Todo lo que un epc solar debe saber sobre la batería para la central eléctrica

Rawad Youssef

Como promotor solar o EPC, probablemente quiera aumentar la penetración de la energía solar en sus centrales eléctricas actuales o futuras. Dado que la curva de producción solar y la curva de consumo de carga no están necesariamente sincronizadas, una de las soluciones de tendencia sería acoplar su planta de energía solar con baterías.

¿Cuándo se utilizan los sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) cuando se integran en una planta de energía solar? ¿Y cómo se utilizan?

Este artículo enumera el principal valor añadido del sistema de almacenamiento de energía de la planta solar y cómo el Sistema de Gestión de Energía (EMS) de Elum Energy ayuda a capturar este valor.

En primer lugar, definamos algunos términos:

  • Racks de baterías: Los bastidores están compuestos por diferentes celdas que convierten la energía eléctrica en energía química. Existen diferentes tecnologías (las más populares son las de plomo-ácido o las de iones de litio).
  • BESS: El sistema de almacenamiento de energía en baterías está compuesto por PCS y baterías.
  • EMS: Un sistema de gestión de la energía es un controlador capaz de ejecutar una estrategia de alto nivel decidida por el usuario final
  • Plantas de energía solar: en este artículo se describen como grandes instalaciones solares (superiores a 1MWp) establecidas para aplicaciones a gran escala como: Alimentación de redes conectadas a la red, Alimentación de ciudades sin red e islas remotas, pero también Alimentación de minas sin red en zonas remotas.


En general, surgen dos tipos de emplazamientos: los no conectados a la red y los conectados a la red.

  • En las aplicaciones conectadas a la red, el DSO nacional necesita reducir la intermitencia de la producción solar. La batería puede verse como una alternativa para proporcionar más servicios a esta entidad nacional.
  • En las aplicaciones no conectadas a la red, como las ciudades, las islas o la minería, la electricidad procede principalmente de centrales térmicas. Sin embargo, los precios del combustible son elevados e inciertos debido a la variación del precio del petróleo, la logística y los costes de seguridad. Un suministro local de energía puede considerarse una solución para resolver esta dependencia del combustible. Así, los proveedores de energía tienden a añadir sistemas solares más de almacenamiento a los grupos electrógenos existentes.

El principal valor añadido del sistema de almacenamiento de energía para centrales eléctricas

Los sistemas BESS, cuando se combinan con otras fuentes de energía, pueden utilizarse para diferentes aplicaciones en función del dimensionamiento de la energía fotovoltaica, las baterías y el grupo electrógeno, pero también de la curva de carga y los requisitos de los clientes.

 

En el ámbito de las centrales eléctricas, el sistema de almacenamiento proporciona estas características

 

Aumento de la fiabilidad: El almacenamiento puede utilizarse como respaldo. Cuando la red se cae, el almacenamiento puede responder instantáneamente y garantizar una copia de seguridad fiable. Esta es una característica esencial para las industrias en las que la producción constante es crucial, como el sector minero, donde los cortes de electricidad pueden dañar las máquinas. Por esta razón, hay que asegurarse de que el PCS elegido para el sistema BESS tenga una función de SAI.

Reducir el consumo de combustible: El BESS puede almacenar la energía procedente de la producción solar durante el día y luego suministrarla durante la noche, cuando el consumo puede ser mayor, como es el caso de ciudades remotas, pueblos y complejos turísticos. Además, la fotovoltaica y el almacenamiento resultan más baratos que el combustible en muchos países y lugares remotos.

Aumento de la penetración solar: Cuando la producción fotovoltaica es superior al consumo de la carga, el BESS puede almacenar el exceso de producción durante el día para utilizarlo en los demás servicios. Hay que tener en cuenta que el dimensionamiento correcto entre fotovoltaica/baterías/generadores es obligatorio para maximizar la penetración fotovoltaica.

Proporcionar servicios detrás del contador: Para las aplicaciones conectadas a la red, algunas empresas de servicios públicos nacionales aplican precios que pueden hacer que la instalación de BESS sea rentable:

Cambio de carga: Algunas empresas de servicios públicos aplican una tarifa máxima y una tarifa mínima durante algunas horas; el BESS combinado con el EMS puede cargarse a una tarifa baja y descargarse a una tarifa alta.

Ahorro de picos: Algunas industrias tienen picos de consumo que pueden ser cargados por la compañía eléctrica. En ese caso, el BESS, combinado con el EMS, puede descargar la cantidad adecuada de energía durante el periodo de pico para mantenerse por debajo de la compra máxima de energía de la compañía eléctrica.

