Incluso en 2022, el almacenamiento fotovoltaico seguirá siendo el tema más candente, y el respaldo de baterías residenciales es el segmento de energía solar de más rápido crecimiento, lo que crea nuevos mercados y oportunidades de expansión de modernización solar para hogares y empresas grandes y pequeñas en todo el mundo.Batería de respaldo residencialEs fundamental para cualquier hogar con energía solar, especialmente en caso de tormenta u otra emergencia. En lugar de exportar el exceso de energía solar a la red, ¿qué tal almacenarla en baterías para emergencias? Pero, ¿cómo puede ser rentable la energía solar almacenada? Le informaremos sobre el coste y la rentabilidad de un sistema de almacenamiento de baterías para el hogar y le explicaremos los puntos clave que debe tener en cuenta al comprar el sistema de almacenamiento adecuado. ¿Qué es el sistema de almacenamiento de baterías residenciales? ¿Cómo funciona? Un sistema de almacenamiento de baterías residencial o fotovoltaico es un complemento útil al sistema fotovoltaico para aprovechar las ventajas de un sistema solar y desempeñará un papel cada vez más importante en la aceleración de la sustitución de combustibles fósiles por energías renovables. La batería solar doméstica almacena la electricidad generada a partir de la energía solar y la entrega al operador en el momento necesario. La energía de respaldo por baterías es una alternativa ecológica y rentable a los generadores de gas. Quienes utilizan un sistema fotovoltaico para generar electricidad se verán rápidamente limitados. Al mediodía, el sistema suministra abundante energía solar, pero en ese momento no hay nadie en casa para usarla. Por la noche, en cambio, se necesita mucha electricidad, pero entonces el sol ya no brilla. Para compensar esta falta de suministro, se compra la electricidad, considerablemente más cara, al operador de la red. 
En esta situación, es casi inevitable contar con una batería de respaldo residencial. Esto significa que la electricidad no utilizada durante el día está disponible por la tarde y por la noche. De esta manera, la electricidad autogenerada está disponible las 24 horas del día, independientemente del clima. De esta manera, el uso de energía solar autoproducida se incrementa hasta en un 80 %. El grado de autosuficiencia, es decir, la proporción del consumo eléctrico cubierto por el sistema solar, aumenta hasta en un 60 %. Una batería de respaldo residencial es mucho más pequeña que un refrigerador y se puede instalar en la pared del lavadero. Los sistemas de almacenamiento modernos incorporan una gran inteligencia que utiliza pronósticos meteorológicos y algoritmos de autoaprendizaje para optimizar el autoconsumo del hogar. Lograr la independencia energética nunca ha sido tan fácil, incluso si la vivienda permanece conectada a la red eléctrica. ¿Vale la pena instalar un sistema de almacenamiento de baterías doméstico? ¿Qué factores influyen? El almacenamiento en baterías residenciales es necesario para que una vivienda con energía solar siga funcionando durante cortes de energía y, además, funcione por la noche. Además, las baterías solares mejoran la rentabilidad del sistema al almacenar la energía solar, que de otro modo se devolvería a la red con pérdidas, solo para redistribuirla en momentos en que la electricidad es más cara. El almacenamiento en baterías residenciales protege al propietario de la energía solar de cortes de red y protege la rentabilidad del sistema frente a cambios en los precios de la energía. Si vale la pena invertir o no depende de varios factores: Nivel de costos de inversión. Cuanto menor sea el coste por kilovatio-hora de capacidad, más rápidamente se amortizará la inversión realizada en el sistema de almacenamiento. Duración de la vida de labatería solar doméstica En la industria, es habitual ofrecer una garantía del fabricante de 10 años. Sin embargo, se asume una vida útil mayor. La mayoría de las baterías solares domésticas con tecnología de iones de litio funcionan de forma fiable durante al menos 20 años. Porcentaje de electricidad autoconsumida Cuanto más aumente el autoconsumo mediante el almacenamiento solar, más probabilidades hay de que merezca la pena. Costos de electricidad cuando se compra de la red Cuando los precios de la electricidad suben, los propietarios de sistemas fotovoltaicos ahorran consumiendo la electricidad autogenerada. Se prevé que en los próximos años los precios de la electricidad sigan subiendo, por lo que muchos consideran las baterías solares una inversión inteligente. Tarifas de conexión a la red Cuanto menos reciban los propietarios de sistemas solares por kilovatio-hora, más les conviene almacenar la electricidad en lugar de inyectarla a la red. En los últimos 20 años, las tarifas de conexión a la red han disminuido de forma constante y seguirán haciéndolo. ¿Qué tipos de sistemas de almacenamiento de energía de baterías domésticas están disponibles?? Los sistemas de baterías de respaldo para el hogar ofrecen numerosas ventajas, como resiliencia, ahorro de costos y producción descentralizada de electricidad (también conocidos como "sistemas de energía distribuida doméstica"). ¿Cuáles son las categorías de baterías solares para el hogar? ¿Cómo elegir? Clasificación funcional por función de respaldo: 1. Fuente de alimentación UPS doméstica Este es un servicio de energía de respaldo de grado industrial que hospitales, salas de datos, gobiernos federales o mercados militares suelen requerir para el funcionamiento continuo de sus dispositivos esenciales y sensibles. Con una fuente de alimentación UPS doméstica, las luces de su hogar podrían no parpadear si falla la red eléctrica. La mayoría de los hogares no necesitan ni desean pagar por este nivel de confiabilidad, a menos que utilicen equipos médicos esenciales. 