar 0,4 kWh

5. Limitaciones de la aplicación práctica

Eficiencia y pérdidas: No toda la energía almacenada es utilizable; las pérdidas internas, el cableado y la gestión térmica reducen la energía de salida real.

Envejecimiento cíclico: Los ciclos repetidos de carga y descarga provocan la degradación de la capacidad, reduciendo el almacenamiento efectivo de energía.

Sensibilidad a la temperatura: El rendimiento (especialmente en entornos de baja temperatura) puede reducir la energía disponible.

Seguridad y compensaciones: Una mayor densidad suele conllevar mayores riesgos (fuga térmica, tensión de los materiales).

Tasa de descarga/Tasa C: Una descarga de alta corriente puede provocar una reducción de potencia, reduciendo la energía efectiva.

6. Orientación para la adquisición de baterías de litio

En las especificaciones, distinga siempre entre densidad energética a nivel de célula y a nivel de paquete.

Al comparar conjuntos de datos, verifique las condiciones de ensayo (temperatura, tensión de corte, profundidad de descarga).

Evaluar simultáneamente la densidad energética de masa (Wh/kg) y la densidad energética volumétrica (Wh/L)-dependiendo de la aplicación, en volumen o en peso.

puede convertirse en el principal factor limitante.

Se requieren datos de rendimiento del ciclo de vida en condiciones reales de funcionamiento (número de ciclos necesarios para alcanzar la capacidad 80%).

Al calcular la densidad energética total del sistema, tenga en cuenta el peso/volumen de los “componentes de equilibrio del sistema” (cables, BMS, carcasa, etc.).

Baterías de potencia: Diseñadas para aplicaciones de alto rendimiento

Diseñado específicamente para demandas de alta potencia de corta duración. Presenta una salida de corriente elevada (descarga rápida/ráfagas instantáneas), una respuesta rápida y un manejo robusto de la carga.

Aplicaciones típicas: Aceleración de VE, herramientas eléctricas, generadores de reserva, servicios de red (por ejemplo, regulación de frecuencia).

Baterías de almacenamiento de energía: Optimización de la gestión energética a largo plazo

Diseñada para almacenar energía sustancial para una liberación estable a largo plazo. Prioriza la alta densidad de energía por coste unitario, la vida útil prolongada y la producción constante y sostenida.

Aplicaciones típicas: Almacenamiento de energía solar y eólica, sistemas aislados de la red, SAI, microrredes, reducción de picos y relleno de valles.

Comparación de las especificaciones de las baterías de potencia y las baterías de almacenamiento de energía

Tasa de altas/Tasa de bajas

Las baterías Power admiten altas tasas de descarga de 3C a 10C o superiores, lo que permite ráfagas rápidas que duran de segundos a minutos, haciéndolas ideales para aplicaciones de alta potencia.

Las baterías de almacenamiento de energía funcionan a tasas más bajas, aproximadamente de 0,2C a ≤1C, y están diseñadas para lograr una descarga estable durante varias horas.

Densidad energética (Wh/kg)

Las baterías de potencia tienen una alta densidad energética, normalmente ≥200 Wh/kg, para cumplir los requisitos de diseño de los vehículos eléctricos móviles, pero puede preferirse una densidad energética menor si la potencia es una prioridad.

Las baterías de almacenamiento de energía tienen una densidad energética de moderada a alta, de 100-160 Wh/kg, lo que equilibra la química y el coste en aplicaciones estacionarias.

Densidad de potencia (W/kg)

Las baterías de alimentación priorizan una densidad de potencia extremadamente alta y una baja resistencia interna para soportar el rendimiento en ráfagas.

Las baterías de almacenamiento de energía tienen una densidad de potencia moderada porque su rendimiento en ráfagas exige menos y, por tanto, menos requisitos de gestión térmica.

Ciclo de vida

Las baterías eléctricas pueden proporcionar aproximadamente 1.000-2.000 ciclos, alcanzando aproximadamente 80% de su capacidad.

Las baterías de almacenamiento de energía pueden proporcionar aproximadamente entre 5.000 y 10.000 ciclos.

