Instalación de sistemas de almacenamiento de energía residencial: una guía práctica para la energía doméstica

Una instalación de un sistema de almacenamiento de energía residencial conecta baterías, inversores, paneles solares, cargas domésticas y, a veces, la red eléctrica dentro de un sistema energético coordinado. Esta tecnología almacena energía para que la energía solar o, alternativamente, la energía de la red fuera de las horas punta pueda utilizarse cuando la demanda aumenta, cuando la generación solar disminuye o incluso en caso de un corte de electricidad.

Cuando se trata de la instalación de un Sistema de Almacenamiento de Energía Residencial, simplemente seleccionar el tamaño de tu batería no es suficiente. Deben considerarse al unísono una multitud de factores como la demanda de carga, la salida del inversor, la química de la batería, la protección eléctrica, la ubicación preferida de instalación, los protocolos de comunicación y los ajustes operativos.

SANDISOLAR considera que el primer paso en el proceso de instalación es analizar el consumo energético del hogar y el propósito previsto del sistema de almacenamiento.

¿Qué incluye un Sistema de Almacenamiento de Energía Residencial?

Un sistema de almacenamiento suele estar compuesto por unos pocos componentes básicos.

• Módulos de batería, que se utilizan para almacenar electricidad de corriente continua para uso futuro, autoconsumo o para gestionar el coste energético en el tiempo de uso.

• Un sistema de gestión de baterías monitoriza el voltaje, corriente, temperatura, límites de funcionamiento y estado de carga de la celda.

• Los inversores híbridos gestionan el flujo de energía solar así como la energía contenida en la batería, la carga y la red, tras cambiar la energía de CC a CA.

• Un panel solar produce energía que puede ser utilizada por el hogar o para cargar las baterías.

• Un sistema de gestión energética controla la carga y descarga del sistema, limita las exportaciones de energía y determina la prioridad de las cargas.

•Los dispositivos de protección incluyen interruptores automáticos, fusibles, interruptores de desconexión, dispositivos de protección contra sobretensiones y equipos de toma de tierra.

• Una plataforma de monitorización indica el estado de la batería, la producción de energía solar y el consumo doméstico, e informa al usuario sobre una alarma en funcionamiento.

Dependiendo del propósito, la instalación del Sistema de Almacenamiento de Energía Residencial puede permitir la conexión a la red, respaldo, cero exportación, fuera de la red o incluso completamente fuera de la red.

Paso 1: Determinar la demanda real de electricidad

El diseño debería basarse en datos de consumo y no en el tamaño de la casa. El consumo diario puede estimarse mediante las facturas de servicios donde se pueden indicar los kilovatios hora utilizados.

• Generalmente priorizó cargas de respaldo: frigoríficos, iluminación, routers, bombas y algunos enchufes.

• Demanda de potencia de punta: La salida del inversor estará determinada por el funcionamiento simultáneo de los distintos aparatos.

• Subida de tensión: Los aires acondicionados, bombas y otros dispositivos similares tendrán una sobretensión al encenderse.

• Tiempo de respaldo requerido: La expectativa de cuánto tiempo se usará la reserva determinará el tamaño de la capacidad útil de la batería.

Una vivienda con un consumo energético total de 20 kWh al día normalmente tendrá un requerimiento energético esencial diario de 5-8 kWh. Para ayudar a evitar el sobredimensionamiento del sistema, es importante diferenciar entre el consumo total de energía y la demanda energética crítica.

Paso 2: Alineación de la batería, inversor y capacidad solar

La instalación de un Sistema de Almacenamiento de Energía Residencial depende de la compatibilidad eléctrica y de comunicación de los principales componentes del sistema.

Factor de diseño	Pregunta principal	Consideración práctica
Capacidad de la batería	¿Cuál es el almacenamiento de energía necesario?	Determinar las cargas necesarias y la duración deseada de operación
Salida del inversor	¿Cuál es el consumo energético requerido?	Consideremos la demanda habitual de potencia y la corriente de arranque de los motores
Voltaje de la batería	¿Cuál es el diseño de sistema preferido?	Identificar si el sistema está diseñado para baja o alta tensión
Entrada PV	¿Cuál es la energía solar necesaria para cargar el sistema?	Mantente dentro de los límites de voltaje y corriente MPPT del inversor
Salida de respaldo	¿Cuál es la potencia requerida para los circuitos seleccionados?	Depende de los requisitos de distribución de carga del sistema
Expansión	¿Cuál es la capacidad necesaria para almacenamiento adicional de energía?	Identificar la compatibilidad requerida entre módulo, firmware y BMS

La capacidad de la batería se mide en kilovatios-hora, mientras que la salida del inversor se mide en kilovatios. Estos valores cumplen funciones diferentes y no deben seleccionarse como si fueran intercambiables.

Paso 3: Elige un lugar de instalación adecuado

La selección del lugar para la instalación afecta al control de temperatura del equipo, la vida útil esperada del equipo y la facilidad de mantenimiento del equipo.

• Control de temperatura: El equipo debe mantenerse dentro de los límites de temperatura especificados por el fabricante para evitar dañar el equipo.

• Flujo de aire: Es necesario proporcionar suficiente flujo de aire al inversor, ya que generará calor en condiciones normales de funcionamiento.

•Agua: Equipos como baterías y otros componentes eléctricos deben protegerse del contacto con el agua, incluyendo inundaciones, condensación y contacto directo.

• Soporte: Las paredes y suelos del sitio deben diseñarse para el peso de todo el sistema de baterías y para el método de fijación del sistema de baterías a la pared y al suelo.

