Noviembre de 2022

Evolución del almacenamiento de energía residencial

En el mundo del almacenamiento de energía residencial, lo viejo vuelve a ser nuevo.

Cuando se popularizó la energía solar para viviendas, a finales del siglodel siglo XX la inmensa mayoría de los sistemas funcionaban con baterías.

Pero a principios de la década de 2000, las políticas gubernamentales, como la medición neta, los créditos fiscales y otros incentivos locales, restaron importancia a las baterías en las instalaciones solares.

Ahora la industria está volviendo en sentido contrario: con políticas como la medición neta en vías de desaparición y la importancia de la independencia de la red en alza, la gente quiere baterías más duraderas con ventajas tanto medioambientales como económicas.

"Es la naturaleza cíclica de las cosas", afirma John Cromer, Director de Producto de Fortress Power.

"Hemos pasado de todos los sistemas con baterías a ninguno o muy pocos sistemas con baterías. Ahora, estamos volviendo a que todos tengan baterías".

Los primeros días del almacenamiento de energía residencial


A finales del siglo
a las personas que utilizaban la energía solar en sus hogares tenían principalmente una de dos motivaciones:

  • Su falta de acceso a la red eléctrica exigía medios alternativos de generación de energía
  • La distancia a la red abarataba la generación de electricidad mediante energía solar y baterías.

En estos casos, los gigantescos bancos de baterías de plomo-ácido permitían al cliente desconectarse de la red. Era adecuado para los pocos consumidores, pero las baterías debían cambiarse con frecuencia porque no están diseñadas para descargarse por debajo de la mitad de su capacidad total.

Cuando esto ocurría, se reducía mucho la vida útil de la batería. Seguramente había soluciones mejores, pero las preguntas no tendrían respuesta durante algún tiempo debido a los cambios de política.

La era de la medición neta


A mediados de los años 2000 ocurrieron dos cosas que cambiaron la tendencia en contra del almacenamiento en baterías:

  • El Gobierno empezó a ofrecer una desgravación fiscal a la inversión en energía solar (ITC)
  • Y lo que es más importante, la llegada de la medición neta

No se puede exagerar el impacto de la ITC solar en la industria en su conjunto, ya que la Asociación de Industrias de Energía Solar informa de un crecimiento 200 veces mayor desde su instalación en 2006.

Por otro lado, la medición neta es una política que permite a los clientes que generan su propia energía solar vender la electricidad no utilizada a la compañía eléctrica o a la red. La medición neta es un sistema de facturación que abona a estos consumidores la energía que devuelven a la red.

Un sistema solar puede generar más energía durante el día de la que utiliza una vivienda. Con la medición neta, el contador de esa casa funcionará al revés, proporcionando un "crédito" contra las veces en que el uso de electricidad excede la producción del sistema. El resultado son facturas de electricidad muy bajas o casi inexistentes.

Pero, ¿el coste oculto? Un sistema sin baterías que funcione sólo un tercio del día debe vender más de dos tercios de su energía a la red a precios casi al por menor para compensar totalmente la factura eléctrica.

La medición neta, la política que suele proporcionar ese valor casi minorista por la electricidad vendida de nuevo a la red, cambió el rumbo de la industria solar de forma permanente, y para mejor.

Pero ahora que los clientes se centran en generar energía para obtener beneficios o, como mínimo, reducir la factura, el énfasis en las baterías de reserva desapareció.

Ahora todo eso está cambiando debido a los avances tecnológicos, los cambios en la política y una nueva priorización de los principales objetivos de los usuarios de energía solar.

"La medición neta es una de las mejores políticas que tenemos para promover la transición a una red eléctrica limpia", afirma Cromer. "Pero la medición neta no encaja en los modelos de negocio de las empresas eléctricas, que convierten la propiedad de las renovables en un juego de fútbol político.

