¿Qué hacemos si no hace sol?: El ESS y la gestión de baterías

Las fuentes renovables, como la energía eólica y solar, son limpias y sostenibles, pero su generación es irregular e impredecible.

Si queremos aprovechar sus ventajas medioambientales sin sacrificar una abundante disponibilidad de energía, debemos encontrar soluciones prácticas para solucionar estos inconvenientes.

Los métodos de almacenamiento de energía actuales

El almacenamiento de energía es un concepto consolidado en la gestión de la red y es algo necesario para equilibrar el suministro y la demanda. La turbinas de gas o de carbón pueden generar electricidad de forma ininterrumpida, pero sufren cuando hay fluctuaciones muy rápidas en la demanda. Para que los operarios puedan gestionar estos picos, necesitan poder generar electricidad sobrante y tener sistemas para almacenarla. Muchos de los sistemas de almacenaje actuales son hidrológicos: usan la energía generada cuando la demanda es baja para bombear agua en un embalse alto. Cuando hay un pico de corta duración, el agua se libera a través de turbinas.

Las renovables necesitan más almacenamiento

Con las energías renovables, el problema es diferente: necesitamos almacenamiento para equilibrar la red en aquellos momentos en los que la capacidad de suministro sea reducida, algo que puede ocurrir en cualquier momento y durante un periodo indeterminado. Por lo tanto, si cambiamos las estaciones eléctricas centralizadas de carbón y de gas por generadores distribuidos solares y eólicos, necesitaremos una estrategia diferente para almacenar la energía y mantener la estabilidad. Los sistemas de almacenamiento basados en baterías (ESS) podrían ser una solución, ya que tienen la capacidad de recoger de forma rápida y eficiente la energía sobrante y devolverla a la red cuando sea necesario.

Los ESS tienen un importante potencial de mercado, tanto en sistemas de uso industrial y gran volumen para estabilizar la red como en sistemas más pequeños para su uso en hogares o comercios. Según IHS Markit, el almacenaje de energía en la red sobrepasará los 15 GW para 2025, un volumen cinco veces superior al de 2019.

El soporte de los ESS de uso industrial es esencial a fin de crear una red dinámica, capaz de responder rápidamente a la cambiante demanda del consumidor y a la aleatoriedad del suministro. Esto exigirá disponer de un gran volumen de almacenaje con baterías por toda la red, normalmente, junto con generadores de renovables.




El uso de sistemas locales o en el propio emplazamiento (denominados «detrás del contador»), junto con microgeneradores locales —como un conjunto de células fotovoltaicas en el tejado— permite que el usuario pueda generar y almacenar su propia energía. Se pueden utilizar varios tipos de baterías, como las de plomo-ácido, que son económicas y no requieren un mantenimiento exhaustivo. Un sistema doméstico puede ser de CA, con un conversor individual para cargas locales o conectarse a la red, o de CC, conectado al bus de un microgenerador solar.

Uso y seguridad

La ecualización y la gestión de baterías serán esenciales para garantizar la seguridad y optimizar la capacidad de almacenamiento. Un circuito integrado de supervisión de baterías, como el LTC6810 de Analog Devices, puede monitorizar hasta seis baterías y permite la conexión en serie de muchos dispositivos para gestionar baterías más grandes. En el diseño, se ha tenido en cuenta la normativa de seguridad para automóviles ISO26262.

Además, aporta una ecualización pasiva de las baterías y ofrece una comunicación de largo alcance con una gran inmunidad al ruido. El sistema de adquisición de datos de alta tensión MAX17823B de Maxim Integrated, cuenta con conmutadores internos para la ecualización de baterías y con un diagnóstico integrado para los requisitos de ASIL-D y AMFE. Permite conectar hasta 32dispositivos en cadena y supervisar hasta 384celdas.

Fuentes de reserva para los ESS

Pocos ponen en duda que las baterías reutilizadas de VE son una opción ideal para el almacenamiento de grandes cantidades de energía. Cuando bajan al 80 % de su capacidad original, ya no se suelen usar en los VE, pero esa pérdida del 20 % no afecta de forma significativa a su alcance en los ESS. Además, esa posibilidad de reutilización es atractiva. Por otro lado, el reacondicionamiento de la batería tiene un coste, y un ESS con baterías nuevas ocupa menos espacio.

Otra ventaja para los propietarios de VE es que la carga existente en el vehículo se podría usar para equilibrar la red. En cualquier momento del día o de la noche, hay una gran cantidad de estos vehículos enchufados, cada uno en su momento dentro del ciclo de carga. Esta capacidad se podría utilizar como reserva adicional, tanto para alimentar directamente a la red como para la demanda del propio usuario. También se podrían emplear otros tipos de almacenamiento para colaborar en la estabilización de la red a cambio de una compensación económica, por ejemplo, los SAI de gran volumen que las grandes empresas utilizan como alimentación de reserva.

Resumen

Para que las energías renovables sean una fuente verdaderamente fiable y capaz de suministrar alimentación en cualquier momento y lugar, deben combinarse con sistemas de almacenamiento eficaces. Estos sistemas ya existen, y se utilizan de manera generalizada para equilibrar el suministro y la demanda. La proporción de energía que proviene de fuentes renovables es cada vez mayor, así que necesitamos almacenaje más rápido y en mayor cantidad. Cualquier batería conectada, tanto en las centrales públicas como detrás del contador, podría ser una fuente potencial de energía de reserva, de modo que los propietarios de VE o SAI podrían participar para hacer realidad el sueño de una red verde.

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