Fins i tot el 2022, l'emmagatzematge fotovoltaic continuarà sent el tema més candent, i la còpia de seguretat de bateries residencials és el segment de l'energia solar de més ràpid creixement, creant nous mercats i oportunitats d'expansió de la modernització solar per a llars i empreses grans i petites d'arreu del món.Còpia de seguretat de bateria residencialés fonamental per a qualsevol llar solar, especialment en cas de tempesta o altra emergència. En lloc d'exportar l'excés d'energia solar a la xarxa, què tal emmagatzemar-la en bateries per a emergències? Però, com pot ser rendible l'energia solar emmagatzemada? T'informarem sobre el cost i la rendibilitat d'un sistema d'emmagatzematge de bateries domèstiques i descriurem els punts clau que has de tenir en compte a l'hora de comprar el sistema d'emmagatzematge adequat. Què és un sistema d'emmagatzematge de bateries residencial? Com funciona? Un sistema d'emmagatzematge de bateries residencial o un sistema d'emmagatzematge fotovoltaic és un complement útil al sistema fotovoltaic per aprofitar els beneficis d'un sistema solar i tindrà un paper cada cop més important en l'acceleració de la substitució dels combustibles fòssils per energies renovables. La bateria solar domèstica emmagatzema l'electricitat generada a partir de l'energia solar i la lliura a l'operador en el moment necessari. L'energia de reserva de la bateria és una alternativa respectuosa amb el medi ambient i rendible als generadors de gas. Aquells que utilitzen un sistema fotovoltaic per produir electricitat ells mateixos arribaran ràpidament als seus límits. Al migdia, el sistema subministra molta energia solar, només que llavors no hi ha ningú a casa per utilitzar-la. Al vespre, en canvi, es necessita molta electricitat, però llavors el sol ja no brilla. Per compensar aquest dèficit de subministrament, l'electricitat, significativament més cara, es compra a l'operador de la xarxa. 
En aquesta situació, una bateria de reserva residencial és gairebé inevitable. Això significa que l'electricitat no utilitzada durant el dia està disponible al vespre i a la nit. L'electricitat autogenerada està disponible les 24 hores del dia i independentment del temps. D'aquesta manera, l'ús d'energia solar autoproduïda augmenta fins a un 80%. El grau d'autosuficiència, és a dir, la proporció del consum d'electricitat que cobreix el sistema solar, augmenta fins a un 60%. Una bateria de reserva residencial és molt més petita que una nevera i es pot muntar a la paret del safareig. Els sistemes d'emmagatzematge moderns contenen una gran intel·ligència que pot utilitzar previsions meteorològiques i algoritmes d'autoaprenentatge per reduir la llar al màxim autoconsum. Aconseguir la independència energètica mai ha estat tan fàcil, fins i tot si la casa roman connectada a la xarxa. Val la pena un sistema d'emmagatzematge de bateries domèstiques? De quins factors depenen? L'emmagatzematge de bateries residencials és necessari perquè una casa amb energia solar continuï funcionant durant les apagades de la xarxa i, sens dubte, també funcionarà a la nit. Però també, les bateries solars milloren l'economia del sistema en retenir l'energia solar que d'altra manera es retornaria a la xarxa amb pèrdues, només per redistribuir aquesta energia de vegades quan l'energia és més cara. L'emmagatzematge de bateries domèstiques protegeix el propietari solar de fallades de la xarxa i protegeix l'economia del sistema contra canvis en els marcs de preus de l'energia. Si val la pena invertir-hi o no depèn de diversos factors: Nivell de costos d'inversió. Com més baix sigui el cost per quilowatt-hora de capacitat, més aviat s'amortitzarà el sistema d'emmagatzematge. Vida útil delbateria solar domèstica Una garantia del fabricant de 10 anys és habitual a la indústria. Tanmateix, se suposa una vida útil més llarga. La majoria de bateries solars domèstiques amb tecnologia de ions de liti funcionen de manera fiable durant almenys 20 anys. Quota d'electricitat autoconsumida Com més augmenti l'autoconsum l'emmagatzematge solar, més