¿Qué tan eficiente es un sistema de almacenamiento de energía con batería de 15,36 kWh?

La batería de 15,36 kWh capta energía del sol para proporcionar energía nocturna o fuera de hora punta. Esta batería también tiene la capacidad de proporcionar energía de respaldo. Recuerda que la capacidad nominal de la batería no es la energía total que se suministrará a los electrodomésticos. La energía real suministrada está influenciada por la batería, inversor, sistema de gestión de baterías, temperatura, cableado, perfil de carga y estado de carga.

Para tener una idea adecuada de la eficiencia de una batería de 15,36 kWh, hay que evaluar todo el flujo de energía — desde la carga hasta el almacenamiento, luego desde la descarga de corriente continua hasta finalmente el suministro de energía de corriente alterna.

¿Qué representa realmente una batería con una potencia de 15,36 kWh?

Dada una aplicación de almacenamiento, esta batería puede almacenar un máximo de 15,36 kWh.

Para elaborar mejor los conceptos anteriores, tenemos en cuenta cuatro valores diferentes de 'capacidad de batería'.

1. La capacidad nominal se refiere al límite máximo de capacidad de batería definido teóricamente.

2. La capacidad utilizable es la capacidad de la batería disponible para la extracción de energía según los límites del estado de carga.

3. La energía DC entregada es la energía que queda tras la pérdida de la batería, el BMS y los cables.

4. La energía de CA entregada es la energía disponible para las cargas tras las pérdidas del inversor y los auxiliares.

Por lo tanto, podemos decir que una batería de 15,36 kWh rara vez suministra la cantidad nominal completa de electricidad AC utilizable de 15,36 kWh.

¿Cómo se calcula la eficiencia del sistema de baterías?

La eficiencia de almacenamiento de energía compara la energía suministrada por el sistema con la energía originalmente utilizada para cargarlo.

Eficiencia del sistema = Energía entregada ÷ Energía de carga × 100%

Si 15 kWh entran en el sistema de almacenamiento y posteriormente se suministran 14,25 kWh a la carga, la eficiencia medida es del 95%.

Diferentes cifras de eficiencia pueden cubrir distintos límites de equipo.

Medición de eficiencia	Componentes incluidos	Propósito principal
Eficiencia de la celda	Solo celdas de batería	Evalúa el rendimiento electroquímico
Eficiencia de corriente continua en baterías	Células, BMS y conductores internos	Medidas de carga y descarga en CC
Eficiencia del inversor	Equipos de conversión de potencia	Mide la conversión de CC a CA
Eficiencia de ida y vuelta	Proceso de carga y descarga	Evalúa la recuperación completa de energía
Eficiencia global del sistema	Batería, inversor y dispositivos auxiliares	Estima el rendimiento práctico en el sitio

El SANDISOLAR SD ESS de alto voltajeespecifica una eficiencia del sistema de al menos el 97% bajo condiciones de funcionamiento definidas. La eficiencia real del sitio puede variar según la configuración del inversor, la demanda de carga, la temperatura, el cableado y los límites de medición.

¿Dónde ocurre la pérdida de energía?

Existen varias causas de pérdida de energía en un sistema de baterías de 15,36 kWh.

•La resistencia interna de una célula genera calor porque la energía se disipa cada vez que la célula se carga o descarga.

• Sistema de Gestión de Baterías (BMS): El BMS consume energía para monitorizar y gestionar el estado de cada célula de batería, incluyendo el equilibrio y la protección de las celdas en relación con el voltaje, corriente y temperatura de la celda.

• Pérdida del inversor: Cada vez que la energía dentro de la batería se convierte de CC a CA, se pierde energía.

• Pérdida de cables: Los terminales de cables largos pueden causar pérdidas de energía en forma de calor.

• Pérdida de espera: El inversor, la pantalla y otros dispositivos de comunicación y monitorización en estado de espera consumen algo de energía.

• Gestión térmica: Si existen condiciones de funcionamiento extremas, el uso opcional de equipos adicionales de calefacción y/o refrigeración puede disminuir aún más la energía neta utilizable.

• Balanceo de celdas: El proceso de balanceo puede desperdiciar pequeñas cantidades de energía en la corrección de diferencias de voltaje entre los módulos.