Profundidad de descarga (DoD) y ciclo de trabajo

Las baterías de alimentación suelen experimentar una alta DoD durante cortos periodos de tiempo, lo que puede provocar una degradación más rápida si se utilizan en exceso.

Las baterías de almacenamiento de energía utilizan ciclos diarios menos profundos o DoD controlados para prolongar la vida útil de la batería, lo que permite ciclos estables a largo plazo.

Estabilidad térmica/ambiental

Las baterías eléctricas requieren una gestión térmica robusta, resistencia a las vibraciones y capacidad de refrigeración rápida para soportar cargas elevadas y entornos dinámicos.

Las baterías de almacenamiento de energía dan prioridad a la seguridad y la estabilidad de la temperatura, con menos necesidad de manejar cargas transitorias extremas.

Coste por kWh (coste inicial frente a coste del ciclo de vida)

Las baterías de potencia tienen un coste inicial por kWh más elevado debido a los complejos sistemas térmicos, los avanzados sistemas de gestión de baterías (BMS) y los materiales de primera calidad, como colectores de corriente más gruesos y cátodos de alto rendimiento.

Las baterías de almacenamiento de energía pueden reducir los costes por kilovatio-hora cuando se despliegan a gran escala. Gracias a una frecuencia de uso moderada, bajos costes de mantenimiento y sustituciones poco frecuentes, también se reducen los costes del ciclo de vida.

Composición química y diferencias estructurales

Química de la batería

Las baterías de potencia suelen utilizar productos químicos de alta densidad energética (NCM, NCA) o de respuesta rápida.

Las baterías de litio hierro fosfato (LFP) se utilizan a menudo en sistemas de almacenamiento de energía por su seguridad, larga vida útil y bajo coste.

Diseño de la estructura física

Las baterías de potencia pueden utilizar estructuras de celdas enrolladas o apiladas, equipadas con potentes sistemas de refrigeración, colectores de corriente más gruesos y sistemas de gestión de baterías más complejos.

Los sistemas de almacenamiento de energía se centran en un diseño simplificado, una disposición modular, soluciones de embalaje de coste optimizado y soluciones de gestión térmica adecuadas para aplicaciones estacionarias.

Normas, seguridad y aspectos reglamentarios

Los requisitos de certificación (normas UN 38.3, UL, IEC) varían en función del escenario de aplicación.

Las baterías eléctricas para vehículos o herramientas suelen requerir una certificación adicional contra choques y vibraciones.

Los diseños de baterías de potencia requieren controles más estrictos para mitigar los riesgos de embalamiento térmico, con normas más estrictas para los sistemas de refrigeración y requisitos de supervisión de los sistemas de gestión de baterías (número de sensores, mecanismos de disparo de seguridad).

Los sistemas estacionarios de almacenamiento de energía pueden tener que cumplir las normas de conexión a la red y los códigos contra incendios de la instalación (por ejemplo, NFPA y los códigos de construcción locales).

Coste de propiedad y ciclo de vida

Coste inicial y coste de explotación: Las baterías de potencia son más caras debido a los costes de los materiales, los requisitos de refrigeración activa y la degradación acelerada con descargas a alta velocidad.

Los sistemas de almacenamiento de energía se centran más en: el coste por ciclo después de amortización y el coste por kilovatio-hora a lo largo del ciclo de vida.

Los costes de sustitución, la pérdida de capacidad, los gastos de mantenimiento y los riesgos de seguridad son los principales factores de coste.

Aplicaciones industriales de las pilas de potencia y las baterías de almacenamiento de energía

Vehículos eléctricos/Maquinaria pesada

Las baterías de potencia son adecuadas para grandes demandas de aceleración y potencia, ya que proporcionan breves ráfagas de energía. Cuando se prioriza la autonomía y la eficiencia, las baterías de almacenamiento de energía son la opción preferida, aunque los diseños híbridos ofrecen ambas.

Servicios de red (regulación de frecuencia, seguimiento de la carga)

Las baterías de potencia son ideales para servicios de respuesta rápida que requieren altas tasas de rampa, como la regulación de la frecuencia. Las baterías de almacenamiento de energía son adecuadas para las necesidades de almacenamiento de energía a largo plazo, como el suministro de energía por la noche o la absorción del exceso de generación.