probable és que valgui la pena. Costos de l'electricitat quan es compra a la xarxa Quan els preus de l'electricitat són alts, els propietaris de sistemes fotovoltaics estalvien consumint l'electricitat autogenerada. Es preveu que en els propers anys els preus de l'electricitat continuïn pujant, per la qual cosa molts consideren les bateries solars una inversió intel·ligent. Tarifes connectades a la xarxa Com menys rebin els propietaris de sistemes solars per quilowatt-hora, més els costa emmagatzemar l'electricitat en comptes d'injectar-la a la xarxa. Durant els darrers 20 anys, les tarifes connectades a la xarxa han disminuït constantment i continuaran fent-ho. Quins tipus de sistemes d'emmagatzematge d'energia amb bateries domèstiques hi ha disponibles?? Els sistemes de reserva de bateries domèstiques ofereixen nombrosos avantatges, com ara la resiliència, l'estalvi de costos i la producció descentralitzada d'electricitat (també conegut com a "sistemes d'energia distribuïda domèstica"). Aleshores, quines són les categories de bateries solars domèstiques? Com les hem de triar? Classificació funcional per funció de còpia de seguretat: 1. Font d'alimentació UPS domèstica Aquest és un servei de qualitat industrial per a les necessitats d'energia de reserva que els hospitals, les sales de dades, el govern federal o els mercats militars solen necessitar per al funcionament continu dels seus dispositius essencials i també sensibles. Amb una font d'alimentació UPS domèstica, és possible que els llums de casa teva ni tan sols parpellegin si falla la xarxa elèctrica. La majoria de les llars no necessiten ni tenen la intenció de pagar per aquest nivell de fiabilitat, tret que estiguin utilitzant equips clínics crucials a casa teva. 2. Font d'alimentació "interruptible" (suport complet per a tota la casa). El següent pas des d'un SAI és el que anomenarem "font d'alimentació interrompible" o IPS. Un IPS permetrà que tota la casa continuï funcionant amb energia solar i bateries si la xarxa falla, però durant un curt període (uns segons) tot es tornarà negre o gris a casa quan el sistema de reserva entri en l'equip. És possible que hàgiu de reiniciar els rellotges electrònics que parpellegen, però a part d'això, podreu utilitzar tots els vostres electrodomèstics com ho faríeu normalment mentre durin les bateries. 3. Font d'alimentació per a situacions d'emergència (reserva parcial). Algunes funcions de reserva d'energia funcionen activant un circuit d'emergència quan detecta que la xarxa ha baixat de corrent. Això permetrà que els dispositius elèctrics de la casa connectats a aquest circuit (normalment neveres, llums i algunes preses de corrent dedicades) continuïn fent funcionar les bateries i/o els panells fotovoltaics durant el període de tall de corrent. Aquest tipus de reserva és probablement l'opció més popular, raonable i econòmica per a les llars de tot el món, ja que fer funcionar tota una casa amb un banc de bateries les esgotarà ràpidament. 4. Sistema solar i d'emmagatzematge parcialment aïllat de la xarxa. Una última opció que podria ser atractiva és un "sistema parcialment aïllat". Amb un sistema parcialment aïllat, el concepte és produir una zona dedicada "aïllada" de la llar, que funciona contínuament amb un sistema solar i de bateries prou gran per mantenir-se sense extreure energia de la xarxa. D'aquesta manera, els elements familiars necessaris (neveres, llums, etc.) romanen encesos fins i tot si la xarxa falla, sense cap mena d'interrupció. A més, com que l'energia solar i les bateries estan dimensionades per funcionar per sempre soles sense la xarxa, no hi hauria necessitat d'assignar el consum d'energia tret que es connectessin dispositius addicionals al circuit aïllat. Classificació de la tecnologia química de bateries: Bateries de plom-àcid com a còpia de seguretat de bateries residencials 
