Sistemas de baterías de almacenamiento de energía (ESS)Desempeñan un papel cada vez más importante a medida que crece la demanda global de energía sostenible y la estabilidad de la red. Ya sea para almacenamiento de energía a escala de red, aplicaciones comerciales e industriales o sistemas solares residenciales, comprender la terminología técnica clave de las baterías de almacenamiento de energía es fundamental para comunicarse eficazmente, evaluar su rendimiento y tomar decisiones informadas.
Sin embargo, la jerga en el campo del almacenamiento de energía es extensa y, en ocasiones, abrumadora. El propósito de este artículo es brindarle una guía completa y fácil de entender que explica el vocabulario técnico fundamental en el campo de las baterías de almacenamiento de energía para ayudarle a comprender mejor esta tecnología crucial.
Conceptos básicos y unidades eléctricas
Para comprender las baterías de almacenamiento de energía es necesario comenzar con algunos conceptos y unidades eléctricas básicas.
Voltaje (V)
Explicación: El voltaje es una magnitud física que mide la capacidad de un campo eléctrico para realizar trabajo. En pocas palabras, es la diferencia de potencial que impulsa el flujo de electricidad. El voltaje de una batería determina el empuje que puede proporcionar.
En relación con el almacenamiento de energía: el voltaje total de un sistema de baterías suele ser la suma de los voltajes de varias celdas en serie. Diferentes aplicaciones (p. ej.,sistemas domésticos de bajo voltaje or sistemas C&I de alto voltaje) requieren baterías de diferentes voltajes.
Corriente (A)
Explicación: La corriente es la velocidad de movimiento direccional de la carga eléctrica, el flujo de electricidad. La unidad es el amperio (A).
Relevancia para el almacenamiento de energía: El proceso de carga y descarga de una batería se basa en el flujo de corriente. La cantidad de corriente que fluye determina la cantidad de energía que una batería puede producir en un momento dado.
Potencia (Potencia, W o kW/MW)
Explicación: La potencia es la velocidad a la que se convierte o transfiere la energía. Equivale al voltaje multiplicado por la corriente (P = V × I). La unidad es el vatio (W), comúnmente utilizado en sistemas de almacenamiento de energía como kilovatios (kW) o megavatios (MW).
En relación con el almacenamiento de energía: La capacidad de potencia de un sistema de baterías determina la velocidad con la que puede suministrar o absorber energía eléctrica. Por ejemplo, las aplicaciones de regulación de frecuencia requieren una alta capacidad de potencia.
Energía (Energía, Wh o kWh/MWh)
Explicación: La energía es la capacidad de un sistema para realizar trabajo. Es el producto de la potencia por el tiempo (E = P × t). La unidad es el vatio-hora (Wh), y en los sistemas de almacenamiento de energía se utilizan comúnmente el kilovatio-hora (kWh) o el megavatio-hora (MWh).
En relación con el almacenamiento de energía: La capacidad energética mide la cantidad total de energía eléctrica que una batería puede almacenar. Esto determina la duración del suministro de energía del sistema.
Términos clave de rendimiento y caracterización de la batería
Estos términos reflejan directamente las métricas de rendimiento de las baterías de almacenamiento de energía.
Capacidad (Ah)
Explicación: La capacidad es la cantidad total de carga que una batería puede liberar en determinadas condiciones y se mide enamperios-hora (Ah). Generalmente se refiere a la capacidad nominal de una batería.
Relacionado con el almacenamiento de energía: La capacidad está estrechamente relacionada con la capacidad energética de la batería y es la base para calcular la capacidad energética (Capacidad energética ≈ Capacidad × Voltaje promedio).
Capacidad energética (kWh)
Explicación: La cantidad total de energía que una batería puede almacenar y liberar, generalmente expresada en kilovatios-hora (kWh) o megavatios-hora (MWh). Es una medida clave del tamaño de un sistema de almacenamiento de energía.
Relacionado con el almacenamiento de energía: determina el tiempo que un sistema puede alimentar una carga o cuánta energía renovable se puede almacenar.
Capacidad de potencia (kW o MW)
Explicación: La potencia máxima de salida que un sistema de baterías puede proporcionar o la potencia máxima de entrada que puede absorber en un momento dado, expresada en kilovatios (kW) o megavatios (MW).
Relacionado con el almacenamiento de energía: determina cuánta energía puede proporcionar un sistema durante un corto período de tiempo, por ejemplo, para hacer frente a altas cargas instantáneas o fluctuaciones de la red.
