Sistemas solares y de almacenamiento en baterías para emplazamientos de bajo autoconsumo: ¿Dónde reside el valor?

Un bajo autoconsumo solar suele indicar un desajuste temporal más que una baja generación fotovoltaica. Un tejado comercial puede alcanzar su máxima producción al mediodía, mientras que las cargas principales se producen más tarde por la tarde, durante el turno de noche o por la madrugada.

El almacenamiento de energía solar y en baterías permite trasladar parte de ese excedente a un período de operación posterior. La batería no genera más energía solar; simplemente se adapta a la disponibilidad de dicha energía. Su valor depende de la curva de carga, las normas de exportación, la estructura tarifaria, los requisitos de reserva y la cantidad de energía excedente que se puede capturar. Por lo tanto, un sistema de almacenamiento de energía en baterías debe considerarse como parte del modelo operativo de la planta, y no añadirse automáticamente a cada proyecto fotovoltaico.

¿Qué revela el bajo autoconsumo solar sobre el emplazamiento?

Antes de seleccionar una solución de almacenamiento, el equipo del proyecto debe identificar por qué la energía fotovoltaica está saliendo de las instalaciones o por qué se está limitando.

La producción solar y la demanda de las instalaciones alcanzan su punto máximo en diferentes momentos.

La producción fotovoltaica suele alcanzar su máximo cerca del mediodía. La demanda de las instalaciones puede seguir otro patrón. Una fábrica puede tener un pico de producción matutino, una alta carga de producción por la tarde o un segundo turno después del atardecer. Los hoteles y almacenes también pueden experimentar mayores cargas cuando la producción solar disminuye.

El consumo mensual no refleja esta temporalidad. La evaluación del proyecto debe comparar los datos de generación y carga fotovoltaica en intervalos de 15 o 30 minutos. La pregunta clave no es solo cuánta energía consume la instalación, sino cuándo la consume.

La energía solar exportada tiene un valor diferente en distintos lugares.

El excedente de energía solar puede venderse a la red eléctrica, limitarse mediante un tope de exportación o reducirse mediante un sistema de control antirretorno. Estos resultados no son financieramente equivalentes.

Cuando la compensación por exportación es favorable, inyectar el excedente de energía fotovoltaica a la red puede seguir siendo una opción razonable. Cuando la compensación es baja, trasladar esa energía a un período posterior puede resultar más ventajoso. Los límites estrictos a la exportación también pueden hacer que el almacenamiento comercial en baterías sea útil cuando, de otro modo, el excedente de energía fotovoltaica se vería limitado.

Un breve pico de demanda al mediodía requiere una potencia de carga diferente a la de un amplio período de cuatro horas de excedente. Por lo tanto, el valor de almacenamiento depende tanto de kW como de kWh.

¿Dónde generan valor la energía solar y el almacenamiento en baterías?

En los emplazamientos con bajo autoconsumo, las principales oportunidades son el desplazamiento de la energía, la gestión de las exportaciones y la coordinación con el control de la demanda máxima.

Trasladar la energía solar del mediodía a las cargas de la planta posteriores.

El excedente de energía fotovoltaica puede cargar la batería durante el día y, posteriormente, alimentar la instalación cuando la producción solar disminuye. Esto puede reducir el consumo de energía de la red durante los picos de producción vespertinos, la demanda comercial nocturna o el funcionamiento durante la noche.

El beneficio depende de la capacidad útil, la potencia del sistema fotovoltaico y la carga posterior. Si el sistema fotovoltaico no puede absorber un pico de energía breve, parte del excedente aún puede exportarse. Un sistema fotovoltaico de alta potencia con energía limitada puede soportar un pico breve, pero no una carga prolongada durante la noche.

Por lo tanto, la combinación de energía solar y almacenamiento debería ajustarse a la forma del flujo de energía, en lugar de basarse únicamente en los totales diarios.

Reducir la exportación, el reflujo o la limitación de la producción fotovoltaica.

Cuando la carga del emplazamiento cae por debajo de la producción fotovoltaica, un sistema de gestión de energía (EMS) configurado correctamente puede coordinar la carga de la batería para que el excedente disponible se almacene antes de que se alcance el umbral de exportación.

El almacenamiento no elimina por completo la limitación de la producción. La batería puede estar ya llena, reservada para respaldo o limitada por la potencia de carga. Los períodos prolongados de excedente también pueden superar la capacidad disponible. Este caso de uso es más relevante cuando las restricciones a la exportación son estrictas, la compensación por exportación es baja y el excedente de energía fotovoltaica se produce con regularidad. Es menos relevante cuando la exportación no está restringida y resulta financieramente atractiva.

Combine el autoconsumo solar con el control de la demanda máxima.

La misma batería puede cargarse con energía fotovoltaica al mediodía, descargarse durante un pico de demanda posterior y conservar energía como respaldo. Estos objetivos compiten por la misma energía almacenada.