Por qué importa la arquitectura de alta tensión

El SANDISOLAR SD Highvoltage ESS utiliza una plataforma de voltaje que va desde 153,6V hasta 409,6V. Sus configuraciones modulares cubren capacidades que van desde 15,36 kWh hasta 40,96 kWh.

Para la misma potencia de salida, aumentar la tensión del sistema reduce la corriente de funcionamento.

Potencia de salida	Voltaje de la batería	Corriente aproximada
6kW	48V	125A
6kW	153,6V	39A
6kW	307.2V	20A

Debido a que las pérdidas de conductores se ven fuertemente afectadas por la corriente, una batería compatible de alta tensión de 15,36 kWh puede ayudar a limitar las pérdidas relacionadas con el calor y los cables en aplicaciones de potencia media y alta.

La capacidad de entrega de energía de un sistema de baterías de 15,36 kWh puede verse influenciada por varias características que incluyen:

•Menor corriente: Suministrar energía a una corriente más baja puede ayudar a minimizar las pérdidas debidas a la resistencia.

• Efectos térmicos gestionados: La menor temperatura de los cables y conectores puede permitir que el sistema funcione de forma más estable.

• Escalabilidad: Los módulos apilables ayudan a diseñar soluciones con diferentes voltajes y capacidades según los requisitos del proyecto.

• Compatibilidad con inversores: Los inversores de alto voltaje pueden ayudar a controlar la carga y descarga de la batería dentro del rango de funcionamiento permitido de la batería.

Para sistemas de alta tensión, se requieren dispositivos adecuados de aislamiento y protección, así como puesta en marcha e instalación, que deben ser realizados por personal cualificado.

¿Cuál es la capacidad de entrega de energía de una batería de 15,36 kWh?

La siguiente tabla muestra estimaciones simplificadas de la producción en diferentes niveles de eficiencia.

Eficiencia asumida	Energía estimada entregada
90%	13,82kWh
92%	14,13 kWh
95%	14,59 kWh
97%	14,90 kWh

Los cálculos mencionados no incluyen una reserva protegida por estado de carga. Suponiendo un funcionamiento del sistema del 90% de la capacidad nominal y una eficiencia total del sistema del 95%, tenemos:

15,36 kWh x 90% x 95% = 13,13 kWh (aprox.)

Esta aproximación ayuda a estimar el tiempo de funcionamiento de un aparato y/o el tiempo de respaldo.

Factores de eficiencia en el mundo real

Perfil de carga

• Cargas continuas moderadas: Las cargas continuas estables ayudan a que la batería y el inversor funcionen en el rango más eficiente.

• Cargas muy ligeras: El consumo fijo en espera podría representar una mayor parte del consumo total de energía.

• Cargas de arranque elevadas: Las bombas, compresores y unidades de aire acondicionado son ejemplos de equipos que consumen una corriente de arranque significativamente mayor que la corriente de circulación. El efecto es un aumento de las pérdidas en el sistema.

Temperatura de funcionamiento

El SD High-Voltage ESS está diseñado para funcionar en el rango de -20°C a 55°C según los ajustes y límites del sistema.

• Bajas temperaturas: Para evitar dañar las celdas de la batería, la corriente de carga es limitada.

• Calefacción auxiliar: Esta función opcional ayuda a funcionar en el rango de engranajes pero aumenta el consumo energético.

• Altas temperaturas: El aumento de la resistencia y el estrés térmico pueden causar una disminución de la eficiencia y un mayor envejecimiento de la batería.

Estado de Responsabilidad (SOC)

• Rango de funcionamiento protegido: Este es el SOC óptimo para evitar sobrecarga y sobredescarga.

• Descarga profunda: Esto puede aumentar la disponibilidad de energía durante una mayor duración de respaldo, pero puede afectar al rendimiento de la batería durante un ciclo más largo.

• Alto SOC a largo plazo: Esto puede contribuir a la pérdida permanente de rendimiento de la batería.

Comunicación y gestión energética

La batería SANDISOLAR de 15,36 kWh está diseñada para funcionar usando protocolos de comunicación CAN y RS485 con opción de WiFi.

• Comunicación CAN: Esto permite compartir información sobre SOC, voltaje, límites de corriente, temperatura y estado de fallo con un inversor compatible.

• Comunicación RS485: Esto permite la integración de otros equipos, la recogida de datos y el control del sistema.