Bateries de plom-àcidsón les bateries recarregables més antigues i de menor cost disponibles per a l'emmagatzematge d'energia al mercat. Van aparèixer a principis del segle passat, a la dècada del 1900, i fins avui continuen sent les bateries preferides en moltes aplicacions a causa de la seva robustesa i baix cost. Els seus principals desavantatges són la seva baixa densitat energètica (són pesades i voluminoses) i la seva curta vida útil, en no acceptar un gran nombre de cicles de càrrega i descàrrega, les bateries de plom-àcid requereixen un manteniment regular per equilibrar la química de la bateria, per la qual cosa les seves característiques la fan inadequada per a descàrregues de mitjana a alta freqüència o aplicacions que duren 10 anys o més. També tenen el desavantatge d'una baixa profunditat de descàrrega, que normalment es limita al 80% en casos extrems o al 20% en funcionament normal, per a una vida útil més llarga. Una descàrrega excessiva degrada els elèctrodes de la bateria, cosa que redueix la seva capacitat d'emmagatzemar energia i limita la seva vida útil. Les bateries de plom-àcid requereixen un manteniment constant del seu estat de càrrega i sempre s'han d'emmagatzemar en el seu estat màxim de càrrega mitjançant la tècnica de flotació (manteniment de la càrrega amb un petit corrent elèctric, suficient per cancel·lar l'efecte d'autodescàrrega). Aquestes bateries es poden trobar en diverses versions. Les més comunes són les bateries ventilades, que utilitzen electròlit líquid, les bateries de gel regulades per vàlvula (VRLA) i les bateries amb electròlit incrustat en una estora de fibra de vidre (conegudes com AGM – estora de vidre absorbent), que tenen un rendiment intermedi i un cost reduït en comparació amb les bateries de gel. Les bateries regulades per vàlvula estan pràcticament segellades, cosa que evita les fuites i l'assecat de l'electròlit. La vàlvula actua en l'alliberament de gasos en situacions de sobrecàrrega. Algunes bateries de plom-àcid es desenvolupen per a aplicacions industrials estacionàries i poden acceptar cicles de descàrrega més profunds. També hi ha una versió més moderna, que és la bateria de plom-carboni. Els materials a base de carboni afegits als elèctrodes proporcionen corrents de càrrega i descàrrega més alts, una densitat d'energia més alta i una vida útil més llarga. Un avantatge de les bateries de plom-àcid (en qualsevol de les seves variacions) és que no necessiten un sistema sofisticat de gestió de càrrega (com és el cas de les bateries de liti, que veurem a continuació). Les bateries de plom tenen moltes menys probabilitats d'incendiar-se i explotar quan es sobrecarreguen perquè el seu electròlit no és inflamable com el de les bateries de liti. A més, una lleugera sobrecàrrega no és perillosa en aquest tipus de bateries. Fins i tot alguns controladors de càrrega tenen una funció d'equalització que sobrecarrega lleugerament la bateria o el banc de bateries, fent que totes les bateries arribin a l'estat de càrrega completa. Durant el procés d'equalització, les bateries que finalment es carreguen completament abans que les altres veuran el seu voltatge augmentat lleugerament, sense risc, mentre que el corrent flueix normalment a través de l'associació en sèrie d'elements. D'aquesta manera, podem dir que les bateries de plom tenen la capacitat d'equalitzar-se de manera natural i els petits desequilibris entre les bateries d'una bateria o entre les bateries d'un banc no ofereixen cap risc. Rendiment:L'eficiència de les bateries de plom-àcid és molt inferior a la de les bateries de liti. Tot i que l'eficiència depèn de la velocitat de càrrega, normalment se suposa una eficiència d'anada i tornada del 85%. Capacitat d'emmagatzematge:Les bateries de plom-àcid vénen en una gamma de voltatges i mides, però pesen de 2 a 3 vegades més per kWh que les de fosfat de liti i ferro, depenent de la qualitat de la bateria. Cost de la bateria:Les bateries de plom-àcid són un 75% més barates que les bateries de fosfat de liti i ferro, però no us deixeu enganyar pel preu baix. Aquestes bateries no es poden carregar ni descarregar ràpidament, tenen una vida útil molt més curta, no disposen d'un sistema de gestió de la bateria i també poden requerir un manteniment setmanal. Això resulta en un cost per cicle general més elevat del que és raonable per reduir els costos d'energia o donar suport a electrodomèstics de gran ús. Bateries de liti com a bateria de reserva residencial 
