Guía de respaldo de batería residencial 2022 |Tipos, custos, beneficios...

Incluso en 2022, o almacenamento fotovoltaico seguirá sendo o tema máis candente, e a copia de seguridade de baterías residenciais é o segmento de enerxía solar de máis rápido crecemento, creando novos mercados e oportunidades de expansión de renovación solar para casas e empresas, grandes e pequenas de todo o mundo.Batería de respaldo residencialé fundamental para calquera casa solar, especialmente en caso de tormenta ou outra emerxencia.En lugar de exportar o exceso de enerxía solar á rede, que tal almacenalo en baterías para emerxencias?Pero como pode ser rendible a enerxía solar almacenada?Informarémosche sobre o custo e a rendibilidade dun sistema de almacenamento de batería doméstico e indicarémosche os puntos clave que debes ter en conta ao comprar o sistema de almacenamento adecuado. Que é o sistema de almacenamento de batería residencial? Como funciona? Un almacenamento de baterías residencial ou un sistema de almacenamento fotovoltaico é un complemento útil ao sistema fotovoltaico para aproveitar os beneficios dun sistema solar e terá un papel cada vez máis importante para acelerar a substitución dos combustibles fósiles por enerxías renovables.A batería solar doméstica almacena a electricidade xerada a partir da enerxía solar e lánzaa ao operador no momento necesario.A enerxía de reserva da batería é unha alternativa ecolóxica e rendible aos xeradores de gas. Os que utilizan un sistema fotovoltaico para producir electricidade eles mesmos chegarán rapidamente aos seus límites.Ao mediodía, o sistema ofrece moita enerxía solar, só entón non hai ninguén na casa para usala.Pola noite, en cambio, é necesaria moita electricidade, pero entón o sol xa non brilla.Para compensar esta brecha de subministración, a electricidade significativamente máis cara é comprada ao operador da rede. Nesta situación, unha copia de seguridade da batería residencial é case inevitable.Isto significa que a electricidade non utilizada do día está dispoñible pola noite e pola noite.Así, a electricidade autoxerada está dispoñible durante todo o día e independentemente do tempo.Deste xeito, o uso da enerxía solar de produción propia increméntase ata o 80 %.O grao de autosuficiencia, é dicir, a proporción de consumo eléctrico cuberto polo sistema solar, aumenta ata o 60 %. Unha batería de respaldo residencial é moito máis pequena que un frigorífico e pódese montar nunha parede do lavadoiro.Os sistemas de almacenamento modernos conteñen unha gran cantidade de intelixencia que pode usar previsións meteorolóxicas e algoritmos de autoaprendizaxe para recortar o fogar ao máximo autoconsumo.Conseguir a independencia enerxética nunca foi tan fácil, aínda que a casa permaneza conectada á rede. Paga a pena o sistema de almacenamento de batería doméstico?Cales son os factores dos que dependen? O almacenamento residencial da batería é necesario para que unha casa alimentada con enerxía solar siga funcionando durante os cortes da rede e, sen dúbida, tamén funcionará pola noite.Pero do mesmo xeito, as baterías solares melloran a economía empresarial do sistema mantendo a enerxía eléctrica solar que, doutro xeito, sería ofrecida de volta á rede con perdas, só para redistribuír esa enerxía eléctrica ás veces cando a enerxía é máis custosa.O almacenamento da batería da casa protexe o propietario solar de fallos na rede e protexe a economía do sistema fronte ás modificacións nos marcos de prezos da enerxía. Se paga a pena investir ou non depende de varios factores: Nivel de custos de investimento. Canto menor sexa o custo por quilovatio-hora de capacidade, antes se pagará o sistema de almacenamento. Vida dabatería solar doméstica A garantía do fabricante de 10 anos é habitual na industria.Non obstante, asúmese unha vida útil máis longa.A maioría das baterías solares domésticas con tecnoloxía de iones de litio funcionan de forma fiable durante polo menos 20 anos. Cota