Densidad de energía (Wh/kg o Wh/L)
Explicación: Mide la cantidad de energía que una batería puede almacenar por unidad de masa (Wh/kg) o por unidad de volumen (Wh/L).
Relevancia para el almacenamiento de energía: Importante para aplicaciones con limitaciones de espacio o peso, como vehículos eléctricos o sistemas compactos de almacenamiento de energía. Una mayor densidad energética permite almacenar más energía con el mismo volumen o peso.
Densidad de potencia (W/kg o W/L)
Explicación: Mide la potencia máxima que una batería puede entregar por unidad de masa (W/kg) o por unidad de volumen (W/L).
Relevante para el almacenamiento de energía: importante para aplicaciones que requieren carga y descarga rápidas, como regulación de frecuencia o potencia de arranque.
Caja
Explicación: La tasa C representa la velocidad a la que una batería se carga y descarga como un múltiplo de su capacidad total. 1 C significa que la batería se cargará o descargará completamente en 1 hora; 0,5 C significa en 2 horas; 2 C significa en 0,5 horas.
Relevante para el almacenamiento de energía: La tasa C es una métrica clave para evaluar la capacidad de una batería para cargarse y descargarse rápidamente. Diferentes aplicaciones requieren un rendimiento de tasa C diferente. Las descargas con una tasa C alta suelen provocar una ligera disminución de la capacidad y un aumento de la generación de calor.
Estado de carga (SOC)
Explicación: Indica el porcentaje (%) de la capacidad total de una batería que queda actualmente.
Relacionado con el almacenamiento de energía: similar al indicador de combustible de un automóvil, indica cuánto durará la batería o cuánto tiempo necesita cargarse.
Profundidad de descarga (DOD)
Explicación: Indica el porcentaje (%) de la capacidad total de una batería que se libera durante una descarga. Por ejemplo, si se pasa del 100 % al 20 % del estado de carga, la DOD es del 80 %.
Relevancia para el almacenamiento de energía: la DOD tiene un impacto significativo en el ciclo de vida de una batería, y la descarga y carga superficiales (DOD bajo) generalmente son beneficiosas para prolongar la vida útil de la batería.
Estado de Salud (SOH)
Explicación: Indica el porcentaje del rendimiento actual de la batería (p. ej., capacidad, resistencia interna) en comparación con el de una batería nueva, lo que refleja el grado de envejecimiento y degradación de la batería. Normalmente, un SOH inferior al 80 % se considera al final de su vida útil.
Relevancia para el almacenamiento de energía: SOH es un indicador clave para evaluar la vida útil restante y el rendimiento de un sistema de batería.
Terminología sobre la duración y el deterioro de la batería
Comprender los límites de vida útil de las baterías es clave para la evaluación económica y el diseño del sistema.
Ciclo de vida
Explicación: La cantidad de ciclos completos de carga/descarga que una batería puede soportar en condiciones específicas (por ejemplo, DOD específico, temperatura, tasa C) hasta que su capacidad cae a un porcentaje de su capacidad inicial (generalmente el 80%).
Relevante para el almacenamiento de energía: Esta es una métrica importante para evaluar la vida útil de una batería en escenarios de uso frecuente (p. ej., ajuste de la red, ciclos diarios). Una mayor vida útil se traduce en una batería más duradera.
Calendario de vida
Explicación: La vida útil total de una batería, desde su fabricación, incluso si no se utiliza, envejecerá naturalmente con el tiempo. Se ve afectada por la temperatura, el estado de carga (SOC) de almacenamiento y otros factores.
Relevancia para el almacenamiento de energía: para energía de respaldo o aplicaciones de uso poco frecuente, la vida útil del calendario puede ser una métrica más importante que la vida útil del ciclo.
Degradación
Explicación: El proceso por el cual el rendimiento de una batería (por ejemplo, capacidad, potencia) disminuye irreversiblemente durante el ciclo y con el tiempo.
Relevancia para el almacenamiento de energía: Todas las baterías sufren degradación. Controlar la temperatura, optimizar las estrategias de carga y descarga y utilizar sistemas BMS avanzados puede ralentizar este deterioro.
Desvanecimiento de capacidad / Desvanecimiento de potencia
Explicación: Esto se refiere específicamente a la reducción de la capacidad máxima disponible y la reducción de la potencia máxima disponible de una batería, respectivamente.
Relevancia para el almacenamiento de energía: Estas dos son las principales formas de degradación de la batería, que afectan directamente la capacidad de almacenamiento de energía del sistema y el tiempo de respuesta.