Actualment, les bateries amb més èxit comercial són les bateries de liti-ió. Després que la tecnologia de liti-ió s'hagi aplicat als dispositius electrònics portàtils, ha entrat als camps de les aplicacions industrials, els sistemes d'energia, l'emmagatzematge d'energia fotovoltaica i els vehicles elèctrics. Bateries de liti-iósuperen molts altres tipus de bateries recarregables en molts aspectes, com ara la capacitat d'emmagatzematge d'energia, el nombre de cicles de treball, la velocitat de càrrega i la rendibilitat. Actualment, l'únic problema és la seguretat, ja que els electròlits inflamables poden incendiar-se a altes temperatures, cosa que requereix l'ús de sistemes electrònics de control i monitorització. El liti és el més lleuger de tots els metalls, té el potencial electroquímic més alt i ofereix densitats d'energia volumètrica i massica més elevades que altres tecnologies de bateries conegudes. La tecnologia d'ions de liti ha permès impulsar l'ús de sistemes d'emmagatzematge d'energia, principalment associats a fonts d'energia renovables intermitents (solar i eòlica), i també ha impulsat l'adopció de vehicles elèctrics. Les bateries de liti-ió que s'utilitzen en sistemes d'energia i vehicles elèctrics són del tipus líquid. Aquestes bateries utilitzen l'estructura tradicional d'una bateria electroquímica, amb dos elèctrodes immersos en una solució electrolítica líquida. Els separadors (materials aïllants porosos) s'utilitzen per separar mecànicament els elèctrodes alhora que permeten el lliure moviment dels ions a través de l'electròlit líquid. La característica principal d'un electròlit és permetre la conducció del corrent iònic (format per ions, que són àtoms amb excés o manca d'electrons), alhora que no permet el pas dels electrons (com passa en els materials conductors). L'intercanvi d'ions entre els elèctrodes positius i negatius és la base del funcionament de les bateries electroquímiques. La recerca sobre bateries de liti es remunta a la dècada del 1970, i la tecnologia va madurar i va començar a utilitzar-se comercialment al voltant de la dècada del 1990. Les bateries de polímer de liti (amb electròlits de polímer) s'utilitzen actualment en telèfons amb bateria, ordinadors i diversos dispositius mòbils, substituint les bateries de níquel-cadmi més antigues, el principal problema de les quals és l'"efecte memòria" que redueix gradualment la capacitat d'emmagatzematge. Quan la bateria es carrega abans que es descarregui completament. En comparació amb les bateries de níquel-cadmi més antigues, especialment les bateries de plom-àcid, les bateries de ions de liti tenen una densitat d'energia més alta (emmagatzemen més energia per volum), tenen un coeficient d'autodescàrrega més baix i poden suportar més càrrega i nombre de cicles de descàrrega, cosa que significa una llarga vida útil. Cap a principis dels anys 2000, les bateries de liti van començar a utilitzar-se a la indústria de l'automoció. Cap al 2010, les bateries d'ions de liti van despertar interès en l'emmagatzematge d'energia elèctrica en aplicacions residencials isistemes ESS (Sistema d'emmagatzematge d'energia) a gran escala, principalment a causa de l'augment de l'ús de fonts d'energia a tot el món. Energia renovable intermitent (solar i eòlica). Les bateries de liti-ió poden tenir diferents rendiments, durades de vida i costos, depenent de com es fabriquen. S'han proposat diversos materials, principalment per a elèctrodes. Normalment, una bateria de liti consisteix en un elèctrode metàl·lic a base de liti que forma el terminal positiu de la bateria i un elèctrode de carboni (grafit) que forma el terminal negatiu. Segons la tecnologia utilitzada, els elèctrodes basats en liti poden tenir diferents estructures. Els materials més utilitzats per a la fabricació de bateries de liti i les principals