de electricidade autoconsumida Canto máis o almacenamento solar aumente o autoconsumo, máis probable é que valga a pena. Custos de electricidade cando se compra na rede Cando os prezos da electricidade son elevados, os propietarios de sistemas fotovoltaicos aforran consumindo a electricidade autoxerada.Nos próximos anos, espérase que os prezos da electricidade sigan subindo, polo que moitos consideran que as baterías solares son un investimento sensato. Tarifas conectadas á rede Canto menos reciben os propietarios de sistemas solares por quilovatio-hora, máis paga para eles almacenar a electricidade en lugar de alimentala á rede.Durante os últimos 20 anos, as tarifas conectadas á rede diminuíron constantemente e seguirán facéndoo. Que tipos de sistemas de almacenamento de enerxía de batería domésticos están dispoñibles? Os sistemas domésticos de respaldo de batería ofrecen numerosos beneficios, entre eles a resistencia, o aforro de custos e a produción de electricidade descentralizada (tamén coñecida como "sistemas de enerxía distribuída no fogar").Entón, cales son as categorías de baterías solares domésticas?Como debemos escoller? Clasificación funcional por función de copia de seguridade: 1. Fonte de alimentación do SAI doméstico Este é un servizo de calidade industrial para a alimentación de reserva que requiren hospitais, salas de datos, goberno federal ou mercados militares para o funcionamento continuo dos seus dispositivos esenciais e tamén sensibles.Cunha fonte de alimentación do SAI, as luces da súa casa poden nin parpadear se a rede eléctrica falla.A maioría das casas non precisan nin pretenden pagar por este grao de fiabilidade, a non ser que estean executando equipos clínicos cruciais na súa casa. 2. Fonte de alimentación 'Interruptible' (backup completa da casa). O seguinte paso desde un UPS é o que chamaremos "fonte de alimentación interruptible" ou IPS.Un IPS sen dúbida permitirá que toda a túa casa siga funcionando con enerxía solar e baterías se a rede cae, pero seguramente experimentarás un curto período (un par de segundos) no que todo se pon negro ou gris na túa casa como sistema de respaldo. entra no equipo.Quizais necesites restablecer os teus reloxos electrónicos parpadeantes, pero ademais de iso poderás utilizar todos os teus electrodomésticos como o farías normalmente durante o tempo que duren as túas baterías. 3. Alimentación en situación de emerxencia (backup parcial). Algunhas funcións de enerxía de reserva funciona activando un circuíto de situación de emerxencia cando detecta que a rede diminuíu.Isto permitirá que os dispositivos de enerxía da casa vinculados a este circuíto, normalmente frigoríficos, luces, así como algunhas tomas eléctricas dedicadas, continúen a funcionar as baterías e/ou os paneis fotovoltaicos durante o tempo que dure o apagón.É máis probable que este tipo de copia de seguridade sexa unha das opcións máis populares, razoables e económicas para as casas de todo o mundo, xa que executar unha casa enteira cun banco de baterías esgotará rapidamente. 4. Sistema de almacenamento e solar parcial fóra da rede. Unha última opción que pode chamar a atención é un "sistema parcial fóra da rede".Cun sistema parcialmente fóra da rede, o concepto é producir unha área dedicada "fora da rede" da casa, que funcione continuamente cun sistema solar e de batería suficientemente grande para manterse sen extraer enerxía da rede.Deste xeito, os solares familiares necesarios (frigoríficos, luces, etc.) permanecen acesos aínda que a rede caia, sen ningún tipo de interrupción.Ademais, dado que as baterías solares e as baterías están dimensionadas para funcionar por si mesmas sen a rede, non habería necesidade de asignar o uso de enerxía a menos que se conecten dispositivos adicionais ao circuíto fóra da rede. Clasificación de Battery Chemistry Technology: Baterías de plomo-ácido como batería de respaldo residencial Baterías de plomo-ácidoson as baterías recargables