Terminología para componentes técnicos y componentes del sistema
Un sistema de almacenamiento de energía no solo consiste en la batería en sí, sino también en los componentes clave que la respaldan.
Celúla
Explicación: El componente más básico de una batería, que almacena y libera energía mediante reacciones electroquímicas. Algunos ejemplos son las celdas de fosfato de hierro y litio (LFP) y las celdas ternarias de litio (NMC).
Relacionado con el almacenamiento de energía: el rendimiento y la seguridad de un sistema de batería dependen en gran medida de la tecnología celular utilizada.
Módulo
Explicación: Combinación de varias celdas conectadas en serie y/o en paralelo, generalmente con una estructura mecánica preliminar e interfaces de conexión.
Relevante para el almacenamiento de energía: Los módulos son las unidades básicas para construir paquetes de baterías, lo que facilita la producción y el ensamblaje a gran escala.
Paquete de baterías
Explicación: Una celda de batería completa que consta de múltiples módulos, un sistema de gestión de batería (BMS), un sistema de gestión térmica, conexiones eléctricas, estructuras mecánicas y dispositivos de seguridad.
Relevancia para el almacenamiento de energía: El paquete de baterías es el componente central del sistema de almacenamiento de energía y es la unidad que se entrega e instala directamente.
Sistema de gestión de baterías (BMS)
Explicación: El cerebro del sistema de batería. Se encarga de monitorizar el voltaje, la corriente, la temperatura, el estado de carga (SOC), el estado de la batería (SOH), etc., protegiéndola de sobrecargas, sobredescargas y sobretemperaturas, equilibrando las celdas y comunicándose con sistemas externos.
Relevante para el almacenamiento de energía: el BMS es fundamental para garantizar la seguridad, la optimización del rendimiento y la maximización de la vida útil del sistema de batería y es el corazón de cualquier sistema de almacenamiento de energía confiable.
(Sugerencia de enlace interno: enlace a la página de su sitio web sobre la tecnología BMS o los beneficios del producto)
Sistema de conversión de energía (PCS) / Inversor
Explicación: Convierte la corriente continua (CC) de una batería en corriente alterna (CA) para suministrar energía a la red o a las cargas, y viceversa (de CA a CC para cargar una batería).
Relacionado con el almacenamiento de energía: El PCS es el puente entre la batería y la red/carga, y su eficiencia y estrategia de control afectan directamente el rendimiento general del sistema.
Balance de Planta (BOP)
Explicación: Se refiere a todos los equipos y sistemas de apoyo distintos del paquete de baterías y el PCS, incluidos los sistemas de gestión térmica (refrigeración/calefacción), los sistemas de protección contra incendios, los sistemas de seguridad, los sistemas de control, los contenedores o gabinetes, las unidades de distribución de energía, etc.
Relacionado con el almacenamiento de energía: BOP garantiza que el sistema de batería funcione en un entorno seguro y estable y es una parte necesaria de la construcción de un sistema completo de almacenamiento de energía.
Sistema de almacenamiento de energía (ESS) / Sistema de almacenamiento de energía en baterías (BESS)
Explicación: Se refiere a un sistema completo que integra todos los componentes necesarios, como paquetes de baterías, PCS, BMS y BOP, etc. BESS se refiere específicamente a un sistema que utiliza baterías como medio de almacenamiento de energía.
Relacionado con el almacenamiento de energía: esta es la entrega y el despliegue final de una solución de almacenamiento de energía.
Términos de escenarios operativos y de aplicación
Estos términos describen la función de un sistema de almacenamiento de energía en una aplicación práctica.
Carga/Descarga
Explicación: La carga es el almacenamiento de energía eléctrica en una batería; la descarga es la liberación de energía eléctrica de una batería.
Relacionado con el almacenamiento de energía: el funcionamiento básico de un sistema de almacenamiento de energía.
Eficiencia de ida y vuelta (RTE)
Explicación: Una medida clave de la eficiencia de un sistema de almacenamiento de energía. Es la relación (generalmente expresada como porcentaje) entre la energía total extraída de la batería y la energía total que entra al sistema para almacenar dicha energía. Las pérdidas de eficiencia se producen principalmente durante el proceso de carga/descarga y durante la conversión del PCS.
Relacionado con el almacenamiento de energía: un RTE más alto significa menos pérdida de energía, lo que mejora la economía del sistema.