Telecomunicaciones/área remota/sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI)

Las baterías de potencia son adecuadas para sobrecargas frecuentes, mientras que las baterías de almacenamiento de energía son más adecuadas para el modo de espera a largo plazo con sobrecargas mínimas.

Parques solares y eólicos

Las baterías de almacenamiento de energía se utilizan para suavizar la producción y suministrar energía durante las horas valle. Las baterías de energía son adecuadas para el despacho rápido y la adaptación de la carga a la demanda.

Como profesional de la contratación empresarial, ¿qué factores debe priorizar?

¿Qué ciclo de trabajo y tasa de descarga necesita?

Determinar la velocidad de carga/descarga necesaria, la profundidad de descarga (DoD) y la duración de la descarga.

Para una potencia de ráfaga elevada, seleccione pilas de potencia

Para una producción continua sostenida, elige baterías energéticas

¿Qué química se adapta mejor a su aplicación?

Si se prioriza la seguridad, la vida útil y el coste (por ejemplo, almacenamiento en red o estacionario), las baterías de litio hierro fosfato (LFP) pueden ser preferibles.

Para aplicaciones de peso y densidad energética (vehículos eléctricos, aeroespacial, herramientas móviles), pueden ser necesarios materiales ternarios (NCM)/aleación de níquel y cobalto (NCA) o materiales avanzados de alto contenido en níquel.

Verifique las certificaciones y normas de seguridad necesarias para su sector

Las aplicaciones móviles y de automoción exigen el cumplimiento de normas sobre choques, vibraciones y resistencia térmica. Las instalaciones fijas deben cumplir los códigos de construcción, las normas de seguridad contra incendios y las especificaciones de interconexión a la red.

Evaluar el coste total de propiedad

Coste inicial, vida útil, mantenimiento, refrigeración y degradación prevista del rendimiento. Un ciclo de vida más corto puede dar lugar a mayores costes a largo plazo a pesar de un menor coste inicial por kWh.

Consideraciones sobre la integración

La complejidad del BMS, los sistemas de refrigeración, la modularidad, la escalabilidad, el espacio de instalación y las condiciones ambientales (temperatura, altitud, vibraciones) influyen en los costes y el rendimiento reales.

Adapte su escenario de aplicación

Regulación de frecuencia, reducción de picos, SAI, redes aisladas y microrredes, ciclos de conducción de vehículos eléctricos. Estas aplicaciones tienen características distintas. Seleccione baterías optimizadas para estas características específicas.

Cuantificar claramente las compensaciones entre rendimiento y coste

Definir métricas de decisión clave (por ejemplo, Wh/kg, W/kg, vida útil del ciclo, tasa de descarga, coste por kWh) y evaluar las especificaciones del fabricante en función de estos criterios.

A la hora de evaluar las baterías solares comerciales, es fundamental distinguir entre capacidad nominal y capacidad útil. Estos dos conceptos influyen directamente en la cantidad de energía útil que puede suministrar el sistema de baterías, en su rendimiento a largo plazo y en el retorno de la inversión (ROI).

¿Qué es la capacidad nominal?

La capacidad nominal (también conocida como “capacidad nominal”) se refiere a la energía máxima que una batería puede almacenar en condiciones ideales, normalmente medida en kilovatios-hora (kWh). Por ejemplo, una batería con una capacidad nominal de 10 kWh puede almacenar teóricamente 10 kWh de energía.

Los fabricantes suelen etiquetar este valor de forma destacada, pero sólo representa el potencial de almacenamiento ideal. Normalmente difiere de la energía utilizable disponible durante el funcionamiento real.

¿Qué es la capacidad útil?

La capacidad utilizable se refiere a la energía real que puede extraerse de una batería sin dañarla ni acortar su vida útil. El porcentaje de capacidad utilizable con respecto a la capacidad nominal viene determinado por la profundidad de descarga (DoD), una métrica clave para gestionar el estado de las baterías.