"Ahora hay otras opciones, como la reciente ampliación de la desgravación fiscal a la inversión para aplicarla a las baterías cargadas en la red. También está la creciente disponibilidad de tarifas por tiempo de uso, que mantienen la economía del sistema, suministran energía de reserva al cliente y evitan por completo la controversia de la medición neta".

Presente y futuro del almacenamiento de energía residencial


Con el tiempo, los argumentos en contra de la medición neta por parte de las compañías eléctricas hicieron mella, hasta el punto de que esta política está desapareciendo rápidamente en muchos estados de Estados Unidos. Las estructuras tarifarias basadas en la hora del día -es decir, las horas punta- son cada vez más populares debido a la prevalencia de los vehículos eléctricos.

El aumento de la demanda de la capacidad de la red eléctrica provocó apagones continuos el verano pasado en California. Es comprensible que los clientes con sistemas de energía solar anticuados se sintieran decepcionados cuando se vieron incapaces de suministrar energía a sus hogares durante esos apagones.

Las baterías solares protegen el hogar en esos momentos. En algunos mercados, la red eléctrica es notablemente estable, pero no todas las regiones son tan afortunadas. Si combinamos el envejecimiento de las infraestructuras, las exigencias desmesuradas a la red y la dificultad de acceso, nos encontramos con clientes frustrados porque su huerto solar está incompleto.

Desde mediados de los años 2000 hasta la actualidad -lo que llamamos la era de la medición neta-, los habitantes del estado más poblado del país (California) han pasado de una estructura de red fiable a la actualidad, en la que deben proteger sus hogares frente a la realidad de los cortes regulares de electricidad. Los residentes también intentan reducir una factura eléctrica cada vez más alta.

Al mismo tiempo, el endurecimiento de la normativa sobre certificaciones ha dejado a los generadores prácticamente obsoletos en el Estado Dorado, y menos mal. Las estructuras tarifarias por tiempo de uso también reducen la viabilidad económica de los generadores.

"La política va por fin más allá de la medición neta, y hay un camino feliz en el que se benefician tanto la empresa eléctrica como el cliente", explica Cromer. "Pero el sector tiene que replantearse el diseño de los sistemas, dejando de lado el tamaño del campo solar y dando prioridad al tamaño del banco de baterías.

"En realidad, esto es una gran noticia para los instaladores, porque una vez más hay fruta madura que recoger. Los instaladores pueden beneficiarse de la venta de pequeñas instalaciones solares o incluso de sistemas de baterías en los casos en que la energía solar en el tejado no sea una opción. Se trata de un mercado mayor que el de la medición neta tradicional", explica Cromer.

Muy pronto, ningún sistema de energía solar estará completo sin una batería.

La era de las baterías de alto voltaje para uso residencial

En la Conferencia RE+ 2022 (antes SPI) celebrada en Anaheim, California, John Cromer, Director de Producto de Fortress Power, presentó al sector una serie de productos de Fortress Power que estarán disponibles a partir de 2023.

La joya de la corona es el ESS de Alta Tensión, una solución inteligente de respaldo para toda la casa que permite almacenar, supervisar y controlar la energía. El ESS de alto voltaje consta de numerosos elementos, que Cromer describe en detalle.

Fortress Arrow Batería de alto voltaje (HV)

Lo primero que llama la atención de la Arrow Battery es su perfil ultrafino, que facilita su manejo y almacenamiento.

La Arrow cabe en el lateral de un edificio si se guarda en el exterior, o en el hueco de la puerta de un garaje si se guarda en el interior. Pero la "apilabilidad" de la batería puede ser su característica más atractiva desde el punto de vista del tamaño.

Cada "ladrillo" de batería se envía por separado, lo que permite colocar una batería de 15 kWh en el asiento trasero de un automóvil. "Si cabe en una berlina, imagínate lo fácil que será meterla y sacarla de los vehículos de trabajo", razona Cromer.

Diseñados para su uso en exteriores en climas fríos, los calefactores integrados de Arrow mantienen la batería caliente durante los próximos meses de invierno.

