Sistemas fotovoltaicos y generador de almacenamiento de energía

2021 será un mal año para muchos países y regiones, pero más afortunado para generación de energía solar y almacenamiento de energía   En este sector, los usuarios tienen una gran demanda de productos y servicios.

En pocas palabras, el almacenamiento de energía consiste en guardar la energía sobrante cuando no se necesita, para no desperdiciarla. Esta es la definición básica de almacenamiento de energía, pero ¿cuál es la relación entre el almacenamiento de energía y la energía fotovoltaica? ¿Necesita la energía fotovoltaica almacenamiento?

Durante décadas, el almacenamiento de energía ha sido inseparable de la generación, transmisión, distribución y uso de la electricidad. Hoy, con el creciente suministro de fuentes de energía renovables, el sector eléctrico está experimentando cambios drásticos. La energía renovable es el futuro, lo que hace aún más complejo el desafío de suministrar electricidad bajo demanda en cualquier momento y lugar.

Los sistemas de almacenamiento de energía generan ahorros de costos para las empresas de servicios públicos y los consumidores al proporcionar una gama de medios tecnológicos para gestionar la oferta y la demanda y crear una infraestructura energética más flexible.

El sistema de almacenamiento de energía consta de dos partes principales. Un sistema de conversión de potencia (PCS) realiza la conversión CA/CC y CC/CA, donde la energía eléctrica se introduce en la batería para cargarla, o bien la energía almacenada en la batería se convierte en corriente alterna y se inyecta a la red eléctrica. La solución de planta de energía adecuada depende de las condiciones de voltaje y flujo de potencia soportadas.

Según el tipo, generalmente se compone de un conjunto fotovoltaico, un controlador solar y un inversor (inversor conectado a la red e inversor de almacenamiento de energía), un paquete de baterías y un dispositivo de gestión de baterías (BMS), un sistema de monitorización y gestión de energía (EMS) y una carga, etc.

El controlador solar, conectado a los módulos solares y las baterías, puede utilizarse de forma independiente para alimentar la carga de CC; también puede emplearse junto con el inversor, e incluso con un sistema integrado de control e inversor para aumentar la flexibilidad del sistema. Actualmente, el controlador cuenta con dos esquemas: PWM y MPPT, que se utilizan en diferentes situaciones.

El inversor aislado conecta la batería con la carga. Su función principal es convertir la corriente continua (CC) de la batería en corriente alterna (CA). En los sistemas fotovoltaicos aislados, generalmente se utiliza junto con un controlador. Actualmente, la mayoría de los sistemas aislados de tamaño pequeño y mediano integran el controlador fotovoltaico y el inversor en una sola unidad, lo que facilita su instalación. Existen tres tipos de inversores aislados: de onda modificada, de onda sinusoidal de alta frecuencia y de onda sinusoidal de frecuencia industrial, cada uno adecuado para diferentes aplicaciones.

El inversor de almacenamiento de energía conecta la batería con la red eléctrica (o carga). El circuito de hardware es el mismo que el del inversor aislado, que convierte la corriente continua de la batería en corriente alterna. Sin embargo, el inversor de almacenamiento de energía es más potente y permite el flujo de energía en ambas direcciones, convirtiendo la corriente continua en corriente alterna, que puede enviarse a la red eléctrica o, al utilizar una carga de CA, rectificar la corriente alterna a corriente continua para cargar la batería. Por ello, el inversor de almacenamiento de energía también se conoce como convertidor bidireccional PCS (Sistema de Conversión de Energía).

En comparación con los sistemas tradicionales de generación de energía conectados a la red, el costo de los sistemas de almacenamiento de energía doméstica ha aumentado y su instalación es más compleja, pero su ámbito de aplicación es más amplio y su funcionalidad es más potente. A medida que el costo de los sistemas de almacenamiento de energía continúa disminuyendo, resulta cada vez más económico que los sistemas de almacenamiento de energía solar reemplacen las tecnologías tradicionales de generación de energía. Se prevé que, en un futuro próximo, el almacenamiento de energía doméstica marcará el comienzo de una nueva era de competencia.