Ejemplo: Una batería de 10 kWh con una profundidad de descarga de 90% significa que el sistema puede descargar de forma segura 9 kWh antes de necesitar una recarga.

Conocer la capacidad útil es esencial para evaluar el rendimiento real de un sistema de baterías, ya que influye directamente en el ahorro de energía y la fiabilidad del sistema.

¿Por qué la capacidad útil es inferior a la nominal?

La diferencia entre capacidad nominal y utilizable se debe a los siguientes factores:

Amortiguador: Los diseños de las baterías incorporan amortiguadores de seguridad para evitar daños químicos por descarga completa.

Pérdidas de eficiencia: La energía se pierde durante la carga y la descarga, lo que se traduce en una producción real de energía inferior al valor nominal.

Capacidad de reserva: La mayoría de los sistemas reservan energía para cortes de emergencia, lo que reduce aún más la capacidad utilizable para operaciones rutinarias.

¿Cómo afecta la eficiencia de las baterías a las operaciones empresariales?

Las pérdidas de eficiencia -incluidas la generación de calor y las ineficiencias de conversión- reducen la energía utilizable real de las células solares. Para las empresas, esto significa:

Aumento de los costes operativos: La reducción de la capacidad útil aumenta los gastos energéticos necesarios para satisfacer las demandas operativas.
Mayor plazo de amortización: La degradación de la eficiencia a largo plazo retrasa el retorno de la inversión en soluciones de almacenamiento de energía.
Retos de escalabilidad: Las empresas que planean ampliar su capacidad deben tener en cuenta la tasa de conversión de la capacidad nominal en energía utilizable real a lo largo del tiempo.

¿Cómo evaluar la capacidad útil de las empresas?

Cuando evalúe sistemas de baterías, céntrese en la capacidad útil real y no en los valores nominales. La siguiente lista de comprobación le guiará en su proceso de toma de decisiones:

Profundidad de descarga (DoD): Asegúrese de que la profundidad de descarga de la batería satisface las demandas diarias de energía sin comprometer su vida útil.

Clasificación de la eficiencia: Verifique la eficiencia de conversión de energía del sistema; los sistemas ineficientes reducen significativamente el rendimiento global.

Energía de reserva: Determine si su empresa necesita capacidad de reserva de emergencia, lo que reduce aún más la capacidad utilizable.

Degradación a largo plazo: Tenga en cuenta la degradación de la capacidad de la batería a lo largo del tiempo (normalmente 20-30% a lo largo de 5-10 años) para evaluar si el sistema mantendrá los requisitos a medida que envejezca.

Ejemplo de aplicación comercial Cálculo

Suponiendo que su empresa instale un pack de baterías de 13,5 kWh con una profundidad de descarga de 95%:

Capacidad nominal: 13,5 kWh

Capacidad disponible: 13,5 kWh × 0,95 = 12,83 kWh

Si se reserva la capacidad de reserva de emergencia 20%:

Potencia disponible estándar: 12,83 kWh × 0,8 = 10,26 kWh

Comprender estas métricas ayuda a las empresas a planificar soluciones de almacenamiento de energía basadas en los patrones de consumo diario y las necesidades de respaldo.

Consideraciones clave para los compradores comerciales

A la hora de seleccionar sistemas fotovoltaicos para empresas:

Céntrese en la capacidad útil: No te dejes engañar por la capacidad nominal: la capacidad útil es la verdadera medida del rendimiento.

Verifique las especificaciones técnicas: Revise siempre las fichas técnicas para confirmar la profundidad de descarga, la eficiencia y la capacidad de reserva.

Tenga en cuenta los factores de degradación: La capacidad de la batería se degrada con el tiempo; ten en cuenta el rendimiento a largo plazo y la cobertura de la garantía.

Optimice el retorno de la inversión: Calcule el ahorro de energía utilizando estos principios para determinar los periodos de amortización.

Debes determinar la capacidad de tu sistema de baterías en función de los siguientes factores:

Carga crítica (kW) - La potencia que el sistema debe suministrar continuamente (más margen de sobretensión).

Duración requerida del funcionamiento autónomo/turno (horas o días) - El tiempo que necesita para funcionar sin conexión a la red.

