¿Cómo funcionan los sistemas de almacenamiento de energía en baterías?

Un sistema de almacenamiento de energía en baterías, comúnmente conocido como BESS, utiliza bancos de baterías recargables para almacenar el exceso de electricidad proveniente de la red eléctrica o de fuentes renovables para su uso posterior. A medida que avanzan las tecnologías de energías renovables y redes inteligentes, los sistemas BESS desempeñan un papel cada vez más importante en la estabilización del suministro eléctrico y en la maximización del valor de la energía verde. Entonces, ¿cómo funcionan exactamente estos sistemas?
Paso 1: Banco de baterías
La base de cualquier sistema de almacenamiento de energía en baterías (BESS, por sus siglas en inglés) es el medio de almacenamiento de energía: las baterías. Varios módulos o celdas de batería se conectan entre sí para formar un banco de baterías que proporciona la capacidad de almacenamiento necesaria. Las celdas más utilizadas son las de iones de litio debido a su alta densidad de potencia, larga vida útil y rápida capacidad de carga. En algunas aplicaciones también se utilizan otras tecnologías, como las baterías de plomo-ácido y las de flujo.
Paso 2: Sistema de conversión de energía
El banco de baterías se conecta a la red eléctrica mediante un sistema de conversión de energía (PCS). El PCS consta de componentes electrónicos de potencia, como un inversor, un convertidor y filtros, que permiten el flujo de energía en ambas direcciones entre la batería y la red. El inversor convierte la corriente continua (CC) de la batería en corriente alterna (CA), que es la que utiliza la red, y el convertidor realiza la operación inversa para cargar la batería.
Paso 3: Sistema de gestión de la batería
Un sistema de gestión de baterías (BMS, por sus siglas en inglés) supervisa y controla cada celda individual dentro del banco de baterías. El BMS equilibra las celdas, regula el voltaje y la corriente durante la carga y la descarga, y protege contra daños por sobrecarga, sobrecorriente o descarga profunda. Supervisa parámetros clave como el voltaje, la corriente y la temperatura para optimizar el rendimiento y la vida útil de la batería.
Paso 4: Sistema de refrigeración
Un sistema de refrigeración elimina el exceso de calor de las baterías durante su funcionamiento. Esto es fundamental para mantener las celdas dentro de su rango de temperatura óptimo y maximizar su vida útil. Los tipos de refrigeración más comunes son la refrigeración líquida (mediante la circulación de refrigerante a través de placas en contacto con las baterías) y la refrigeración por aire (utilizando ventiladores para forzar el paso del aire a través de las carcasas de las baterías).
Paso 5: Operación
Durante los periodos de baja demanda eléctrica o alta producción de energía renovable, el sistema de almacenamiento de energía en baterías (BESS) absorbe el exceso de energía mediante el sistema de conversión de potencia y lo almacena en el banco de baterías. Cuando la demanda es alta o las energías renovables no están disponibles, la energía almacenada se descarga a la red a través del inversor. Esto permite que el BESS gestione la energía renovable intermitente, estabilice la frecuencia y el voltaje de la red y proporcione energía de respaldo durante los cortes de suministro.
El sistema de gestión de la batería supervisa el estado de carga de cada celda y controla la velocidad de carga y descarga para evitar la sobrecarga, el sobrecalentamiento y la descarga profunda de las baterías, prolongando así su vida útil. Además, el sistema de refrigeración mantiene la temperatura general de la batería dentro de un rango de funcionamiento seguro.
En resumen, un sistema de almacenamiento de energía en baterías (BESS) integra baterías, componentes de electrónica de potencia, controles inteligentes y gestión térmica para almacenar el exceso de electricidad y suministrar energía bajo demanda. Esto permite que la tecnología BESS maximice el valor de las fuentes de energía renovables, haga que las redes eléctricas sean más eficientes y sostenibles, y apoye la transición hacia un futuro energético con bajas emisiones de carbono.

Con el auge de las fuentes de energía renovables como la solar y la eólica, los sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) a gran escala desempeñan un papel cada vez más importante en la estabilización de las redes eléctricas. Un sistema de almacenamiento de energía en baterías utiliza baterías recargables para almacenar el exceso de electricidad de la red o de fuentes renovables y suministrarla cuando sea necesario. La tecnología BESS ayuda a maximizar el aprovechamiento de la energía renovable intermitente y mejora la fiabilidad, la eficiencia y la sostenibilidad generales de la red.
Un sistema de almacenamiento de energía en baterías (BESS) generalmente consta de múltiples componentes:
1) Bancos de baterías compuestos por múltiples módulos o celdas para proporcionar la capacidad de almacenamiento de energía requerida. Las baterías de iones de litio son las más utilizadas debido a su alta densidad de potencia, larga vida útil y capacidad de carga rápida. También se utilizan otras tecnologías, como las baterías de plomo-ácido y de flujo.
2) Sistema de conversión de energía (PCS) que conecta el banco de baterías a la red eléctrica. El PCS consta de un inversor, un convertidor y otros equipos de control que permiten el flujo de energía en ambas direcciones entre la batería y la red.
3) Sistema de gestión de la batería (BMS) que supervisa y controla el estado y el rendimiento de cada celda. El BMS equilibra las celdas, las protege contra daños por sobrecarga o descarga profunda y supervisa parámetros como el voltaje, la corriente y la temperatura.