¿Cómo funciona una batería solar?

¿Cómo funciona una batería solar?

Las baterías solares pueden ser una adición importante a su sistema de energía solar. Lo ayudan a almacenar el exceso de electricidad que puede usar cuando sus paneles solares no generan suficiente energía y le brindan más opciones sobre cómo alimentar su hogar.

Si se pregunta cómo funciona la batería solar, este artículo le explicará qué es una batería solar, la ciencia de la batería solar, cómo funcionan las baterías solares con los sistemas de energía solar y los beneficios generales del uso del almacenamiento de batería solar.

¿Qué es una batería solar?

La batería solar es un dispositivo que puede agregar a su sistema de energía solar para almacenar el exceso de electricidad generado por sus paneles solares. Luego puede usar esa energía almacenada para alimentar su hogar en momentos en que sus paneles solares no generan suficiente electricidad, incluidas las noches, los días nublados y durante los cortes de energía.

El objetivo de las baterías solares es ayudarlo a usar más energía que sus paneles solares crean. Si no tiene almacenamiento de batería, cualquier exceso de electricidad de su energía solar va a la red, lo que significa que sus paneles solares están generando energía y brindándosela a otras personas sin aprovechar al máximo la electricidad que generan sus paneles solares primero.

La ciencia de las baterías solares

Las baterías de fosfato de hierro y litio (baterías LiFePO4) son las baterías solares más populares actualmente en el mercado. Esta es la misma tecnología utilizada para teléfonos inteligentes u otras baterías de alta tecnología. Las baterías de fosfato de hierro y litio (LiFePO4) funcionan mediante una reacción química que almacena energía química antes de convertirla en energía eléctrica. La reacción ocurre cuando los hierros de litio liberan electrones libres, y esos electrones fluyen desde el cátodo con carga negativa hacia el ánodo con carga positiva.

El electrolito de sal de litio es un líquido dentro de la batería, que favorece y potencia este movimiento proporcionando los hierros positivos necesarios para equilibrar la reacción. El flujo de electrones libres genera la corriente que las personas necesitan para usar electricidad.

Cuando obtiene electricidad de la batería, los hierros de litio fluyen de regreso a través del electrolito hacia el electrodo positivo. Al mismo tiempo, los electrones se mueven del electrodo negativo al electrodo positivo por el circuito externo, alimentando el dispositivo enchufado.

Las baterías de almacenamiento de energía solar para el hogar combinan varias celdas de batería de hierro con componentes electrónicos sofisticados que regulan el rendimiento y la seguridad de todo el sistema del banco de baterías solares. Por lo tanto, las baterías solares funcionan como baterías recargables que utilizan la energía del sol como la entrada inicial que inicia todo el proceso de creación de corriente eléctrica.

Comparación de tecnologías de almacenamiento de baterías

Cuando se trata de tipos de baterías solares, hay dos opciones comunes, baterías de fosfato de hierro y litio (LiFePO4) y baterías de plomo-ácido. Las empresas de paneles solares prefieren las baterías de fosfato de hierro y litio (LiFePO4) porque pueden almacenar más energía, retener esa energía por más tiempo que otras baterías y tener una mayor profundidad de descarga. También conocida como DoD, la profundidad de descarga es el porcentaje en el que se pueden usar las baterías, en relación con su capacidad total. Por ejemplo, si una batería tiene un DoD del 95 %, se puede usar de forma segura hasta el 95 % de la capacidad de la batería antes de que sea necesario recargarla.

Batería de fosfato de hierro y litio (LiFePO4)

Como se mencionó anteriormente, los fabricantes de baterías prefieren las tecnologías de baterías de litio-hierro-fosfato por su mayor DoD, vida útil confiable y capacidad de almacenar más energía para tamaños más largos y compactos. Sin embargo, debido a estos numerosos beneficios, las baterías de fosfato de hierro y litio (LiFePO4) también son más caras en comparación con las baterías de plomo-ácido.

Batería de plomo-ácido

Las baterías de plomo-ácido (la misma tecnología que la mayoría de las baterías de automóviles) han existido durante muchos años y se han utilizado ampliamente en sistemas de almacenamiento de energía domésticos para opciones de energía fuera de la red. precios, su popularidad se está desvaneciendo gradualmente debido al bajo DoD y a una vida útil más corta.

Almacenamiento acoplado de CA frente a almacenamiento acoplado de CC

El acoplamiento se refiere a cómo se conectan los paneles solares al sistema de almacenamiento del banco de baterías, y las opciones son acoplamiento de corriente continua (CC) o acoplamiento de corriente alterna (CA). La principal diferencia entre los dos es el camino de la energía eléctrica producida por el panel solar.

