Definición de cargas para sistemas híbridos.

Es un lugar común en vida do integrador ser preguntado sobre sistemas híbridos como batería, a menudo incluso antes de empezar a negociar el sistema conectado a la red, que a su vez es mucho más popular en el mercado, tanto en términos de coste como de beneficio.

Las dudas empiezan no en la parte técnica del sistema, sino en la parte comercial: ¿Cómo abordar este tema? como ofrecer e cuando ofrecer um sistema híbrido?

En primer lugar, debemos entender que si en un sistema fotovoltaico conectado a la red sin baterías No podíamos tratar la venta como una receta de pastel, ahora estaremos seguros de que un sistema fotovoltaico conectado a la red con baterías no se parece en nada a una receta de pastel.

Naturalmente, hay un costo diferente para  implementación de eso sistema, especialmente para el inversor y las baterías. Ahora podemos hacer aquí quizás la observación más importante: cuanto mayor sea la potencia de respaldo y la autonomía, mayor será el coste, ya que tendremos un mayor inversor y también un mayor sistema de almacenamiento.

La Figura 1 muestra ejemplos de baterías de litio y plomo-ácido.

El punto más importante a la hora de elaborar un presupuesto para un sistema fotovoltaico híbrido con almacenamiento de energía dependerá directamente de las cargas de respaldo.

Estos cargos definirán el dimensionamiento del banco de baterias y también el inversor y, en consecuencia, la base del presupuesto de un sistema híbrido. En este contexto, es claro que cada proyecto tendrá un perfil único, que dependerá de las particularidades de cada cliente.

Es habitual dimensionar los sistemas de red en función del consumo medio histórico extraído de la factura energética.

Sin embargo, al dimensionar sistemas híbridos con almacenamiento de energía, dos clientes pueden tener exactamente el mismo historial de consumo y tener sistemas completamente diferentes. Ya que dependerá de la perfil de consumo de este cliente y la cantidad de cargas de respaldo que desea tener.

La Figura 2 presenta un ejemplo de una factura de energía con el historial de consumo.

En una reunión de negocios, donde se pretende Permitir la implementación de un sistema híbrido. como almacen de energia, es importante comprobar algunos aspectos técnicos, como por ejemplo:

1. ¿Cuál es el voltaje de las cargas de respaldo?
2. ¿Qué dispositivos eléctricos se utilizarán para respaldar el sistema híbrido?
3. ¿Cuál es la energía de respaldo?
4. ¿Cuánto tiempo quieres tener esa energía de respaldo?
5. ¿Con qué frecuencia son los cortes de energía?
6. ¿Cuánto dura en promedio un corte de energía?
7. ¿Cuál es el mejor lugar para colocar de forma segura el inversor y las baterías?

Una vez que se hayan respondido estas preguntas, también se debe observar el marco general de bajo voltaje (QGBT) del cliente, para saber si será necesaria la separación de circuitos para dar servicio a cargas de respaldo.

Por ejemplo, se puede separar un mismo circuito que da servicio a varias cargas de la cocina para que quede un circuito exclusivo para alimentar refrigeradores y congeladores, que son las cargas que el cliente decidió utilizar como respaldo.

Las preguntas 2, 3 y 4, enumeradas anteriormente, sirven como parámetros para definir la potencia y energía del sistema híbrido. Las preguntas 5 y 6 sirven para comprender las necesidades del cliente y preparar un proyecto optimizado, con el objetivo de mitigar el dolor del cliente y preparar un presupuesto más asertivo.

Este detalle debe estar bien definido para que no haya frustración en el cliente respecto al tamaño del sistema y la capacidad de cubrir las necesidades planteadas.

Un análisis más cuidadoso permitirá la creación de un proyecto optimizado, que satisfaga las necesidades técnicas y al mismo tiempo tenga mayor atractivo.

Un aspecto a tener en cuenta es que, en la etapa de preparación de la lista de cargas que se colocarán en respaldo, el cliente suele terminar colocando un número elevado de cargas, lo que normalmente lleva a dimensionar un sistema híbrido con tamaños muy grandes. almacenamiento.

Esto impactará la inversión para adquirir el sistema, es decir, el aporte financiero del cliente tendrá que ser alto y puede hacer inviable la inversión. Corresponde al integrador guiar al cliente y presentar una solución técnica optimizada que satisfaga las necesidades del proyecto y sea financieramente viable.

Al momento de definir cargas de respaldo con el cliente, es importante dejar claro que la cantidad de estas cargas y el tiempo estipulado de uso en modo respaldo es una premisa importante del proyecto, y que, en los casos en que no exista red eléctrica y El funcionamiento en modo backup es backup, un uso deliberado de energía puede resultar en tiempos de suministro más cortos en estas ocasiones, ya que la batería tiene una capacidad limitada.