Reducción de picos / Nivelación de carga
Explicación:
Peak Shaving: el uso de sistemas de almacenamiento de energía para descargar energía durante las horas de carga pico en la red, reduciendo la cantidad de energía comprada de la red y, por lo tanto, reduciendo las cargas pico y los costos de electricidad.
Nivelación de carga: el uso de electricidad barata para cargar sistemas de almacenamiento en horarios de baja carga (cuando los precios de la electricidad son bajos) y descargarlos en horarios pico.
Relacionado con el almacenamiento de energía: Esta es una de las aplicaciones más comunes de los sistemas de almacenamiento de energía en el ámbito comercial, industrial y de la red eléctrica, diseñada para reducir el coste de la electricidad o suavizar los perfiles de carga.
Regulación de frecuencia
Explicación: Las redes eléctricas deben mantener una frecuencia de operación estable (p. ej., 50 Hz en China). La frecuencia disminuye cuando el suministro es menor que el consumo de electricidad y aumenta cuando el suministro es mayor que el consumo. Los sistemas de almacenamiento de energía pueden ayudar a estabilizar la frecuencia de la red absorbiendo o inyectando energía mediante carga y descarga rápidas.
Relacionado con el almacenamiento de energía: el almacenamiento de baterías es adecuado para proporcionar regulación de frecuencia de red debido a su rápido tiempo de respuesta.
Arbitraje
Explicación: Una operación que aprovecha las diferencias en los precios de la electricidad a distintas horas del día. Se carga en horarios de baja tarifa y se descarga en horarios de alta, aprovechando así la diferencia de precio.
Relacionado con el almacenamiento de energía: este es un modelo rentable para los sistemas de almacenamiento de energía en el mercado eléctrico.
Conclusión
Comprender la terminología técnica clave de las baterías de almacenamiento de energía es una puerta de entrada a este campo. Desde unidades eléctricas básicas hasta complejos modelos de integración y aplicación de sistemas, cada término representa un aspecto importante de la tecnología de almacenamiento de energía.
Con suerte, con las explicaciones de este artículo, obtendrá una comprensión más clara de las baterías de almacenamiento de energía para que pueda evaluar y seleccionar mejor la solución de almacenamiento de energía adecuada para sus necesidades.
Preguntas frecuentes (FAQ)
¿Cuál es la diferencia entre densidad de energía y densidad de potencia?
Respuesta: La densidad de energía mide la cantidad total de energía que se puede almacenar por unidad de volumen o peso (centrándose en la duración del tiempo de descarga); la densidad de potencia mide la cantidad máxima de energía que se puede entregar por unidad de volumen o peso (centrándose en la velocidad de descarga). En pocas palabras, la densidad de energía determina su duración y la densidad de potencia determina su capacidad explosiva.
¿Por qué son importantes la vida del ciclo y la vida del calendario?
Respuesta: El ciclo de vida mide la vida útil de una batería con uso frecuente, lo cual es adecuado para escenarios de operación de alta intensidad, mientras que la vida útil del calendario mide la vida útil de una batería que envejece naturalmente con el tiempo, lo cual es adecuado para escenarios de espera o uso poco frecuente. Juntos, determinan la vida útil total de la batería.
¿Cuáles son las principales funciones de un BMS?
Respuesta: Las principales funciones de un BMS incluyen la monitorización del estado de la batería (voltaje, corriente, temperatura, estado de carga, estado de la batería), la protección de seguridad (sobrecarga, sobredescarga, sobretemperatura, cortocircuito, etc.), el balanceo de celdas y la comunicación con sistemas externos. Es fundamental para garantizar el funcionamiento seguro y eficiente del sistema de baterías.
¿Qué es la tasa C? ¿Qué hace?
Respuesta:CajaRepresenta el múltiplo de la corriente de carga y descarga en relación con la capacidad de la batería. Se utiliza para medir la velocidad de carga y descarga de una batería y afecta su capacidad, eficiencia, generación de calor y vida útil.
¿Son el recorte de picos de demanda y el arbitraje tarifario lo mismo?
Respuesta: Ambos son modos de operación que utilizan sistemas de almacenamiento de energía para cargar y descargar en diferentes momentos. El recorte de picos se centra más en reducir la carga y el coste de la electricidad para los clientes durante periodos específicos de alta demanda, o en suavizar la curva de carga de la red, mientras que el arbitraje tarifario es más directo y aprovecha la diferencia de tarifas entre distintos periodos para comprar y vender electricidad con fines de lucro. El propósito y el enfoque son ligeramente diferentes.
Hora de publicación: 20 de mayo de 2025