En esta ocasión hablaremos de una de las tecnologías que está encaminando a la industria hacia la eficiencia energética y hacia un futuro más sustentable de la mano de las energías renovables.
Hablamos de los sistemas de baterías para almacenamiento de energía ( BESS, por sus siglas en inglés). Aunque este tipo de sistemas no son tan nuevos, aún existe mucho desconocimiento sobre ellos en el mercado.
El conocimiento de este tipo de tecnología es importante, pues la integración de los sistemas BESS con fuentes de energía renovable, como la fotovoltaica, abre la puerta a la electricidad económica con disponibilidad continua para los sistemas en la red, fuera de la red y redes híbridas.
Qué son los BESS
BESS son las siglas en inglés de Battery Energy Storage System, en español, Sistema de Almacenamiento de Energía de Baterías.
Los BESS son de las soluciones más recientes de los Sistemas de Almacenamiento de Energía (SAE), término general para sistemas mecánicos, químicos o térmicos que almacenan energía para su uso posterior.
Existen diversos tipos de sistemas de almacenamiento y se clasifican dependiendo de cómo almacenan la energía. En este artículo nos enfocaremos en los BESS, que utilizan soluciones electroquímicas para almacenar la energía.
En su mayoría, los BESS utilizan baterías de iones de litio para almacenar electricidad. Se pueden utilizar de forma independiente o junto con fuentes renovables de energía, pues este tipo de sistemas pueden capturar energía de diversas fuentes, almacenándola en baterías recargables para su uso posterior.
Actualmente los sistemas de almacenamiento de baterías son los más usados para la acumulación energética, esto por las diversas ventajas que ofrecen: no requieren mucho mantenimiento regular y tienen una mayor densidad de energía, es decir, pueden almacenar más energía en un menor espacio.
Además, como ya mencionamos, estos sistemas sirven, entre otras cosas, como complemento de las fuentes renovables, como la energía solar, mareomotriz o eólica, además de ayudar a eliminar las intermitencias de la red eléctrica dando resiliencia a los usuarios finales gracias a que pueden asegurar el suministro energético y dar continuidad operativa inmediata.
Cómo funcionan los BESS
El elemento principal de los Battery Energy Storage Systems son las baterías de litio. Teniendo en cuenta que la electricidad es el tránsito de electrones, el litio, por la facilidad que tiene de desprenderse de sus electrones, encaja perfecto para producir energía.
No obstante, un sistema de almacenamiento de energía de baterías es mucho más que solo la batería. Los BESS están compuestos, entre otros elementos, por un inversor bidireccional que conecta la batería a una fuente eléctrica.
El inversor bidireccional permite que la energía fluya en ambas direcciones para cargar y descargar las baterías, de este modo, la batería puede cargarse y suministrar la energía cuando es necesario. Asimismo, el inversor de corriente permite convertir la corriente de directa a alterna y viceversa para poder hacer la carga y descarga de la batería.
Este mecanismo posibilita servicios auxiliares como la reducción de picos en la demanda eléctrica, el desplazamiento de carga en horarios punta (dentro de tarifas horarias como la GDMTH en México) y la gestión de excedentes de energía, evitando desperdicios energéticos.
Componentes de un BESS
Como mencionamos, los BESS no solo están compuestos por baterías, sino que incluyen diversos elementos que en conjunto hacen que funcione todo el sistema.
Sistemas o módulos de baterías
Son conjuntos de celdas de baterías individuales que convierten energía química (almacenada en la batería) en energía eléctrica (utilizada en el inmueble). Las celdas están dispuestas en módulos que, a su vez, forman paquetes de baterías conectados en serie y en paralelo para la capacidad requerida.
Sistema de gestión de batería (BMS)
Un Battery Management System garantiza la seguridad del sistema, pues supervisa el estado de las celdas de la batería y mide sus parámetros y estados, como el estado de carga (SOC, por sus siglas en inglés) y el estado de salud (SOH, por sus siglas en inglés).