  • Proporcionar servicios delante del contador: Para las aplicaciones conectadas a la red, algunos países tienen mercados de servicios públicos que pueden permitir que un BESS sea rentable:
    • Las empresas de servicios públicos pueden comprar energía solar y BESS durante la noche con una tarifa adicional. Esta compra evita el funcionamiento de las plantas de pico que pueden ser caras y contaminantes. Este precio se utiliza, por ejemplo, en Francia en las islas no conectadas (ZNI) donde se han instalado sistemas solares y BESS durante los últimos años.
    • Las empresas de servicios públicos pueden pagar por los servicios de regulación de la frecuencia. Cuando la frecuencia de la red es baja o alta, los BESS pueden descargarse o cargarse en consecuencia para estabilizar la frecuencia general de la red nacional.

 

Estos servicios pueden combinarse para satisfacer las necesidades y especificaciones del cliente. El EMS es obligatorio para que el proyecto sea rentable y viable.

Características y limitaciones de los sistemas de gestión de la energía

Como ya se ha dicho, los sistemas de gestión de la energía son fundamentales para la rentabilidad de un proyecto. De hecho, es el factor central que:

  • Supervisa activamente el rendimiento del sistema a nivel de dispositivos (inversor fotovoltaico, PCS de baterías, controladores de grupos electrógenos, contadores, estaciones meteorológicas, etc.)
  • Muestra la información de funcionamiento a través de varias interfaces que utilizan protocolos industriales (Modbus). 
  • Ofrece múltiples modos de funcionamiento automatizados para satisfacer las necesidades del cliente.
 

Existen diferentes proveedores de EMS. Algunas empresas ofrecen BESS y EMS integrados, mientras que otras, como ELUM, proporcionan un EMS independiente compatible con el sistema BESS más común. Antes de elegir su EMS, tenga en cuenta estos parámetros : 

  • Compatibilidad: La compatibilidad del EMS con los sistemas BESS, los inversores fotovoltaicos y los controladores de los grupos electrógenos es fundamental para llevar a cabo un proyecto con éxito. Por lo general, los grupos electrógenos son equipos ya existentes que deben integrarse. Además, los promotores solares y los EPC necesitan una amplia gama de opciones para definir la configuración óptima de los inversores fotovoltaicos y los sistemas BESS. Esto incluye tener en cuenta los precios y las prestaciones con respecto a las especificaciones del proyecto.
  • Conformidad con los requisitos del cliente: Algunos requisitos de los clientes finales, como los sectores de los servicios públicos y la minería, tienen algunas limitaciones específicas del emplazamiento que pueden ser determinantes. Garantizar que el EMS puede adaptarse a una configuración concreta es una verdadera ventaja para conseguir un acuerdo de proyecto de microrred. Esto puede ser : 
    • Control de relés y carga: El EMS tiene que abrir/cerrar los interruptores en función del modo.
    • Arquitectura no estándar del emplazamiento: Algunos emplazamientos tienen una arquitectura eléctrica existente. El EMS debe adaptarse a esta necesidad. Tiene que tener en cuenta los equipos existentes, ya instalados, y garantizar su interoperabilidad.

Las ventajas de contar con la tecnología ePowerControl con un sistema de almacenamiento de energía

Para aumentar la fiabilidad y eficiencia de la planta de energía solar, la presencia de un EMS como Elum ePowerControl PPC es esencial.

Los controladores Elum se conectan a los inversores fotovoltaicos, a los PCS de las baterías y/o a los controladores de los grupos electrógenos para integrar y gestionar las diferentes fuentes de energía.

Los EMS avanzados de Elum controlarán automáticamente la potencia de salida de los inversores fotovoltaicos y de las baterías de acuerdo con los requisitos del cliente y respetando las limitaciones de la planta térmica. El controlador PPC puede gestionar la reserva giratoria y los conjuntos de baterías, gestionar la potencia activa reactiva y regular la frecuencia adaptada a las necesidades del cliente final. Elum es compatible con la mayoría de los inversores, PCS y controladores de grupos electrógenos disponibles en el mercado.

Además de estas características, Elum proporciona una monitorización remota a través de su plataforma web ePowerMonitor. Muestra todos los indicadores clave de rendimiento, como la generación de energía de cada fuente, los parámetros del sistema de almacenamiento (kW, kWh, frecuencia, factor de potencia, amperaje de tensión, temperatura de la célula), los parámetros del sistema solar (kW, kWh, frecuencia, potencia, tensión, amperaje) y los parámetros del grupo electrógeno (kW, kWh, frecuencia, factor de potencia, tensión, amperaje, nivel de combustible, tiempo de funcionamiento).

Además, ePowerMonitor ofrece algunas alarmas personalizadas para responder a las necesidades del cliente. Por lo tanto, el sistema de monitorización presenta las condiciones y el consumo de los equipos del sitio para garantizar su rendimiento y facilitar su mantenimiento.