Una gran reserva reduce la capacidad para aprovechar la energía solar, mientras que una descarga temprana puede resultar en una energía insuficiente para el pico máximo real.

Las prioridades operativas deben definirse antes de la puesta en marcha. La estrategia debe indicar qué objetivo es prioritario, cuánta reserva debe permanecer y cuándo debe detenerse la carga o descarga. Nuestra visión más amplia soluciones solares y de almacenamiento Puede dar soporte a diferentes objetivos operativos, pero los datos del sitio deben definir el orden de prioridad.

¿Cuándo puede el almacenamiento aportar un valor comercial limitado?

Una baja tasa de autoconsumo es una señal de selección, pero no prueba que el almacenamiento vaya a ser económico.

Las cargas diurnas ya consumen la mayor parte de la producción fotovoltaica.

Una fábrica con producción diurna estable puede consumir prácticamente toda la energía solar disponible. Añadir una batería de gran capacidad solo para aumentar el autoconsumo puede ofrecer una mejora limitada.

La compensación a la exportación o el margen arancelario es demasiado pequeño.

Si la compensación por exportación es cercana al precio de compra, el almacenamiento de energía puede ofrecer un valor adicional limitado una vez consideradas las pérdidas por conversión, el consumo auxiliar y los ciclos de la batería. Lo mismo ocurre cuando las tarifas por franjas horarias muestran poca diferencia entre los periodos de carga y descarga.

Requisitos de respaldo: Utilizar la mayor capacidad disponible.

Una instalación que deba preservar el suministro eléctrico para cargas críticas puede mantener un nivel mínimo de carga elevado. Cuanto mayor sea la carga crítica y mayor la duración prevista del respaldo, menor será la capacidad disponible para la gestión de la energía solar, la respuesta a las tarifas o la reducción de picos de demanda.

Solo la parte operable, una vez consideradas la capacidad utilizable y la reservada, puede respaldar los objetivos comerciales habituales.

¿Qué datos indican si merece la pena revisar un sitio web?

Un análisis fiable comienza con datos basados ​​en el tiempo. Las facturas mensuales identifican el consumo total y las tarifas, pero no muestran cuándo se producen los excedentes de energía fotovoltaica o los picos de demanda.

Superponer las curvas de generación y carga fotovoltaica.

Comience con un perfil de 15 o 30 minutos que abarque la carga y la generación fotovoltaica. Identifique los períodos de excedente, el máximo excedente de potencia, los niveles de carga posteriores, las diferencias de fin de semana y los cambios estacionales.

Esta superposición muestra si el excedente de energía tiene una utilidad futura. También revela si la principal limitación es la capacidad de la batería, la potencia del sistema de almacenamiento de energía o el control de exportaciones. Un sistema de almacenamiento de energía en baterías dimensionado únicamente en función del consumo anual puede no cumplir con ninguno de los tres requisitos.

Cuantificar aranceles, límites a las exportaciones y necesidades de reservas.

El perfil técnico debe combinarse con los precios de la electricidad, los cargos por demanda, la compensación por exportación, los límites de exportación, la capacidad del transformador, la tensión de la red, las cargas críticas y la duración prevista del respaldo.

La producción planificada, la carga de vehículos eléctricos o la expansión de la energía fotovoltaica también pueden modificar el escenario operativo.

¿Cómo debe el servicio de emergencias médicas equilibrar objetivos contrapuestos?

Una vez que se haya determinado la justificación del valor, el EMS deberá convertirla en un programa operativo.

Establezca un orden de prioridad claro antes de la puesta en marcha.

Una secuencia típica puede preservar una reserva de respaldo mínima, cargar con el excedente fotovoltaico disponible, limitar la demanda de la red por la tarde y descargar más solo durante períodos seleccionados de precios altos.

El orden varía según la ubicación. Un almacén frigorífico puede proteger primero las reservas, mientras que una fábrica puede priorizar el control de picos de demanda y una planta de exportación cero puede preservar el margen de carga.

El sistema de gestión de energía (EMS) debe definir qué sucede cuando los objetivos entran en conflicto, para que la batería no alcance un nivel de carga bajo antes del período en que sea más valiosa.

Actualizar la estrategia a medida que cambien las condiciones del sitio.

La producción fotovoltaica varía según la estación, los turnos de producción cambian, las tarifas varían y los límites de la batería responden a la temperatura y al estado de carga. El sistema de gestión de energía (EMS) debe utilizar datos fiables del medidor, la energía fotovoltaica, la carga y la batería, mientras que los cambios en los parámetros se mantienen controlados y registrados.

Esto permite que la estrategia comercial de almacenamiento de baterías se ajuste a las condiciones actuales.

¿Qué diseño de sistema debe ajustarse al plan de transición energética?

La alimentación del sistema de control de potencia (PCS), la capacidad de la batería, el método de acoplamiento, el control de exportaciones y las comunicaciones deben respaldar el mismo objetivo operativo.

La potencia y la capacidad de la batería de los ordenadores portátiles resuelven diferentes problemas.