Las celdas de paneles solares producen electricidad de CC, y la electricidad de CC debe convertirse en electricidad de CA antes de que pueda ser utilizada en su hogar. Sin embargo, las baterías solares solo pueden almacenar electricidad de CC, por lo que existen diferentes formas de conectar las baterías solares a su sistema de energía solar.

Almacenamiento acoplado de CC

Con el acoplamiento de CC, la electricidad de CC producida por los paneles solares fluye a través del controlador de carga solar y luego directamente a las baterías solares. No hay cambios de corriente antes del almacenamiento, y la conversión de CC a CA solo se produce cuando las baterías entregan electricidad a su hogar o vuelven a la red.

Las baterías de almacenamiento acopladas a CC son más eficientes porque la electricidad solo necesita cambiar de CC a CA una vez. Sin embargo, el almacenamiento acoplado a CC generalmente necesita una instalación más compleja, lo que puede aumentar el costo inicial y prolongar el tiempo de instalación general.

Almacenamiento acoplado de CA

Con el acoplamiento de CA, la electricidad de CC generada por los paneles solares pasa primero por un inversor para convertirse en electricidad de CA para el uso diario de los electrodomésticos en el hogar. Esa corriente alterna (CA) también se puede entregar a un inversor separado para volver a convertirla en corriente continua (CC) para almacenarla en el banco de baterías solares. Cuando llega el momento de utilizar la energía almacenada, la electricidad sale de las baterías y regresa a un inversor para volver a convertirse en electricidad de CA para su hogar.

Con el almacenamiento acoplado a CA, la electricidad se invierte tres veces por separado, una es cuando va de los paneles solares a la casa, otra cuando va de la casa al almacenamiento del banco de baterías y una tercera vez cuando va del almacenamiento de baterías de regreso al casa. Cada inversión provoca algunas pérdidas de eficiencia, por lo que el almacenamiento acoplado a CA es un poco menos eficiente que un sistema acoplado a CC.

A diferencia del almacenamiento acoplado a CC, que solo almacena energía de paneles solares, una de las mayores ventajas del almacenamiento acoplado a CA es que puede almacenar energía tanto de paneles solares como de la red. Esto significa que incluso si sus paneles solares no generan suficiente electricidad para cargar completamente su banco de baterías, aún puede llenar la batería con electricidad de la red para obtener energía de respaldo o aprovechar el arbitraje de tarifas de electricidad.

También es más fácil actualizar su sistema de energía solar existente con almacenamiento de batería acoplado a CA, ya que se puede agregar sobre un diseño de sistema existente, en lugar de tener que integrarse en él. Esto hace que el almacenamiento del banco de baterías con acoplamiento de CA sea una opción más popular para las instalaciones de actualización.

Cómo funcionan los bancos de baterías solares con un sistema de energía solar

Todo este proceso comienza con paneles solares en su techo generando electricidad. hay un desglose paso a paso de lo que sucede con un sistema acoplado a CC:

La luz del sol incide en los paneles solares y la energía se convierte en electricidad de corriente continua (CC). La electricidad entra en la batería y se almacena como electricidad de corriente continua (CC). Luego, la electricidad de CC sale de la batería y entra en el inversor. , donde se convierte en energía de CA que el hogar puede usar. El proceso es ligeramente diferente de los sistemas acoplados a CA.

La electricidad ingresa al inversor para convertirse en electricidad de corriente alterna (CA) que el hogar puede usar El exceso de electricidad luego fluye a través de otro inversor para volver a convertirse en electricidad de corriente continua (CC) que se puede almacenar para más adelante.

Si su casa necesita usar la energía almacenada en la batería, esa electricidad debe fluir nuevamente a través del inversor para convertirse en electricidad de corriente alterna (CA).

¿Cómo funcionan las baterías solares con un inversor híbrido?

Si tiene un inversor híbrido, un solo dispositivo puede convertir electricidad de corriente continua (CC) en electricidad de corriente alterna (CA) y también puede convertir CA en CC. Por lo tanto, no necesita dos inversores en su sistema fotovoltaico (PV). Una es convertir electricidad de paneles solares (inversor solar) y otra es convertir electricidad de baterías solares (inversor de batería).