2. Fuente de alimentación 'interrumpible' (respaldo para toda la casa). El siguiente nivel de un SAI es lo que llamamos "sistema de alimentación interrumpible" o IPS. Un IPS permitirá que toda su casa siga funcionando con energía solar y baterías si se produce un corte de suministro eléctrico, pero experimentará un breve periodo (un par de segundos) en el que todo se volverá negro o gris mientras el sistema de respaldo entra en funcionamiento. Quizás tenga que reiniciar los relojes electrónicos que parpadean, pero aparte de eso, podrá usar todos sus electrodomésticos con normalidad mientras duren las baterías. 3. Suministro de energía en situaciones de emergencia (respaldo parcial). Algunas funciones de energía de respaldo funcionan activando un circuito de emergencia cuando detectan una interrupción en la red. Esto permite que los electrodomésticos conectados a este circuito (normalmente refrigeradores, luces y algunas tomas de corriente dedicadas) sigan funcionando con baterías o paneles fotovoltaicos durante el apagón. Este tipo de respaldo es probablemente una de las opciones más populares, asequibles y económicas para hogares de todo el mundo, ya que alimentar toda la casa con un banco de baterías las agota rápidamente. 4. Sistema solar y de almacenamiento parcialmente fuera de la red. Una última opción que podría resultar atractiva es un sistema parcialmente aislado de la red. Con un sistema parcialmente aislado de la red, el concepto consiste en crear una zona específica de la casa que funcione continuamente con un sistema de energía solar y baterías, lo suficientemente grande como para autoabastecerse sin consumir energía de la red. De esta manera, los electrodomésticos esenciales (refrigeradores, luces, etc.) permanecen encendidos incluso si la red falla, sin ninguna interrupción. Además, dado que la energía solar y las baterías están dimensionadas para funcionar indefinidamente sin la red, no habría necesidad de asignar el consumo de energía a menos que se conectaran dispositivos adicionales al circuito aislado. Clasificación según la tecnología química de las baterías: Baterías de plomo-ácido como respaldo de batería residencial 
Baterías de plomo-ácidoSon las baterías recargables más antiguas y de menor costo disponibles para el almacenamiento de energía en el mercado. Surgieron a principios del siglo pasado, en la década de 1900, y a día de hoy siguen siendo las baterías preferidas en muchas aplicaciones debido a su robustez y bajo costo. Sus principales desventajas son su baja densidad energética (son pesadas y voluminosas) y su corta vida útil, no aceptando un gran número de ciclos de carga y descarga, las baterías de plomo-ácido requieren de un mantenimiento regular para equilibrar la química en la batería, por lo que sus características la hacen inadecuada para descargas de frecuencia media a alta o aplicaciones que duren 10 años o más. También presentan la desventaja de una baja profundidad de descarga, que suele limitarse al 80 % en casos extremos o al 20 % en funcionamiento normal, para una mayor vida útil. La sobredescarga degrada los electrodos de la batería, lo que reduce su capacidad de almacenar energía y limita su vida útil. Las baterías de plomo-ácido requieren un mantenimiento constante de su estado de carga y deben almacenarse siempre en su máximo estado de carga mediante la técnica de flotación (mantenimiento de la carga con una pequeña corriente eléctrica, suficiente para anular el efecto de autodescarga). Estas baterías se encuentran en varias versiones. Las más comunes son las baterías ventiladas, que utilizan electrolito líquido, las baterías de gel reguladas por válvula (VRLA) y las baterías con electrolito integrado en una malla de fibra de vidrio (conocidas como AGM, malla de fibra de vidrio absorbente), que ofrecen un rendimiento intermedio y un coste menor en comparación con las baterías de gel. Las baterías reguladas por válvula están prácticamente selladas, lo que evita fugas y la desecación del electrolito. La válvula actúa liberando gases en situaciones de sobrecarga. Algunas baterías de plomo-ácido se desarrollan para aplicaciones industriales estacionarias y admiten ciclos de descarga más profundos. También existe una versión más moderna: la batería de plomo-carbono. Los materiales a base de carbono añadidos a los electrodos proporcionan