máis antigas e a batería de menor custo dispoñible no mercado para o almacenamento de enerxía.Apareceron a principios do século pasado, nos anos 1900, e a día de hoxe seguen sendo as baterías preferidas en moitas aplicacións pola súa robustez e baixo custo. As súas principais desvantaxes son a súa baixa densidade enerxética (son pesadas e voluminosas) e a súa curta vida útil, ao non aceptar un gran número de ciclos de carga e descarga, as baterías de chumbo-ácido requiren un mantemento regular para equilibrar a química da batería, polo que as súas características facelo inadecuado para descargas de media a alta frecuencia ou para aplicacións que duran 10 anos ou máis. Tamén teñen a desvantaxe da baixa profundidade de descarga, que normalmente se limita ao 80% en casos extremos ou ao 20% no funcionamento normal, para unha vida útil máis longa.A descarga excesiva degrada os electrodos da batería, o que reduce a súa capacidade para almacenar enerxía e limita a súa vida útil. As baterías de chumbo-ácido requiren un mantemento constante do seu estado de carga e deben almacenarse sempre no seu estado máximo de carga mediante a técnica de flotación (mantemento da carga cunha pequena corrente eléctrica, suficiente para cancelar o efecto de autodescarga). Estas baterías pódense atopar en varias versións.As máis comúns son as baterías ventiladas, que usan electrólitos líquidos, as baterías de xel reguladas por válvulas (VRLA) e as baterías con electrólitos incrustados nunha alfombra de fibra de vidro (coñecida como AGM – absorbent glass mat), que teñen un rendemento intermedio e un custo reducido en comparación coas baterías de xel. As baterías reguladas por válvulas están practicamente seladas, o que evita a fuga e o secado do electrólito.A válvula actúa na liberación de gases en situacións de sobrecarga. Algunhas baterías de chumbo-ácido desenvólvense para aplicacións industriais estacionarias e poden aceptar ciclos de descarga máis profundos.Tamén hai unha versión máis moderna, que é a batería de chumbo-carbono.Os materiais a base de carbono engadidos aos electrodos proporcionan maiores correntes de carga e descarga, maior densidade de enerxía e maior vida útil. Unha vantaxe das baterías de chumbo-ácido (en calquera das súas variacións) é que non precisan dun sofisticado sistema de xestión de carga (como é o caso das baterías de litio, que veremos a continuación).As baterías de chumbo teñen moito menos probabilidades de incendiarse e explotar cando se sobrecargan porque o seu electrólito non é inflamable como o das baterías de litio. Ademais, unha lixeira sobrecarga non é perigosa neste tipo de baterías.Incluso algúns controladores de carga teñen unha función de ecualización que sobrecarga lixeiramente a batería ou o banco de baterías, o que fai que todas as baterías cheguen ao estado de carga completa. Durante o proceso de ecualización, as baterías que finalmente se cargan por completo antes que as outras terán a súa tensión lixeiramente aumentada, sen risco, mentres que a corrente circula normalmente pola asociación en serie de elementos.Deste xeito, podemos dicir que as baterías de chumbo teñen a capacidade de igualarse de forma natural e pequenos desequilibrios entre as baterías dunha batería ou entre as baterías dun banco non ofrecen ningún risco. Rendemento:A eficiencia das baterías de chumbo-ácido é moito menor que a das baterías de litio.Aínda que a eficiencia depende da taxa de carga, normalmente asúmese unha eficiencia de ida e volta do 85%. Capacidade de almacenamento:As baterías de chumbo-ácido veñen nunha gama de voltaxes e tamaños, pero pesan 2-3 veces máis por kWh que o fosfato de ferro de litio, dependendo da calidade da batería. Custo da batería:As baterías de chumbo-ácido son un 75% menos caras que as baterías de fosfato de ferro e litio, pero non te deixes enganar polo baixo prezo.Estas baterías non se poden cargar ou descargar rapidamente, teñen unha vida útil moito máis curta, non teñen