Pérdidas/eficiencia del sistema (η) - Típicamente 85% a 95% para sistemas de baterías de litio.

Profundidad de descarga (DoD) - Porción utilizable de la capacidad de la batería, normalmente 70-90%.

Margen de seguridad y futuras ampliaciones: deje margen para el crecimiento y las cargas inesperadas.

Fórmula de cálculo de la capacidad:

kWh necesarios = (Potencia de carga × Tiempo de funcionamiento autónomo) ÷ (Eficiencia × Profundidad de descarga)

Requisitos adicionales: Asegúrese de que el inversor/PCS puede gestionar picos de potencia (potencia sostenida y transitoria).

Ejemplo: Para una carga crítica de 500 kW que requiere un tiempo de reserva de 2 horas, con una eficiencia del sistema de 90% y un DoD de 80%:

Energía inicial = 500 kW × 2 horas = 1.000 kWh

Ajuste de la eficiencia → 1.000 ÷ 0,90 = 1.111 kWh

Ajuste de la eficiencia → 1.111 ÷ 0,80 = 1.389 kWh

Factor de seguridad → Valor objetivo aprox. 1.500 kWh

Este sistema requiere un paquete de baterías con una capacidad nominal de aproximadamente 1,5 MWh, emparejado con una electrónica de potencia nominal de al menos 500 kW (incluido el margen de pico).

Escenario de Peak Shaving: La capacidad de almacenamiento de energía debe cubrir la demanda de electricidad durante los periodos que superan las tarifas más altas de la red.

Escenario de integración de las energías renovables en la red: La capacidad de almacenamiento de energía debe capturar el excedente de generación durante los periodos de baja carga y liberar energía durante las horas de mayor consumo.

Si puede proporcionarnos curvas de carga y parámetros objetivo, podemos personalizar una hoja de cálculo de capacidad específica o realizar evaluaciones de soluciones de almacenamiento de energía en instalaciones para usted.

La selección de un sistema de almacenamiento de energía en baterías (BESS) requiere evaluar las demandas energéticas, definir los objetivos y considerar exhaustivamente los factores técnicos y económicos. El siguiente enfoque estructurado proporciona orientación:

1. Evaluar el consumo de energía

En primer lugar, analice el consumo de electricidad:

Revise las facturas de electricidad: Examine las facturas del año pasado para determinar el consumo medio diario y mensual de electricidad. Esto ayuda a establecer las necesidades energéticas de referencia.

Identifique las cargas críticas: Enumere los equipos y sistemas esenciales que deben permanecer operativos durante los cortes de electricidad, como frigoríficos, dispositivos médicos y sistemas de iluminación.

Determine los periodos de mayor consumo: Identifique los momentos en los que el consumo eléctrico alcanza su punto máximo, ya que esto influirá en las especificaciones necesarias y en el tipo de sistema de baterías.

2. Definir objetivos

Aclarar la finalidad principal del sistema de baterías:

Energía de reserva: si se van a mantener los servicios críticos durante los cortes, calcule la potencia total de las cargas esenciales y estime el tiempo de funcionamiento necesario.

Desplazamiento de la carga: Para reducir los costes de electricidad almacenando energía en las horas valle y utilizándola en las horas punta, analiza los patrones de uso diario y las estructuras de precios locales.

Servicios de red: Para aplicaciones como la regulación de frecuencia o el soporte de tensión, consulte los requisitos específicos a su compañía eléctrica u operador de red local.

3. Calcular la capacidad de la batería

Determine las especificaciones necesarias de la batería:

Consumo diario de energía: Calcule el consumo diario de electricidad (en kilovatios-hora, kWh).

Profundidad de descarga (DoD): Tenga en cuenta la profundidad de descarga recomendada para la batería. Por ejemplo, las baterías de iones de litio suelen tener una DoD de 80%, lo que significa que sólo se pueden utilizar 80% de la capacidad de la batería.

Compensación de temperatura: Las bajas temperaturas degradan el rendimiento de la batería. Añada 10% a 40% a la capacidad de la batería para compensar los efectos de la temperatura.

