El almacenamiento de energía en baterías es esencial para un sistema energético sostenible y resiliente. Almacena electricidad para su uso posterior, apoyando el cambio de combustibles fósiles a fuentes renovables como la eólica y la solar.
Al capturar energía renovable cuando está disponible y distribuirla según sea necesario, el almacenamiento en baterías mejora la eficiencia, la confiabilidad y la sostenibilidad de la red. Este blog explora cómo funciona el almacenamiento de energía en baterías y su importancia.
Cómo funciona el almacenamiento de energía en baterías
Una batería almacena energía eléctrica en forma de energía química, que se libera en forma de electricidad. La carga convierte la energía eléctrica en química y la descarga lo invierte. Los sistemas de almacenamiento de energía en baterías utilizan controles avanzados para una gestión eficiente de la energía. Los componentes clave incluyen el sistema de batería, el inversor, el sistema de gestión de la batería, los controles ambientales, un controlador y equipos de seguridad como sistemas y sensores de extinción de incendios.
La importancia del almacenamiento de energía en baterías
Los sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) son importantes en el panorama energético actual y ofrecen beneficios a los consumidores y a la red en general. He aquí por qué son cruciales:
Mejorar la integración de las energías renovables
- Mitigación de la intermitencia: BESS almacena el exceso de energía solar y eólica durante los picos de producción para utilizarla cuando la demanda es alta o la generación renovable es baja.
- Optimización de las operaciones de la red: ayudan a las empresas de servicios públicos a mantener un suministro de energía estable al suavizar las fluctuaciones en la producción renovable.
Mejora de la confiabilidad y resiliencia de la red
- Energía de respaldo: BESS proporciona respaldo durante los cortes, asegurando energía para la infraestructura crítica.
- Regulación de Frecuencia: Responden rápidamente a los cambios de frecuencia de la red, manteniendo la estabilidad.
Permitir la electrificación del transporte y la calefacción
- BESS respalda los vehículos eléctricos con infraestructura de carga y tecnologías de vehículo a red (V2G).
- Ayudan a integrar bombas de calor en el sistema para una calefacción y refrigeración eficientes.
Mejora de la independencia y la seguridad energética
- Al almacenar energía renovable, BESS reduce la dependencia de los combustibles fósiles.
- Permiten a las comunidades generar y almacenar su propia energía, aumentando la independencia.
Tipos de almacenamiento de energía en baterías
En los sistemas de almacenamiento de energía se utilizan varios tipos de baterías, cada una con distintas ventajas y desventajas:
Baterías de iones de litio
Las principales químicas en los sistemas de almacenamiento de energía son LFP (Fosfato de hierro y litio) y NMC (Óxido de litio, níquel, manganeso y cobalto). Las baterías de iones de litio son el tipo más utilizado para almacenar energía por varias razones:
- Alto densidad de energía: Almacene una cantidad significativa de energía en un tamaño compacto.
- Largo ciclo de vida: Puede cargarse y descargarse muchas veces antes de que se degrade la capacidad.
- Eficiencia y tasas de carga/descarga: cargan y descargan eficientemente a altas tasas, lo que los hace ideales para aplicaciones que necesitan almacenamiento o liberación rápida de energía.
- Tecnología probada: la tecnología de iones de litio está madura y se comprende bien, lo que la convierte en una opción más segura que las tecnologías más nuevas y no probadas.
A pesar de esto, las baterías de iones de litio enfrentan desafíos, como la necesidad de sistemas de gestión avanzados para evitar el sobrecalentamiento y mantener la salud. Es necesario seleccionar el proveedor adecuado para el almacenamiento de energía de iones de litio.
Baterías de plomo-ácido
baterías de plomo ácido son una tecnología madura que se utiliza en aplicaciones de ciclos poco frecuentes, como arrancar automóviles o proporcionar energía de respaldo de emergencia. Son confiables, asequibles y ampliamente disponibles con alta potencia de salida.
Sin embargo, tienen una menor densidad de energía y una vida útil más corta que las baterías de iones de litio, particularmente en ciclos profundos.
Además, requieren un mantenimiento regular y pueden dañar el medio ambiente si no se reciclan adecuadamente.
Baterías de flujo
Las baterías de flujo ofrecen varias ventajas:
- Ciclo de vida prolongado: funcionan durante miles de ciclos con una degradación mínima, lo que reduce las necesidades de reemplazo.
- Escalabilidad: Se escalan fácilmente para cumplir con requisitos específicos de almacenamiento de energía, lo que los hace versátiles.
Pero también tienen desventajas:
- Menor densidad de energía: las baterías de flujo requieren más espacio que las baterías de iones de litio para la misma cantidad de energía.
- Mayor coste inicial: Su coste inicial puede superar al de otras tecnologías de baterías.
Baterías de iones de sodio
Las baterías de iones de sodio ofrecen varias ventajas. El sodio es más abundante y más barato que el litio, que se utiliza en las baterías de iones de litio. También son menos propensos a fuga térmica, un problema de seguridad para las baterías de iones de litio.
Sin embargo, las baterías de iones de sodio también enfrentan desafíos, como una menor densidad de energía, que puede requerir paquetes de baterías más grandes para el mismo almacenamiento de energía.
Además, esta tecnología aún está en desarrollo y su rendimiento y confiabilidad a largo plazo siguen siendo inciertos.
La elección de la batería adecuada depende de factores como el costo, la densidad de energía, el ciclo de vida, la seguridad y los requisitos de la aplicación. A medida que avanza la tecnología, los nuevos tipos de baterías mejorarán aún más las capacidades de almacenamiento de energía.
Aplicaciones del almacenamiento de energía en baterías
Los sistemas de almacenamiento de energía en baterías se utilizan en aplicaciones residenciales, comerciales y de servicios públicos, cada una con necesidades y capacidades distintas.
Aplicaciones residenciales
Los sistemas de almacenamiento de energía en baterías residenciales (BESS) mejoran la independencia energética y reducen la dependencia de la red.
Normalmente oscila entre 5 y 15 kWh, a menudo se combinan con paneles solares en los tejados para almacenar el exceso de energía generada durante el día.
Los propietarios de viviendas pueden utilizar esta energía almacenada durante los picos de demanda o durante la noche, lo que genera ahorros de costos. BESS también proporciona energía de respaldo durante los cortes, lo que garantiza una electricidad doméstica confiable.
Aplicaciones comerciales
Commercial BESS ofrece numerosos beneficios para las empresas.
Estos sistemas, que van desde 30 kWh hasta 2000 kWh, ayudan a reducir los costos de energía, mejorar la eficiencia y mejorar la confiabilidad de la red.
Al almacenar energía durante las horas de menor actividad y liberarla durante los picos de demanda, las empresas reducen las facturas de electricidad y la huella de carbono.
Además, BESS proporciona energía de respaldo durante los cortes, minimizando las interrupciones operativas.
Aplicaciones a escala de servicios públicos
Los BESS a escala de servicios públicos son indispensables para estabilizar la red e integrar la energía renovable. Estos grandes sistemas, medidos en megavatios (MW), ofrecen diversos servicios de red, incluida la regulación de frecuencia, soporte de voltaje, nivelación de carga y arbitraje de energía.
Al almacenar el exceso de energía renovable durante los períodos de alta generación, garantizan un suministro de energía confiable y sostenible.
