Potencia secundaria

El uso de sistemas fotovoltaicos con baterías es una práctica consolidada. Inicialmente, las baterías de plomo-ácido se utilizaban para almacenar energía eléctrica, posibilitando su utilización en periodos sin generación. Los sistemas fuera de la red utilizaron ampliamente esta tecnología de almacenamiento, ya que era, en ese momento, la alternativa más adecuada y accesible. Sin embargo, se sabe que debido a características inherentes a la química y a los procesos de producción, estas baterías ya no son la mejor opción para este tipo de aplicaciones. La intolerancia a las condiciones de funcionamiento cíclicas, la mayor susceptibilidad a temperaturas más elevadas, el peso y tamaño excesivos, incluso para capacidades menores, y la falta total de seguimiento y control del funcionamiento siempre han sido propiedades adversas que han contribuido a la ineficiencia y falta de fiabilidad de los sistemas de baterías. En este contexto, no se abordarán los análisis químicos o mecánicos de las baterías en cuestión, pero se destaca la ausencia de sistemas adecuados de seguimiento y control operativo. Las baterías de plomo-ácido son dispositivos puramente electroquímicos, diseñados sin sistemas de monitoreo o control de funcionamiento. Algunos modelos incorporan soluciones de seguridad mecánica, como protección contra incendios o explosiones, pero no disponen de interfaces o dispositivos capaces de informar al inversor de parámetros como el estado de carga, vida útil, condiciones de operación o incluso la confirmación de la conexión al sistema. Con el avance de la tecnología incorporada a los inversores a lo largo del tiempo, estos dispositivos se han vuelto capaces de obtener, aunque de forma indirecta, cierta información relevante sobre las baterías conectadas a ellos. Estos inversores monitorizan parámetros como el voltaje y la corriente de la batería, pudiendo estimar su estado de carga. Sin embargo, por tratarse de una lectura indirecta y empírica, esta información no siempre era precisa, lo que, en algunos casos, comprometía la confiabilidad del sistema. Con la consolidación de las baterías de litio en el mercado, estos dispositivos comenzaron a ofrecer mayor eficiencia, mayor vida útil y mayor resistencia a altas temperaturas, además de incorporar circuitos electrónicos encargados de monitorear, controlar y brindar información sobre el estado operativo de las baterías. Con la llegada de las baterías de litio surgió también la posibilidad de comunicación directa con inversores, lo que contribuyó a instalaciones más eficientes, seguras y con un mayor nivel de automatización. Esta comunicación permite el intercambio de información crucial sobre el estado de la batería, como el nivel de carga (SoC – State of Charge), la corriente máxima admitida, el estado de alarma y el estado de salud de la batería (SoH – State of Health), optimizando así el proceso de carga y descarga y protegiendo la batería, el inversor y el sistema en su conjunto contra daños. Ahora, de forma directa y en tiempo real, la batería informa al inversor de una serie de datos y parámetros que permiten una toma de decisiones más asertiva que antes, cuando todo era indirecto o empírico. El circuito electrónico que realiza el monitoreo se conoce como BMS (Battery Management System) y generalmente es un sistema basado en un microprocesador que realiza las funciones de monitorear el funcionamiento y estado de las celdas de litio, controla los procesos de carga y descarga de dichas celdas, protege el funcionamiento general de la batería y tiene la posibilidad de reportar una serie de parámetros a través de un puerto de comunicación. Estos parámetros pueden ser transmitidos e interpretados por los inversores fotovoltaicos, que utilizan sus algoritmos internos para identificar los puntos ideales de funcionamiento de las baterías, como la corriente de carga más adecuada, el momento justo para detener la recarga para evitar la sobrecarga, comprobar el estado de carga y la cantidad de energía almacenada, todo ello de forma directa y precisa. La llegada de la comunicación entre inversores y baterías ha permitido un salto tecnológico y de calidad nunca visto hasta ahora. La comunicación también garantiza la compatibilidad entre diferentes marcas y modelos de inversores y baterías, ya que los fabricantes pueden certificar sus productos para funcionar juntos. ¿Y cómo se realiza esta comunicación? A través de un medio físico y un protocolo de comunicación. El medio físico es por donde viajarán las señales eléctricas que transportarán la información. El protocolo de comunicación es la organización lógica de cómo se entregará la información para garantizar que tanto el inversor como la batería puedan interpretar correctamente la información. Es más o menos como la comunicación entre personas. El medio físico puede ser un documento escrito, un correo electrónico, un discurso, gestos o cualquier otra forma de compartir información. El protocolo de comunicación consiste en las reglas "gramaticales" y el "vocabulario" que permiten a un individuo entender a otro. Es común comparar los diferentes protocolos de comunicación con los diferentes idiomas que se hablan alrededor del mundo. Para iniciar la comunicación entre baterías e inversores, ambos deben tener el mismo medio físico para la interconexión. Normalmente, este medio físico es un puerto de comunicación RS-485 estándar o un puerto CAN. Ambos tienen que ser compatibles entre sí. Si la batería “habla” a través de un puerto CAN, el inversor también debe “hablar” CAN. Estos dos son los estándares más comunes para inversores fotovoltaicos y se pueden encontrar en varios modelos de baterías. La mayor diversidad radica en el protocolo de comunicación. Es común que cada fabricante de baterías o inversores cree su propio protocolo para satisfacer mejor las necesidades de sus equipos y sus intereses. No existe un protocolo estándar ni uno regido por una norma, pero sí es común encontrar algunos que son los más utilizados. Existen inversores que adoptan los protocolos más comunes del mercado para asegurar una mayor posibilidad de compatibilidad con diferentes baterías y de diferentes fabricantes. Lo mismo ocurre con las baterías. Lo importante es que las baterías y los inversores de una misma instalación sean compatibles, que “hablen” el mismo lenguaje y utilicen el mismo medio físico. Para conseguirlo, los fabricantes de estos equipos trabajan conjuntamente para asegurar la compatibilidad entre ellos y garantizar una correcta comunicación. Al instalar una batería de litio con un inversor, es fundamental comprobar primero la compatibilidad entre los equipos. Luego de esta confirmación se realizan las conexiones de alimentación y los cables de comunicación, que generalmente utilizan pares trenzados con conectores RJ-45, similares a los utilizados en redes de computadoras. Sin embargo, puede haber algunas variaciones en este patrón. Luego de la conexión física entre los dispositivos se deberá configurar en el inversor el modelo de batería utilizado o el protocolo de comunicación correspondiente. Con este paso completado el sistema está listo para funcionar. Algunos inversores dependen necesariamente de la comunicación con baterías para funcionar, lo que resalta la relevancia y centralidad de esta interfaz en el sistema. En el laboratorio de desarrollo de SecPower se reciben varios inversores de diferentes marcas y modelos para realizar ajustes y pruebas que aseguren la correcta comunicación con las baterías de la empresa. Es un trabajo detallado que implica muchas pruebas y procedimientos, pero es esencial para la seguridad y eficiencia de las instalaciones. Hoy en día, las baterías SecPower, ya sean de bajo voltaje o de alto voltaje, son compatibles con más de 30 marcas y modelos de inversores, los principales vendidos en el país. Antes de utilizar una batería de litio con un inversor fotovoltaico, es imprescindible comprobar primero la compatibilidad entre los dispositivos. Esta información puede obtenerse de los fabricantes o de sus representantes autorizados.

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