Los inversores híbridos, también conocidos como inversores basados ​​en baterías o inversores híbridos conectados a la red, combinan inversores de baterías e inversores solares en un solo equipo. Elimina la necesidad de usar dos inversores separados en la misma configuración al funcionar como un inversor tanto para la electricidad de sus baterías solares como para la electricidad de sus paneles solares.

Los inversores híbridos son cada vez más populares porque pueden funcionar con o sin batería de almacenamiento. Durante el proceso de instalación inicial, puede instalar un inversor híbrido en un sistema solar sin batería, lo que le brinda la opción de agregar almacenamiento de energía solar más adelante.

Beneficios del almacenamiento de batería solar

Agregar una batería de respaldo para los paneles solares es una excelente manera de asegurarse de aprovechar al máximo su sistema de energía solar. Estos son algunos de los principales beneficios de un sistema de almacenamiento de batería solar para el hogar:

Almacena el exceso de generación de electricidad

Su sistema de paneles solares a menudo puede generar más energía de la que necesita, especialmente en los días soleados cuando no hay nadie en casa. Si no tiene almacenamiento en un banco de baterías de energía solar, la energía adicional se entregará a la red. Si participa en un programa de medición neta, puede obtener crédito por esa generación adicional, pero por lo general no es una proporción de 1:1 para la electricidad que genera.

Con el almacenamiento de batería, la electricidad adicional carga sus baterías para su uso posterior, en lugar de ir a la red. Puede utilizar la energía almacenada en tiempos de menor generación, lo que reduce su dependencia de la red eléctrica.

Alivia los cortes de energía

Debido a que sus baterías pueden almacenar el exceso de energía producido por sus paneles solares, su hogar tendrá electricidad disponible durante los cortes de energía y otras veces cuando la red se caiga.

Reduce su huella de carbono

Con el almacenamiento de batería del panel solar, puede usar energía ecológica aprovechando al máximo la energía limpia creada por su sistema de panel solar. Si esa energía no se almacena, dependerá de la red cuando sus paneles solares no generen suficiente para sus necesidades. Sin embargo, la mayor parte de la electricidad de la red se crea con combustibles fósiles, por lo que es probable que esté utilizando energía sucia cuando extraiga de la red.

Proporciona energía incluso después de que se pone el sol

Cuando se pone el sol y los paneles solares no generan electricidad, la red interviene para proporcionar la energía que tanto se necesita si no tiene almacenamiento en el banco de baterías. Con las baterías solares, utilizará más energía solar durante la noche, lo que le brindará más independencia energética y lo ayudará a mantener baja su factura de electricidad.

Una solución silenciosa para las necesidades de energía de respaldo

Las baterías de energía solar son opciones de almacenamiento de energía de respaldo cien por ciento silenciosas. Puede obtener el beneficio de la energía limpia sin mantenimiento y no tiene que lidiar con el ruido que proviene de un generador de respaldo a gas.

Conclusiones clave

Comprender cómo funcionan las baterías solares es importante si planea agregar almacenamiento de energía de paneles solares a su sistema de energía solar. Debido a que funciona como una gran batería recargable para su hogar, puede aprovechar cualquier exceso de energía solar que produzcan sus paneles solares. , lo que te da más control sobre cuándo y cómo usas la energía solar.

Las baterías de fosfato de hierro y litio (LiFePO4) son el tipo más popular de batería solar y funcionan a través de una reacción química que almacena energía y luego la libera como energía eléctrica para usar en su hogar. Ya sea que elija un sistema acoplado a CC, acoplado a CA o híbrido, puede aumentar el retorno de la inversión de su sistema de energía solar sin depender de la red.

Conclusión

Ya sea que esté instalando un nuevo sistema de energía solar o que ya tenga uno, el almacenamiento de batería de energía solar puede ayudarlo a aprovechar al máximo sus sistemas. Las baterías solares almacenan el exceso de energía eléctrica que crean los paneles. Estas baterías brindan un respaldo de energía constante durante los períodos de apagones o después de la puesta del sol. Por un lado, puede ahorrar una gran cantidad de costos de red de un sistema solar. Por otro lado, si está comprando un banco de baterías para almacenar energía solar, puede reclamar un crédito fiscal solar federal del 30 % (Consulte a su autoridad fiscal local para obtener más detalles).

Instalar baterías solares es una excelente opción para aquellas personas que viven en áreas con cortes de energía frecuentes. Además, valen la pena en áreas donde existe un incentivo para usar baterías solares. Las baterías solares son excelentes para el medio ambiente, lo que las convierte en una de las inversiones más importantes en nuestro futuro ecológico.

 

 

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