• Monitorización WiFi: Las características disponibles para los operadores son el flujo de energía, el estado de la batería, las alarmas y el historial de operaciones.

Existen integraciones para algunas plataformas de inversores como Growatt, Solis y DEYE. Se requiere confirmación del modelo exacto del inversor, firmware, rango de voltaje y protocolo de comunicación antes de la instalación.

Eficiencia a lo largo del ciclo de vida de la batería

SANDISOLAR especifica hasta 6.000 ciclos y una vida útil diseñada de al menos 10 años para el SD de alto voltaje ESS bajo condiciones de funcionamiento definidas.

La capacidad y la eficiencia deben evaluarse por separado. Una batería puede seguir convirtiendo energía de forma eficiente mientras su capacidad total disponible disminuye gradualmente con la edad.

Factores para la longevidad óptima a largo plazo de la batería

• Profundidad de descarga: Ciclar frecuentemente hasta profundidades moderadas puede causar menos daños que el ciclado frecuente hasta niveles máximos y mínimos de carga.

•Temperatura: Los efectos del envejecimiento en la célula pueden ser más uniformes y controlables con la prevención de temperaturas extremas de funcionamiento.

• Carga y tasa de descarga: La corriente controlada ayuda a generar calor.

• Consistencia de celdas: La coincidencia de módulos y el BMS activo puede ayudar a superar cualquier desequilibrio en la pila.

• Inspección preventiva: Revisar cables, conectores, registros de comunicación y ventilación para identificar pérdidas que puedan evitarse.

Formas de mejorar la eficiencia de una batería de 15,36 kWh

• Elegir un inversor correspondiente: El inversor debe tener un rango de voltaje, corriente de carga correspondiente y estar de acuerdo con la batería en cuanto al firmware y los protocolos de comunicación.

• Elige el tamaño correcto del cable: El tamaño correcto del conductor ayuda a reducir la resistencia y asegurar las conexiones ayuda a disminuir las caídas de tensión.

• Evitar conversiones innecesarias: Para evitar el ciclo de la batería, se puede usar energía solar directamente durante el día.

• Cargas de control en espera: Deben considerarse pantallas innecesarias (LED o LCD) y comunicaciones, así como dispositivos auxiliares.

• Control de la temperatura de funcionamiento: El área de instalación debe ser estable (seca) y estar ventilada.

• Analizar datos operativos: El registro frecuente del estado de carga, corriente, temperatura, alarmas y la energía procesada diariamente puede ayudar a identificar problemas.

Palabras finales

Un sistema correctamente coordinado puede ayudar a lograr un alto nivel de almacenamiento útil de energía con una batería de 15,36 kWh. La eficiencia ≥ del 97% del SANDISOLAR SD High-Voltage ESS puede lograrse con una configuración adecuada. La salida real de la corriente alterna puede variar según la configuración del sistema completo.

Para el usuario, comprender el almacenamiento utilizable, la eficiencia, las copias de seguridad y las condiciones operativas puede aportar valor. Una batería de 15,36 kWh correctamente configurada puede soportar autoconsumo solar, desplazamiento de carga y energía de respaldo, mientras sigue siendo ampliable gracias a la arquitectura apilable de alto voltaje de SANDISOLAR.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Por qué una batería de alto voltaje es más eficiente?

Las baterías funcionan de forma más eficiente a un voltaje más alto porque reducen el tamaño y peso del cableado, así como las pérdidas de potencia resistiva.

P2: ¿Cuánta energía útil proporciona una batería de 15,36 kWh?

La energía útil de la batería está influida por el límite de descarga, la temperatura, los ajustes y la eficiencia del inversor.

P3: ¿Qué significa una eficiencia de batería del 97%?

Esto significa que, bajo ciertas condiciones de prueba, hasta el 97% de la energía de entrada medida posiblemente se almacena o entrega.

P4: ¿Puede una batería de 15,36 kWh alimentar toda una casa?

Potencialmente sí, pero solo puede alimentar una casa siempre que el consumo total de energía y la potencia del inversor no superen los límites.

P5: ¿Cuánto tiempo puede una batería de 15,36 kWh proporcionar energía de respaldo?

La respuesta a esta pregunta depende de la carga conectada a la batería. El tiempo de respaldo está determinado por el consumo energético de la carga.