Fórmula de cálculo: Capacidad necesaria de la batería (kWh) = Consumo diario de energía (kWh) × (1 / DoD) × (1 + Factor de corrección de la temperatura)

4. Selección del tipo de batería y del inversor

Elija los componentes adecuados:

Química de la batería: Seleccione un tipo de batería que se ajuste a sus necesidades. Las baterías de iones de litio están muy extendidas por su alta eficiencia y larga vida útil.

Especificaciones del inversor: Asegúrese de que el inversor satisface las demandas de potencia máxima de las cargas críticas. La salida del inversor debe coincidir con la capacidad de la batería y las necesidades de electricidad del hogar.

5. 5. Consideraciones económicas

Evaluación financiera:

Presupuesto: Determine el presupuesto del sistema de baterías, incluidos los costes de instalación y mantenimiento.

Incentivos y subvenciones: Investigar programas de incentivos, descuentos o políticas de subvenciones que compensen la inversión inicial.

Retorno de la inversión (ROI): Calcule el ahorro potencial de electricidad y el periodo de amortización previsto.

6. Planificación de la instalación y el mantenimiento

Garantizar una instalación adecuada y un mantenimiento rutinario:

Instalación profesional: Contrata a profesionales certificados para la instalación a fin de garantizar la seguridad y el cumplimiento de la normativa local.

Plan de mantenimiento: Establezca un programa de mantenimiento periódico para controlar el estado de la batería y el rendimiento del sistema.

Si necesita ayuda con cálculos específicos o para seleccionar el sistema de baterías adecuado, no dude en ponerse en contacto con nosotros.

El coste de instalar un sistema comercial de almacenamiento de energía solar varía en función de varios factores, como el tamaño del sistema, la tecnología de la batería y la complejidad de la instalación. He aquí un desglose general:

Sistemas pequeños (50-100 kWh): Ideales para pequeñas empresas o ubicaciones remotas. Los costes oscilan entre $5500 y $11.000.

Sistemas medianos (100-500 kWh): Adecuados para medianas empresas. Los precios suelen oscilar entre $12.000 y $60.000.

Sistemas grandes (más de 500 kWh): Diseñados para operaciones a gran escala. Los costes pueden superar los $60.000, en función de los requisitos específicos.

Estos presupuestos incluyen el sistema de baterías, el inversor y la instalación. Tenga en cuenta que los precios pueden variar en función de la ubicación, el diseño del sistema y otros factores.

¿Qué factores influyen en el coste de un sistema comercial de almacenamiento de energía solar?

Hay varios factores que pueden influir en el coste:

Tamaño y capacidad del sistema: Los sistemas más grandes y con mayor capacidad de almacenamiento suelen costar más.

Tecnología de baterías: Las baterías de iones de litio son más caras, pero ofrecen una vida útil más larga y una mayor eficiencia en comparación con las baterías de plomo-ácido.

Complejidad de la instalación: Factores como la ubicación, la infraestructura del edificio y los requisitos de conexión a la red pueden afectar a los costes de instalación.

Cumplimiento de la normativa: Cumplir los códigos y normativas locales puede incrementar los costes.

P: ¿Existen incentivos u opciones de financiación para instalaciones comerciales?

Sí, las empresas pueden beneficiarse de diversos incentivos:

Crédito fiscal federal a la inversión (ITC): Proporciona un crédito fiscal de 30% para sistemas instalados antes de finales de 2025.

Incentivos estatales y locales: Muchos estados y municipios ofrecen descuentos adicionales o créditos fiscales.

Opciones de financiación: El leasing, los acuerdos de compra de energía (PPA) y los préstamos están disponibles para repartir la inversión inicial.

P: ¿Cuál es el coste total de propiedad (TCO) de un sistema comercial de almacenamiento de energía solar?

El CTP incluye la inversión inicial, el mantenimiento y los costes operativos a lo largo de la vida útil del sistema. Para un sistema típico de baterías de iones de litio, el coste total de propiedad a lo largo de 15 años puede oscilar entre $600 y $1.200 por kWh, dependiendo de factores como el mantenimiento, el ahorro de electricidad y los posibles ingresos derivados de la participación en servicios de red.