Aunque la sabiduría convencional del sector dice que el litio puede acercarse a temperaturas bajo cero, no es ideal que la batería funcione continuamente en esas condiciones.

Al mismo tiempo, la refrigeración pasiva elimina el exceso de calor de la batería en climas más cálidos.

Una carcasa IP 65 protege el Arrow del agua salada, la corrosión elevada y otras condiciones y elementos que lo ponen a prueba.

Pero hemos dejado las mejores noticias sobre Arrow para el final.

La era del almacenamiento residencial en baterías de alto voltaje

"La batería Arrow inaugura la era del almacenamiento residencial de alto voltaje", afirma Cromer.

La mayoría de los productos residenciales actuales utilizan plataformas de 48 voltios. Pero como el voltaje es más asequible que el amperaje, la necesidad de mayor voltaje pone de relieve la naturaleza apilable de la Arrow, que permite al usuario apilar ladrillos adicionales para satisfacer sus necesidades de amperaje.

Junto con una batería de alto voltaje viene un inversor de alto voltaje -de nuevo, una solución más rentable en comparación con la versión de 48 voltios.

Esto se debe a que este inversor viene con 4 MPPT (seguimiento del punto de máxima potencia), lo que permite una gestión de la sombra completamente independiente, simplificando el sistema de apagado rápido y disminuyendo el número de piezas necesarias en el tejado.

Todo ello redunda en una mejor asignación de los recursos financieros: la rentabilidad permite más baterías, mayor resistencia y mayor independencia de la red.

"A la hora de la verdad, eso coincide con lo que el cliente quiere realmente de un sistema de baterías solares", resume Cromer.

Panel energético Allure

"Esto es lo que va entre la red y el hogar", dijo Cromer.

Con un panel de distribución de energía para la interconexión de los inversores de batería y la gestión de las fuentes de generación de energía in situ, la potencia se mantiene en 200 A, independientemente de si procede de la red o del propio sistema.

Inversores solares y de baterías acoplados a CA + CC, generadores, cargadores de vehículos eléctricos... todos se conectan al Allure.

El interruptor de transferencia automática permite al panel Allure Energy desconectar la vivienda de la red eléctrica durante un corte de suministro, eliminando la necesidad de retroalimentar la red.

Cuando la red está Cuando la red está conectada, el paso a la red de 200 A permite al cliente acceder a su cantidad habitual de energía de la red.

Gestión inteligente de la carga

El controlador de carga de 12 circuitos permite al usuario tener en cuenta al máximo las condiciones de alimentación in situ al utilizar distintos dispositivos sin necesidad de sacrificar nada.

"Seamos realistas: los clientes no quieren saber cómo funciona el sistema", dice Cromer. "No quieren saber cómo funciona el inversor ni otras especificaciones técnicas.

"Cuando se va la luz, quieren una copia de seguridad de la casa para poder alimentar lo que quieran sin sacrificios".

El único camino para satisfacer esas demandas de forma rentable es la transición a la alta tensión. El precio de un inversor de 10 kW y 48 voltios le permitirá disponer de 20 kW de capacidad de alto voltaje.

Este cambio fundamental en el diseño llegará a la industria a partir de 2023, liderado por el ESS de alta tensión de Fortress Power.

En Guardian

Antes de que finalice 2022 el Guardian.

"Tenemos grandes esperanzas y ambiciones con Guardian , no sólo como sistema de vigilancia, sino también de control", afirma Cromer.

Guardian será compatible con eFlex y eVault Max en su lanzamiento, así como con LFP-10 Max en los mercados latinoamericanos.

Los usuarios pueden actualizar a distancia el firmware de la batería, enviar solicitudes de asistencia, chatear en directo con el servicio de asistencia técnica, rellenar los formularios de garantía y compartir de forma segura los datos de instalación y supervisión directamente con los ingenieros de asistencia.

"Es un monitor que permite obtener detalles sobre el nivel de la batería, pero que permitirá una programación más sencilla del inversor en los próximos años", afirma Cromer.