característiques d'aquestes bateries són les següents: Òxids de liti i cobalt (LCO):Alta energia específica (Wh/kg), bona capacitat d'emmagatzematge i vida útil satisfactòria (nombre de cicles), adequada per a dispositius electrònics, el desavantatge és la potència específica (W/kg) petita, cosa que redueix la velocitat de càrrega i descàrrega; Òxids de liti i manganès (OGM):permeten corrents de càrrega i descàrrega elevats amb baixa energia específica (Wh/kg), cosa que redueix la capacitat d'emmagatzematge; Liti, níquel, manganès i cobalt (NMC):Combina les propietats de les bateries LCO i LMO. A més, la presència de níquel en la composició ajuda a augmentar l'energia específica, proporcionant una major capacitat d'emmagatzematge. El níquel, el manganès i el cobalt es poden utilitzar en proporcions variables (per donar suport a l'una o l'altra) segons el tipus d'aplicació. En general, el resultat d'aquesta combinació és una bateria amb bon rendiment, bona capacitat d'emmagatzematge, llarga vida útil i baix cost. Liti, níquel, manganès i cobalt (NMC):Combina les característiques de les bateries LCO i LMO. A més, la presència de níquel en la composició ajuda a augmentar l'energia específica, proporcionant una major capacitat d'emmagatzematge. El níquel, el manganès i el cobalt es poden utilitzar en diferents proporcions, segons el tipus d'aplicació (per afavorir una característica o una altra). En general, el resultat d'aquesta combinació és una bateria amb bon rendiment, bona capacitat d'emmagatzematge, bona vida útil i un cost moderat. Aquest tipus de bateria s'ha utilitzat àmpliament en vehicles elèctrics i també és adequada per a sistemes d'emmagatzematge d'energia estacionaris; Fosfat de ferro i liti (LFP):La combinació LFP proporciona bateries amb un bon rendiment dinàmic (velocitat de càrrega i descàrrega), una vida útil més llarga i una major seguretat a causa de la seva bona estabilitat tèrmica. L'absència de níquel i cobalt en la seva composició redueix el cost i augmenta la disponibilitat d'aquestes bateries per a la fabricació en massa. Tot i que la seva capacitat d'emmagatzematge no és la més alta, ha estat adoptada pels fabricants de vehicles elèctrics i sistemes d'emmagatzematge d'energia a causa de les seves nombroses característiques avantatjoses, especialment el seu baix cost i la seva bona robustesa; Liti i titani (LTO):El nom fa referència a les bateries que tenen titani i liti en un dels elèctrodes, substituint el carboni, mentre que el segon elèctrode és el mateix que s'utilitza en un dels altres tipus (com ara NMC: liti, manganès i cobalt). Malgrat la baixa energia específica (que es tradueix en una capacitat d'emmagatzematge reduïda), aquesta combinació té un bon rendiment dinàmic, una bona seguretat i una vida útil molt més llarga. Les bateries d'aquest tipus poden acceptar més de 10.000 cicles de funcionament al 100% de profunditat de descàrrega, mentre que altres tipus de bateries de liti accepten uns 2.000 cicles. Les bateries LiFePO4 superen les bateries de plom-àcid amb una estabilitat de cicle extremadament alta, una densitat d'energia màxima i un pes mínim. Si la bateria es descarrega regularment des del 50% de la DOD i després es carrega completament, la bateria LiFePO4 pot realitzar fins a 6.500 cicles de càrrega. Així, la inversió addicional s'amortitza a la llarga i la relació qualitat-preu continua sent imbatible. Són l'opció preferida per a l'ús continu com a bateries solars. Rendiment:La càrrega i l'alliberament de la bateria tenen una eficiència de cicle total del 98%, alhora que es carrega i s'allibera ràpidament en períodes de temps inferiors a 2 hores, i encara més ràpidament per a una vida útil més curta. Capacitat d'emmagatzematgeUna bateria de fosfat de liti-ferro pot tenir més de 18 kWh, cosa que utilitza menys espai i pesa menys que una bateria de plom-àcid de la mateixa capacitat. Cost de la bateriaEl fosfat de liti i ferro sol costar més que les bateries de plom-àcid, però normalment té un cost de cicle inferior a causa d'una major longevitat.
Notícies