La potencia del sistema fotovoltaico (PCS, por sus siglas en inglés) determina la rapidez con la que el sistema puede absorber el excedente de energía fotovoltaica o soportar una carga. La capacidad de la batería (en kWh) determina cuánta energía se puede transferir y cuánto tiempo puede continuar la descarga.

Un excedente de energía fotovoltaica breve e intenso puede requerir mayor potencia de carga, aunque con una capacidad moderada. Una carga prolongada durante la noche puede requerir mayor capacidad energética, incluso con una potencia de descarga moderada. El diseño también debe tener en cuenta la capacidad útil, el estado de carga de reserva, las pérdidas por conversión y los límites operativos.

El acoplamiento, el control de las exportaciones y la comunicación deben trabajar conjuntamente.

Los sistemas acoplados en CA y CC utilizan diferentes rutas de transmisión de energía. La elección depende de si el almacenamiento se añade a un sistema fotovoltaico existente o se instala con un sistema nuevo.

El medidor de energía, el inversor fotovoltaico, el sistema de control de potencia (PCS), el sistema de gestión de edificios (BMS) y el sistema de gestión de energía (EMS) deben intercambiar los datos correctos. El control antirretorno requiere mediciones precisas en el punto de conexión a la red. Una comunicación deficiente o datos retrasados ​​pueden provocar limitaciones innecesarias en la energía fotovoltaica o exportaciones no deseadas.

Antes de realizar el pedido, se deben confirmar los requisitos de protección, monitorización, permisos y expansión de la red eléctrica.

¿Cómo puede un sistema integrado de almacenamiento de energía para el sector comercial e industrial (C&I ESS) apoyar la transición a la energía solar?

Los sistemas integrados pueden reducir el trabajo de interfaz al combinar baterías, PCS, controles, protección, gestión térmica y comunicaciones.

En SunwayConfiguramos sistemas de almacenamiento de energía en función de la potencia del proyecto, la energía, la red eléctrica, el emplazamiento y los requisitos operativos.

El Sistema de almacenamiento de energía (ESS) refrigerado por líquido Sunway de 100 kW/261 kWh Combina una batería LFP de 261 kWh con una potencia nominal de salida de CA de hasta 125 kW, dos canales MPPT, BMS, EMS, arquitectura PCS modular, distribución de energía, protección contra incendios y control ambiental. El gabinete exterior IP55 utiliza refrigeración líquida y admite comunicación CAN, Ethernet y RS485.

La entrada fotovoltaica afecta la carga solar, la salida del convertidor catalítico influye en el soporte de carga y la energía almacenada afecta la duración de la descarga. El sistema de gestión de energía distribuye estas capacidades entre el autoconsumo, el control de picos y la reserva.

El montaje y las pruebas en fábrica pueden reducir el trabajo de integración en obra, pero siguen aplicándose los requisitos locales de red eléctrica, protección contra incendios, cableado y puesta en marcha.

Aumentar el valor solar solo cuando los datos del sitio lo permitan.

El almacenamiento de energía solar y en baterías genera valor cuando resuelve un problema documentado de sincronización, exportación, demanda o respaldo. Un bajo autoconsumo por sí solo no es suficiente para justificar un sistema.

Los proyectos más sólidos combinan un excedente habitual al mediodía con una carga posterior, un acuerdo de exportación desfavorable, cargos por demanda significativos o un requisito de respaldo que apoye otro objetivo. La selección de equipos debe entonces adaptarse al sitio mediante la potencia PCS adecuada, la capacidad útil, la arquitectura de comunicación y las prioridades del EMS.

Comparta con nosotros el perfil fotovoltaico, la curva de carga, el límite de exportación, los períodos tarifarios y el objetivo de respaldo. Podemos identificar cuándo se produce un excedente solar, estimar cuánta energía se puede transferir y ayudarle. Revisa tu perfil solar y de carga. antes de seleccionar una configuración.

Preguntas frecuentes

P: ¿Añadir almacenamiento en baterías siempre aumenta el autoconsumo solar?

A: El almacenamiento puede absorber parte del excedente de energía fotovoltaica que de otro modo se exportaría o se reduciría, pero el resultado depende de la capacidad de la batería, la potencia de carga del sistema de control de la energía, el margen de carga y la demanda posterior de la instalación.

P: ¿Cuánta capacidad de batería se necesita para el excedente de energía solar comercial?

A: La capacidad debe basarse en curvas de carga y fotovoltaicas sincronizadas, duración del excedente, potencia de carga del PCS, requisitos de reserva y período de descarga previsto. El tamaño del sistema fotovoltaico por sí solo no es suficiente.

P: ¿Puede un sistema de almacenamiento de energía en baterías soportar el uso de energía solar, la reducción de picos de demanda y el suministro de energía de respaldo?

R: Sí, pero los tres objetivos comparten la misma energía almacenada. El sistema de gestión de energía (EMS) debe establecer prioridades, límites de reserva y programas de carga y descarga para que un objetivo no impida el cumplimiento de otro.