Además de lo anterior, protege a las baterías de incendios y otros peligros que puedan suscitarse por las reacciones químicas, monitoreando continuamente el voltaje, la temperatura, advertencias de incendio y regulando la potencia de carga y descarga dependiendo de la señal de entrada.
Inversor o sistema de conversión de energía (PCS)
Un inversor o Power Conversion System convierte la corriente continua (DC), producida por las baterías, en corriente alterna (AC), suministrada a las instalaciones. Como mencionamos, los BESS tienen inversores bidireccionales que permiten tanto la carga como la descarga del sistema.
Sistema de gestión de energía (EMS)
El Energy Management System es responsable de monitorear y controlar el flujo de energía dentro de un BESS.
El EMS es el encargado de coordinar el trabajo del sistema de gestión (BMS), de coordinar el inversor (PCS) y de gestionar los otros componentes del sistema, siempre tomando decisiones basadas en el perfil de carga de la ubicación.
La lógica de control se ejecuta en el EMS, proporcionando señal de entrada al PCS para carga/descarga según el requisito programado. Al recopilar y analizar datos de energía, un EMS puede administrar eficientemente los recursos de energía del sistema, siendo similar al cerebro de los BESS.
Asimismo, dependiendo de su funcionalidad y condiciones de operación, los sistemas de almacenamiento de energía de baterías también pueden incluir una gama de sistemas de seguridad, como un sistema de control de incendios, detector de humo, sistema de control de temperatura, ventilación y aire acondicionado. Los sistemas de seguridad cuentan con sus propias unidades de monitoreo y control que brindan las condiciones necesarias para la operación segura de un BESS al monitorear sus parámetros y responder a emergencias rápidamente.
Qué considerar si se piensa invertir en un BESS
El mercado mundial de almacenamiento de energía en baterías abunda en ofertas. Además, gracias al incremento de la demanda, los BESS han dejado de ser lujos fuera del alcance de los consumidores finales.
No obstante, hay que tomar en cuenta que el precio del sistema final dependerá del tamaño del proyecto, la química utilizada y la capacidad de almacenamiento que se necesite.
Por lo mismo, antes de adquirir un sistema BESS tener en claro las necesidades específicas de cada industria y el problema principal que se quiere atacar con esta solución.
Ahora bien, al elegir un sistema de almacenamiento de energía de baterías, se deben considerar muchos otros factores además de su costo. Por ejemplo:
- Integridad del sistema y disponibilidad de subsistemas relacionados y equipos de apoyo
- Química, seguridad y otras características de las baterías que lo componen
- Calidad, disponibilidad y continuidad del suministro de componentes de hardware
- Fiabilidad del software
- Garantías desde fábrica de los diversos componentes
El software BMS, mencionado en Componentes, juega un papel fundamental en el rendimiento general del sistema de baterías, ya que es el responsable de la carga y descarga junto con la seguridad de la batería.
Una vez que esté listo para invertir en un BESS, asegúrese de que usted o la empresa instaladora tengan la experiencia y las calificaciones suficientes para verificar la calidad y la integridad de todo el sistema.
La configuración, el mantenimiento y el soporte de un BESS también requiere que se realicen por personal capacitado en el campo, además, al adquirir este tipo de tecnología, es importante asegurar que el fabricante ofrezca una garantía que cubra la reparación o el reemplazo del sistema y sus componentes en caso de falla.
Si desea conocer información más detallada sobre los sistemas de almacenamiento de energía por baterías le invitamos a leer el artículo completo en nuestro blog. Aquí podrá encontrar temas como criterios de rendimiento, ventajas de los BESS sobre otros sistemas de almacenamiento, aspectos a tomar en cuenta de los Battery Energy Storage Systems, medidas de seguridad en su uso y más.
O bien, si está buscando adquirir un sistema de almacenamiento de energía de baterías o necesita una opinión experta sobre su desarrollo e implementación, no dude en contactarnos para comenzar.