•Acceso: Los técnicos deben poder acceder a todos los cables, terminales, puertos y dispositivos del sistema.

•Impacto: Todo el equipo debe estar situado fuera del alcance de los niños y alejado de donde pueda ser impactado accidentalmente por vehículos.

Siempre que cumplan con las especificaciones del producto y cumplan con las normativas eléctricas locales, los garajes, cuartos de servicios, salas de equipos y recintos exteriores homologados pueden ser lugares de instalación potencialmente adecuados.

Paso 4: Establecer conexiones eléctricas y de comunicación

A continuación se presentan los ejemplos de una instalación profesional de un Sistema de Almacenamiento de Energía Residencial:

• Cableado de batería: Los cables de corriente continua deben ajustarse a la corriente, el voltaje a transportar, la longitud del cable y las especificaciones del dispositivo de protección.

• Conexión fotovoltaica: Las cadenas solares deben estar dentro del rango MPPT del inversor.

• Conexión de CA: El inversor puede estar conectado al cuadro principal de distribución, a un cuadro de carga de respaldo o a un circuito dedicado.

• Instalación de TC o contador: Los sensores de corriente miden el flujo bidireccional de corriente hacia y desde la red y también la corriente de consumo del hogar.

• Comunicación BMS: Los datos relacionados con la batería pueden transmitirse al inversor mediante protocolos de comunicación CAN y RS485.

• Puesta a tierra y protección: Las protecciones contra sobretensiones y sobrecorrientes y la puesta a tierra pueden limitar los riesgos asociados a la instalación.

Terminales flojos, polaridad incorrecta, sensores CT colocados en orden inverso y ajustes de comunicación desajustados pueden provocar un funcionamiento inestable y alarmas.

Paso 5: Establecer el modo de funcionamiento deseado

Las opciones definidas en esta sección deberían ayudar a alcanzar los objetivos energéticos del propietario.

• Modo de autoconsumo: Las cargas se suministran primero con energía solar y luego se recarga la batería.

• Modo de horario de uso: La actividad de la batería se programa de acuerdo con las tarifas de tiempo de uso definidas.

• Modo de respaldo: La reserva de batería se mantiene disponible durante el tiempo de uso definido.

• Modo de exportación cero: La salida del inversor está limitada para evitar cualquier exportación a la red.

• Modo fuera de la red: Las cargas son suministradas por energía solar y baterías y, opcionalmente, por un generador sin soporte continuo de la red.

Los modos de funcionamiento adecuados permiten al propietario gestionar el almacenamiento de energía sin necesidad de cambiar los ajustes constantemente.

Puesta en servicio y mantenimiento

Lo siguiente debe ser realizado por el instalador antes de la transferencia: pruebas de todas las rutinas de carga y descarga, transferencia de respaldo de batería, todas las interfaces y portales, puesta a tierra, todos los dispositivos de protección y comunicación BMS.

El mantenimiento rutinario puede incluir:

• Inspección visual: revisar todos los componentes internos y externos en busca de signos de daño o indicadores de advertencia.

• Revisión del rendimiento: Comprobar patrones de carga y estado de carga. Busca resultados inusuales.

• Pruebas de respaldo: asegurarse de que todas las cargas críticas se suministran durante un periodo de prueba definido.

• Gestión del firmware: Utilizar actualizaciones aprobadas cuando mejoren la compatibilidad o el control del sistema.

SANDISOLAR's Soporte de instalación

Fundada en 2008, SANDISOLAR desarrolla módulos fotovoltaicos, inversores, baterías, sistemas de almacenamiento de energía, productos de carga para vehículos eléctricos y soluciones relacionadas con nuevas energías.

Nuestro conocimiento adquirido en proyectos en Myanmar, Tailandia y otras regiones nos impulsa a emplear un método cohesivo para la instalación de sistemas de almacenamiento de energía residencial. No tratamos componentes individuales de forma aislada: estos incluyen la generación solar y/o la batería y/o el inversor y/o la carga de demanda y/o elementos de monitorización. Más bien, los consideramos como parte de un sistema completo e interconectado.

SANDISOLAR ayuda en el diseño e implementación de una integración de gestión energética mediante proporcionando soporte de configuración del sistema, coordinación de equipos, OEM/ODM y documentación técnica.

Una mayor preparación para respaldos, un mayor autoconsumo solar y una mayor flexibilidad energética del hogar pueden lograrse con una instalación de Sistema de Almacenamiento de Energía Residencial cuidadosamente diseñada. El sistema diseñado para satisfacer las cargas, condiciones y objetivos prácticos específicos es la solución más adecuada.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Se puede ampliar la capacidad de servicio y almacenamiento en el futuro?

Las capacidades de expansión de un sistema dependen de la compatibilidad de módulos de batería, BMS, inversor y firmware.

P2: ¿Cuál es el tiempo estimado para la instalación?

El tamaño del sistema, cómo debe cablearse y el estado de la infraestructura eléctrica afectan el tiempo necesario para la instalación.

P3: ¿Puede funcionar una batería doméstica sin paneles solares?

Sí. Las baterías domésticas pueden cargarse desde la red y liberar energía almacenada durante los periodos de baja demanda y cortes.

P4: ¿Qué factores se utilizan para determinar la capacidad de la batería?

La capacidad se determina por el consumo del hogar, el consumo esencial de carga y la duración del soporte de respaldo necesario.

P5: ¿Se puede soportar un corte de luz en toda la casa?

Esto se determina por la salida del inversor y la capacidad de la batería, así como por el consumo total de todas las cargas conectadas.