Evolución de los sistemas de almacenamiento de energía en batería (BESS)

Un sistema de almacenamiento de energía en batería es algo más que una batería. El BESS está compuesto por un inversor bidireccional que conecta la batería a una red eléctrica. El inversor bidireccional permite que la energía fluya en ambas direcciones para cargar y descargar las baterías. De este modo, se posibilita la red y los servicios auxiliares, como la regulación de la frecuencia y el desplazamiento de la carga, así como la gestión de los excedentes de la planta solar.

El físico italiano Alessandro Volta fue el responsable del descubrimiento de la batería química. Descubrió en el año 1800 la primera batería capaz de producir una corriente eléctrica regular y continua en el tiempo. Fue la conocida pila voltaica. Hasta el día de hoy, cuando el mundo de la acumulación ha dado un giro de 360 grados.

Una de las partes más importantes para poder gestionar la energía acumulada en dichas baterías son los sistemas BESS (Battery Energy Storage System; sistemas de almacenamiento de energía en batería), que, además de mantener y cuidar las baterías, son los encargados junto con la fotovoltaica de gestionar el conjunto de los elementos que conforman la instalación hibrida para aportar al cliente una solución fiable.

Estos sistemas BESS pueden ofrecernos diferentes funciones con un mismo equipo, por ejemplo, la gestión del peak shaving, gestión de horarios (time-shifting), gestión de la frecuencia, control de la reactiva, etc.

 

Sistemas BESS
Un sistema de almacenamiento de energía en batería es algo más que una batería. El BESS está compuesto por un inversor bidireccional que conecta la batería a una red eléctrica, como se muestra en la figura 1. El inversor bidireccional permite que la energía fluya en ambas direcciones para cargar y descargar las baterías. De este modo, se posibilita la red y los servicios auxiliares, como la regulación de la frecuencia y el desplazamiento de la carga, así como la gestión de los excedentes de nuestra planta solar. 

La química de las baterías compatibles con los BESS ha evolucionado. En la actualidad, las baterías de iones de litio están sustituyendo a las tradicionales baterías de NiCad y plomo en los sistemas UPS. Esta sustitución ha sido impulsada por los recientes y continuos descensos del coste de las baterías de iones de litio (alrededor del 79% desde 2010), junto con la mejora de las características técnicas. 

En comparación con las químicas tradicionales, las baterías de iones de litio tienen mayores densidades de potencia y energía. No tienen efecto memoria, por lo que no es necesario cargarlas durante 10-12 horas inicialmente, y pueden recargarse en cualquier momento, desde cualquier estado de carga. Además, la tasa de autodescarga del Li-ion es muy baja, en torno al 8% durante el primer mes y al 2% durante los meses siguientes. 

Por el contrario, las pilas de NiCad y plomo-ácido tienen una tasa de autodescarga de alrededor del 20-30% al mes. Por último, una característica convincente de la química del ion-litio es una vida útil más larga que la de las baterías de NiCad y plomo-ácido. 

En consecuencia, un BESS permite múltiples funciones, como, por ejemplo:

• Regulación de la frecuencia y la tensión primarias 
• Seguimiento de la carga 
• Cambio de tiempo de la energía eléctrica 
• Desplazamiento temporal de la energía renovable 
• Reforzamiento de la capacidad de las energías renovables. 
• Gestión de Reactiva. 
• Gestión de excedentes FV. 

 

Time-shifting de energía eléctrica
Para las aplicaciones C&I, uno de los casos de uso más atractivos es el time-shifting de energía eléctrica. En el caso de un consumidor industrial que necesita energía las 24 horas del día, las tarifas de la red suelen variar durante el día y la noche. La integración de un BESS puede ofrecer la oportunidad de un considerable ahorro de costes energéticos. 

El concepto es cargar las baterías durante las horas valle (cuando los costes de la electricidad son más bajos) y descargar esta energía para satisfacer la demanda interna en las horas punta (cuando los costes de la electricidad son más altos). En este caso de uso, hay que tener en cuenta algunas variables clave en el análisis financiero, que son:

1. Los precios horarios de la electricidad
2. La eficiencia de ida y vuelta
3. La duración de la descarga. 

 

Las soluciones de Riello Solartech
Riello Solartech, desde hace más de 6 años, lleva fabricando sistemas BESS basados en la tecnología que usa la matriz de la empresa, Riello UPS, reconocido fabricante de UPS a nivel mundial. 

 

Conexión a los precios del OMIE
El sistema BESS fabricado Riello, denominado HBS (Hybrid Battery Storage), es un sistema híbrido -desde 10 kW hasta 6,4 MW- que denominamos un ‘gestor’ de la instalación del cliente. Este equipo no solo realiza la función de carga y descarga de baterías, sino que además, y gracias a su inteligencia artificial, es capaz de gestionar el sistema del cliente de forma autónoma, incluso decidiendo en qué momento es más económico cargar o descargar baterías, gracias a su conexión a los precios del OMIE. 

El HBS es compatible con múltiples tipos de acumuladores de energía, lo que permite elegir la solución adecuada para cada aplicación: baterías de plomo-ácido, supercaps, así como baterías de litio y de vehículos eléctricos de segunda vida

 

Proyecto Sirius
Uno de los proyectos más interesantes que ha realizado Riello Solartech durante 2021, y de la mano de Cegasa como fabricante de baterías de litio (Ebicks), ha sido la instalación realizada en las instalaciones de uno de los mayores fabricantes de cargadores de coche, Wallbox. 

Denominado como proyecto Sirius (https://wallbox.com/es_es/gestion-energetica/gestion-de-energia-sirius), esta solución pionera de gestión energética integra a la perfección la red eléctrica con las fuentes de energía renovable de la empresa, las baterías, el sistema HBS y la red eléctrica. Al mismo tiempo, las equilibra en tiempo real para cubrir la demanda de energía del edificio mientras optimiza los costes de energía y el impacto ambiental. 

Gracias al sistema HBS, que es bidireccional, también puede trabajar en conjunto con Quasar, el cargador bidireccional de Wallbox, lo que permite a los edificios utilizar una flota de vehículos eléctricos como fuente adicional de energía. 

Más información sobre el HBS (Hybrid Battery Storage) de Riello Solartech: www.riello-solartech.es/download/DATHBSX0Y21LSES.pdf