P: ¿Cómo puede beneficiar a mi negocio un sistema comercial de almacenamiento de energía solar?

Los beneficios incluyen:

Ahorro de costes: Reduzca las facturas de energía mediante el ahorro en horas punta y el arbitraje del tiempo de uso.

Independencia energética: Disminuir la dependencia de la red, mejorando la resistencia durante los cortes.

Impacto medioambiental: Menor huella de carbono, en línea con los objetivos de sostenibilidad.

Imagen de marca: Demostrar el compromiso con las energías renovables y atraer a clientes preocupados por el medio ambiente.

P: ¿Cómo puedo determinar el tamaño de sistema adecuado para mi empresa?

Evalúe sus pautas de consumo energético, teniendo en cuenta los periodos de máxima demanda y las cargas críticas. Consulte con un experto en energía para diseñar un sistema que satisfaga sus necesidades específicas y su presupuesto.

Una RFP de proyecto de almacenamiento de energía es un documento emitido por empresas de servicios públicos, organismos gubernamentales o compradores corporativos de energía a través de un proceso formal de contratación para solicitar ofertas para sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) o proyectos de almacenamiento de energía de larga duración.

La RFP resume los requisitos técnicos, financieros y operativos del comprador, ofreciendo a promotores, contratistas EPC e instituciones financieras una base para una evaluación justa y una gestión eficaz del riesgo.

Componentes básicos de una solicitud de propuestas

1. Capacidad y duración: Especifica la potencia nominal (MW) y la duración de la descarga (horas).

2. Normas técnicas: Especifica el tipo de almacenamiento de energía (por ejemplo, iones de litio, baterías de flujo, almacenamiento mecánico), la eficiencia de ida y vuelta y los requisitos de seguridad.

3. Escenarios operativos: Describe áreas de aplicación como la reducción de picos, la integración de energías renovables, la mejora de la capacidad y los servicios de red.

4. 4. Condiciones comerciales: Incluir la cobertura de los costes de capital y operativos, el alcance de la garantía, las garantías de rendimiento y las cláusulas de disponibilidad.

5. 5. Calendario y resultados: Incluya hitos clave como la finalización del diseño, las aprobaciones de permisos, las fases de puesta en servicio y los plazos de presentación.

6. Criterios de evaluación: Proporcione un sistema de puntuación detallado basado en el precio, el rendimiento, la fiabilidad, el impacto ESG y la contribución local.

Por qué son importantes las licitaciones de almacenamiento de energía

1. Eficiencia en la contratación: La licitación competitiva fomenta la transparencia y la rentabilidad de los procesos de contratación para las empresas de servicios públicos y los operadores de red.

2. Fiabilidad de la red y descarbonización: La licitación apoya la integración de las energías renovables, la estabilización de la frecuencia y la consecución de objetivos de energía limpia.

3. Seguridad de la inversión: Las evaluaciones y estructuras contractuales normalizadas minimizan los riesgos financieros para promotores e inversores.

4. Avance tecnológico: Los marcos de licitación abierta fomentan la innovación en la química de las baterías, el control del sistema y la seguridad.

5. Resistencia operativa: Los sistemas de almacenamiento de energía mejoran la seguridad del suministro durante los periodos de máxima demanda o las perturbaciones de la red.

6. Reducción de costes del sistema: El despliegue estratégico reduce la generación punta, alivia la congestión de la transmisión y disminuye las tasas de restricción de las energías renovables.

Para promotores y proveedores

Las respuestas a la licitación deben ajustar las soluciones técnicas, los modelos financieros y los plazos de entrega a los criterios de puntuación de la entidad adjudicadora. Las propuestas de alta calidad deben demostrar claramente:

Tecnología probada y datos de rendimiento
Garantía financiable y marcos de servicio
Cumplimiento de la normativa local y preparación para la red eléctrica

Para los equipos de contratación

La publicación de documentos de licitación aclara los parámetros presupuestarios, los plazos del proyecto y la asignación de riesgos, al tiempo que garantiza el cumplimiento de las políticas internas de contratación y la normativa sobre licitaciones públicas.