un sistema de xestión de batería protectora e tamén poden requirir mantemento semanal.Isto dá como resultado un custo xeral por ciclo superior ao razoable para reducir os custos de enerxía ou soportar electrodomésticos pesados. Baterías de litio como batería de respaldo residencial Actualmente, as baterías de maior éxito comercial son as de iones de litio.Despois de aplicar a tecnoloxía de iones de litio aos dispositivos electrónicos portátiles, entrou nos campos das aplicacións industriais, sistemas de enerxía, almacenamento de enerxía fotovoltaica e vehículos eléctricos. Baterías de iones de litiosupera a moitos outros tipos de baterías recargables en moitos aspectos, incluíndo a capacidade de almacenamento de enerxía, o número de ciclos de traballo, a velocidade de carga e a rendibilidade.Actualmente, o único problema é a seguridade, os electrólitos inflamables poden incendiarse a altas temperaturas, o que require o uso de sistemas electrónicos de control e vixilancia. O litio é o máis lixeiro de todos os metais, ten o maior potencial electroquímico e ofrece maiores densidades de enerxía volumétrica e de masa que outras tecnoloxías coñecidas de baterías. A tecnoloxía de ións de litio permitiu impulsar o uso de sistemas de almacenamento de enerxía, principalmente asociados a fontes de enerxía renovables intermitentes (solar e eólica), e tamén impulsou a adopción dos vehículos eléctricos. As baterías de ión-litio utilizadas en sistemas de enerxía e vehículos eléctricos son de tipo líquido.Estas baterías usan a estrutura tradicional dunha batería electroquímica, con dous electrodos inmersos nunha solución de electrólito líquido. Os separadores (materiais illantes porosos) utilízanse para separar mecánicamente os electrodos ao tempo que permiten o libre movemento dos ións a través do electrólito líquido. A principal característica dun electrólito é permitir a condución da corrente iónica (formada por ións, que son átomos con exceso ou falta de electróns), mentres non permite o paso dos electróns (como ocorre nos materiais condutores).O intercambio de ións entre electrodos positivos e negativos é a base para o funcionamento das baterías electroquímicas. A investigación sobre baterías de litio remóntase á década de 1970, e a tecnoloxía madurou e comezou a usarse comercialmente ao redor da década de 1990. As baterías de polímero de litio (con electrólitos de polímero) utilízanse agora en teléfonos con batería, ordenadores e varios dispositivos móbiles, substituíndo ás antigas baterías de níquel-cadmio, cuxo principal problema é o "efecto memoria" que reduce gradualmente a capacidade de almacenamento.Cando a batería está cargada antes de que se descargue completamente. En comparación coas baterías de níquel-cadmio máis antigas, especialmente as baterías de chumbo-ácido, as baterías de iones de litio teñen unha maior densidade de enerxía (almacena máis enerxía por volume), teñen un coeficiente de autodescarga máis baixo e poden soportar máis cargas e o número de ciclos de descarga. , o que significa unha longa vida útil. Ao redor da década de 2000, as baterías de litio comezaron a utilizarse na industria do automóbil.Ao redor de 2010, as baterías de iones de litio gañaron interese no almacenamento de enerxía eléctrica en aplicacións residenciais esistemas de almacenamento de enerxía (ESS) a gran escala, principalmente debido ao aumento do uso de fontes de enerxía en todo o mundo.Enerxías renovables intermitentes (solar e eólica). As baterías de ión-litio poden ter diferentes rendementos, vida útil e custos, dependendo de como se fabriquen.Propuxéronse varios materiais, principalmente para electrodos. Normalmente, unha batería de litio consta dun electrodo metálico a base de litio que forma o terminal positivo da batería e un electrodo de carbono (grafito) que forma o terminal negativo. Segundo a tecnoloxía utilizada, os electrodos baseados en litio poden ter diferentes estruturas.Os materiais máis