mayores corrientes de carga y descarga, mayor densidad energética y una mayor vida útil. Una ventaja de las baterías de plomo-ácido (en cualquiera de sus variantes) es que no requieren un sistema sofisticado de gestión de carga (como ocurre con las baterías de litio, que veremos a continuación). Las baterías de plomo tienen una probabilidad mucho menor de incendiarse y explotar al sobrecargarse, ya que su electrolito no es inflamable como el de las baterías de litio. Además, una ligera sobrecarga no es peligrosa en este tipo de baterías. Incluso algunos controladores de carga cuentan con una función de ecualización que sobrecarga ligeramente la batería o el banco de baterías, logrando que todas las baterías alcancen la carga completa. Durante el proceso de ecualización, las baterías que se cargan completamente antes que las demás experimentan un ligero aumento de voltaje, sin riesgo, mientras la corriente fluye normalmente a través de la asociación en serie de elementos. De esta manera, podemos decir que las baterías de plomo tienen la capacidad de ecualizarse de forma natural, y los pequeños desequilibrios entre las baterías de una batería o entre las baterías de un banco no representan ningún riesgo. Actuación:La eficiencia de las baterías de plomo-ácido es mucho menor que la de las baterías de litio. Si bien la eficiencia depende de la velocidad de carga, generalmente se asume una eficiencia de ida y vuelta del 85 %. Capacidad de almacenamiento:Las baterías de plomo-ácido vienen en una variedad de voltajes y tamaños, pero pesan 2-3 veces más por kWh que las de fosfato de hierro y litio, dependiendo de la calidad de la batería. Costo de la batería:Las baterías de plomo-ácido son un 75 % más económicas que las de fosfato de hierro y litio, pero no se deje engañar por su bajo precio. Estas baterías no se cargan ni descargan rápidamente, tienen una vida útil mucho más corta, carecen de un sistema de gestión de baterías de protección y, además, pueden requerir mantenimiento semanal. Esto resulta en un costo total por ciclo superior al razonable para reducir los costos de energía o soportar electrodomésticos de alto rendimiento. Baterías de litio como respaldo de batería residencial 
Actualmente, las baterías de mayor éxito comercial son las de iones de litio. Tras su aplicación en dispositivos electrónicos portátiles, la tecnología de iones de litio ha incursionado en aplicaciones industriales, sistemas de energía, almacenamiento de energía fotovoltaica y vehículos eléctricos. Baterías de iones de litioSuperan a muchos otros tipos de baterías recargables en muchos aspectos, como la capacidad de almacenamiento de energía, el número de ciclos de trabajo, la velocidad de carga y la rentabilidad. Actualmente, el único problema es la seguridad: los electrolitos inflamables pueden incendiarse a altas temperaturas, lo que requiere el uso de sistemas electrónicos de control y monitoreo. El litio es el más ligero de todos los metales, tiene el mayor potencial electroquímico y ofrece densidades de energía volumétrica y másica más elevadas que otras tecnologías de baterías conocidas. La tecnología de iones de litio ha permitido impulsar el uso de sistemas de almacenamiento de energía, principalmente asociados a fuentes de energía renovables intermitentes (solar y eólica), y también ha impulsado la adopción de vehículos eléctricos. Las baterías de iones de litio utilizadas en sistemas de energía y vehículos eléctricos son de tipo líquido. Estas baterías utilizan la estructura tradicional de una batería electroquímica, con dos electrodos sumergidos en una solución electrolítica líquida. Los separadores (materiales aislantes porosos) se utilizan para separar mecánicamente los electrodos permitiendo al mismo tiempo el libre movimiento de iones a través del electrolito líquido. La función principal de un electrolito es permitir la conducción de la corriente iónica (formada por iones, que son átomos con exceso o defecto de electrones), al tiempo que impide el paso de electrones (como ocurre en los materiales conductores). El intercambio de iones entre los electrodos positivo y negativo es la base del funcionamiento de las baterías electroquímicas. La investigación sobre las baterías de litio se remonta a la década de 1970, y la tecnología maduró y comenzó a utilizarse comercialmente alrededor de la década de 1990. Las baterías de polímero de litio (con electrolitos de polímero) se utilizan actualmente en teléfonos, computadoras y diversos dispositivos móviles, reemplazando las antiguas baterías de níquel-cadmio, cuyo principal problema es el "efecto memoria", que reduce gradualmente la capacidad de almacenamiento. Esto ocurre cuando la batería se carga antes de descargarse por completo. En comparación con las baterías de níquel-cadmio más antiguas, especialmente las baterías de plomo-ácido, las baterías de iones de litio tienen una mayor densidad de energía (almacenan más energía por volumen), tienen un coeficiente de autodescarga más bajo y pueden soportar más ciclos de carga y descarga, lo que significa una larga