utilizados para a fabricación de baterías de litio e as principais características destas son as seguintes: Óxidos de litio e cobalto (LCO):Alta enerxía específica (Wh/kg), boa capacidade de almacenamento e vida útil satisfactoria (número de ciclos), axeitado para dispositivos electrónicos, a desvantaxe é a potencia específica (W/kg) Pequena, reducindo a velocidade de carga e descarga; Óxidos de litio e manganeso (OVM):permiten altas correntes de carga e descarga con baixa enerxía específica (Wh/kg), o que reduce a capacidade de almacenamento; Litio, níquel, manganeso e cobalto (NMC):Combina as propiedades das baterías LCO e LMO. Ademais, a presenza de níquel na composición axuda a aumentar a enerxía específica, proporcionando unha maior capacidade de almacenamento.Pódense empregar níquel, manganeso e cobalto en diferentes proporcións (para soportar unha ou outra) segundo o tipo de aplicación.En xeral, o resultado desta combinación é unha batería con bo rendemento, boa capacidade de almacenamento, longa duración e baixo custo. Litio, níquel, manganeso e cobalto (NMC):Combina características das baterías LCO e LMO.Ademais, a presenza de níquel na composición axuda a aumentar a enerxía específica, proporcionando unha maior capacidade de almacenamento.Níquel, manganeso e cobalto pódense empregar en diferentes proporcións, segundo o tipo de aplicación (para favorecer unha característica ou outra).En xeral, o resultado desta combinación é unha batería con bo rendemento, boa capacidade de almacenamento, boa vida útil e custo moderado.Este tipo de batería foi moi utilizada nos vehículos eléctricos e tamén é apta para sistemas estacionarios de almacenamento de enerxía; Fosfato de ferro de litio (LFP):A combinación LFP proporciona ás baterías un bo rendemento dinámico (velocidade de carga e descarga), unha vida útil prolongada e unha maior seguridade debido á súa boa estabilidade térmica.A ausencia de níquel e cobalto na súa composición reduce o custo e aumenta a dispoñibilidade destas baterías para a fabricación en masa.Aínda que a súa capacidade de almacenamento non é a máis elevada, foi adoptada polos fabricantes de vehículos eléctricos e sistemas de almacenamento de enerxía polas súas múltiples características vantaxosas, sobre todo o seu baixo custo e boa robustez; Litio e titanio (LTO):O nome refírese a baterías que teñen titanio e litio nun dos electrodos, substituíndo o carbono, mentres que o segundo electrodo é o mesmo que se usa noutro dos tipos (como NMC - litio, manganeso e cobalto).A pesar da baixa enerxía específica (o que se traduce nunha reducida capacidade de almacenamento), esta combinación ten un bo rendemento dinámico, unha boa seguridade e unha vida útil moito maior.As baterías deste tipo poden aceptar máis de 10.000 ciclos de funcionamento ao 100% de profundidade de descarga, mentres que outros tipos de baterías de litio aceptan uns 2.000 ciclos. As baterías LiFePO4 superan ás baterías de chumbo-ácido cunha estabilidade de ciclo extremadamente alta, densidade de enerxía máxima e peso mínimo.Se a batería se descarga regularmente a partir do 50% do DOD e despois se carga completamente, a batería LiFePO4 pode realizar ata 6.500 ciclos de carga.Polo tanto, o investimento extra paga a longo prazo e a relación prezo/rendemento segue sendo inmellorable.Son a opción preferida para o uso continuo como baterías solares. Rendemento:Cargar e soltar a batería ten unha eficacia do ciclo total do 98 % mentres se carga rapidamente e tamén se libera en marcos de tempo de menos de 2 horas, e aínda máis rápido para unha vida útil reducida. Capacidade de almacenamento: unha batería de fosfato de ferro de litio pode ter máis de 18 kWh, que ocupa menos espazo e pesa menos que unha batería de chumbo-ácido da mesma capacidade. Custo da batería: O fosfato de ferro de litio tende a custar máis que as baterías de chumbo-ácido, aínda que adoita ter un custo de ciclo inferior como resultado dunha maior lonxevidade.