vida útil. A principios de la década de 2000, las baterías de litio comenzaron a utilizarse en la industria automotriz. Alrededor de 2010, las baterías de iones de litio despertaron interés en el almacenamiento de energía eléctrica en aplicaciones residenciales y...sistemas ESS (sistema de almacenamiento de energía) a gran escala, principalmente debido al aumento del uso de fuentes de energía a nivel mundial. Energías renovables intermitentes (solar y eólica). Las baterías de iones de litio pueden tener diferentes rendimientos, vida útil y costos, según su fabricación. Se han propuesto diversos materiales, principalmente para electrodos. Normalmente, una batería de litio consta de un electrodo metálico a base de litio que forma el terminal positivo de la batería y un electrodo de carbono (grafito) que forma el terminal negativo. Según la tecnología empleada, los electrodos de litio pueden presentar diferentes estructuras. Los materiales más utilizados para la fabricación de baterías de litio y sus principales características son los siguientes: Óxidos de litio y cobalto (LCO):Alta energía específica (Wh/kg), buena capacidad de almacenamiento y vida útil satisfactoria (número de ciclos), adecuado para dispositivos electrónicos, la desventaja es la potencia específica (W/kg) Pequeña, reduciendo la velocidad de carga y descarga; Óxidos de litio y manganeso (LMO):permiten altas corrientes de carga y descarga con baja energía específica (Wh/kg), lo que reduce la capacidad de almacenamiento; Litio, níquel, manganeso y cobalto (NMC):Combina las propiedades de las baterías LCO y LMO. Además, la presencia de níquel en su composición contribuye a aumentar la energía específica, proporcionando una mayor capacidad de almacenamiento. El níquel, el manganeso y el cobalto pueden utilizarse en proporciones variables (para complementar uno u otro) según el tipo de aplicación. En general, esta combinación resulta en una batería con buen rendimiento, buena capacidad de almacenamiento, larga vida útil y bajo costo. Litio, níquel, manganeso y cobalto (NMC):Combina las características de las baterías LCO y LMO. Además, la presencia de níquel en su composición contribuye a aumentar la energía específica, proporcionando una mayor capacidad de almacenamiento. El níquel, el manganeso y el cobalto pueden utilizarse en diferentes proporciones según el tipo de aplicación (para favorecer una u otra característica). En general, esta combinación da como resultado una batería con buen rendimiento, buena capacidad de almacenamiento, larga vida útil y un coste moderado. Este tipo de batería se ha utilizado ampliamente en vehículos eléctricos y también es adecuada para sistemas estacionarios de almacenamiento de energía. Fosfato de hierro y litio (LFP):La combinación LFP proporciona a las baterías un buen rendimiento dinámico (velocidad de carga y descarga), una mayor vida útil y mayor seguridad gracias a su buena estabilidad térmica. La ausencia de níquel y cobalto en su composición reduce el coste y aumenta la disponibilidad de estas baterías para la fabricación en masa. Si bien su capacidad de almacenamiento no es la más alta, ha sido adoptada por fabricantes de vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía debido a sus numerosas ventajas, especialmente su bajo coste y su robustez. Litio y titanio (LTO):El nombre se refiere a baterías que tienen titanio y litio en uno de los electrodos, en sustitución del carbono, mientras que el segundo electrodo es el mismo que se utiliza en otros tipos (como las NMC: litio, manganeso y cobalto). A pesar de su baja energía específica (que se traduce en una menor capacidad de almacenamiento), esta combinación ofrece un buen rendimiento dinámico, buena seguridad y una vida útil considerablemente mayor. Las baterías de este tipo pueden soportar más de 10 000 ciclos de funcionamiento con una profundidad de descarga del 100 %, mientras que otros tipos de baterías de litio admiten alrededor de 2000 ciclos. Las baterías de LiFePO4 superan a las de plomo-ácido gracias a su altísima estabilidad de ciclo, máxima densidad energética y mínimo peso. Si la batería se descarga regularmente desde el 50 % de la DOD y se carga completamente, puede realizar hasta 6500 ciclos de carga. Por lo tanto, la inversión adicional se amortiza a largo plazo, y la relación calidad-precio se mantiene inmejorable. Son la opción preferida para uso continuo como baterías solares. Actuación:La carga y liberación de la batería tiene una efectividad de ciclo total del 98% y se carga y libera rápidamente en períodos de tiempo de menos de 2 horas, e incluso más rápido para una vida útil más corta. Capacidad de almacenamiento:Una batería de fosfato de hierro y litio puede tener más de 18 kWh, lo que utiliza menos espacio y pesa menos que una batería de plomo-ácido de la misma capacidad. Costo de la batería:El fosfato de hierro y litio tiende a costar más que las baterías de plomo-ácido, aunque generalmente tiene un costo de ciclo más bajo como resultado de una mayor longevidad.
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