Avanzando en el tema y hablando un poco de los tipos de baterías utilizadas en estos proyectos, cabe destacar las baterías de plomo ácido y su profundidad de descarga. Profundidades de descarga superiores al 60% de su capacidad total de almacenamiento tienen un severo impacto en su vida útil.

Esto significa que este tipo de tecnología de batería, si es la opción de elección para su uso, debe estar bien dimensionada considerando una profundidad de descarga para que la vida útil de la batería dure lo programado.

La Figura 3 presenta una curva con la vida útil de la batería de plomo ácido en número de ciclos en relación a la profundidad de descarga utilizada.

En este punto destacamos que un cliente que sufre ausencias diariasUn cliente con una duración considerable sufrirá un mayor impacto que un cliente con pocas ausencias mensuales de menor duración, ya que esto puede provocar que la batería se agote más.

Por lo tanto, se debe prestar mucha atención, porque, si el cliente puede adquirir el sistema con estas baterías y comenzar a utilizar mucho más de lo planeado, ya sea en potencia o energía, todo el banco de baterías podría ser reemplazado de manera prematura, frustrante. planos del proyecto.

En PHB trabajamos con inversores híbridos monofásicos y bancos de 48V, por lo tanto, si se utilizan baterías de plomo ácido, el banco mínimo debe ser de 4 baterías de 12V en serie. Si se utiliza una batería de iones de litio, no es necesaria la asociación en serie, ya que la batería ya tiene en sus terminales la tensión de salida necesaria para ser compatible con la entrada del inversor.

En el caso de baterías de plomo ácido, los bancos se pueden ampliar hasta un total de 16 unidades (4 juegos de 4 baterías en serie paralelo). En el caso de las baterías de iones de litio se pueden asociar hasta 6 baterías en paralelo.

La Figura 4 presenta una curva con el número de ciclos de una batería de iones de litio en relación con su estado de salud (state of life) al considerar una profundidad de descarga (DoD) del 90%, común para las baterías de iones de litio.

Aún en esta imagen se puede observar una gran ventaja de las baterías de litio, su durabilidad, ya que tienen una alta profundidad de descarga y sin embargo un mayor número de ciclos de vida útil que las baterías de plomo-ácido.

Respondiendo a la última pregunta, la pregunta 7 listada al inicio de este texto, en los sistemas híbridos con almacenamiento en baterías existe un mayor volumen de equipos, en comparación con los sistemas ongrid, precisamente por la presencia de baterías. Por lo tanto, se debe proporcionar una ubicación segura y/o incluso proponer ajustes al cliente para crear un ambiente adecuado para instalar el nuevo sistema.

La imagen de la Figura 5 muestra un ejemplo de configuración y ubicación de almacenamiento del sistema con baterías.

En cuanto a los inversores híbridos, PHB ofrece diferentes modelos. El inversor híbrido PHB3548-ES, que cuenta con 3500W de potencia y un voltaje de puerto de respaldo de 127V, y los inversores PHB3648-ES y PHB6048-ES, con potencias de 3600W y 6000W, respectivamente, ambos operando a un voltaje de 220V.

Así, respondiendo la pregunta número 1 al inicio de este artículo sobre el nivel de voltaje de las cargas de respaldo, si el nivel de voltaje de las cargas es de 127V, el modelo PHB3548-ES puede alimentar estas cargas sin el uso de transformadores, ya que tiene voltaje de salida. de 127V. Si se cuenta con equipos en ambos niveles de voltaje (127V y 220V), se recomienda utilizar el inversor híbrido de la línea 220V con el uso de un autotransformador, que también está disponible con el kit.

Para concluir este artículo, se demostrarán dos ejemplos diferentes. La siguiente tabla presenta dos casos, A y B. En el caso A, se presenta una lista de cargas con sus potencias y se debe estimar la energía que se debe dimensionar el sistema de respaldo para tener 6 horas de autonomía. En el caso B, existen las mismas cargas, pero con diferentes potencias y la autonomía del sistema de respaldo será de 10 horas.

Para el caso A, utilizando las 6 horas de respaldo, hay un total de 4,08 kWh de energía. Para el caso B, considerando 10 horas de autonomía, resultaría una energía de 24,3kWh.

El sistema de baterías debe dimensionarse para cubrir este volumen de energía, pero se puede observar que existe una gran diferencia entre los valores. En este análisis, el tamaño del número de baterías será muy diferente entre los casos A y B, debido a la potencia de cada carga y a la autonomía requerida en cada caso.

Este detalle muestra cuán relevante es la relación entre el perfil de carga y el comportamiento del cliente que impacta directamente en el tamaño del sistema de almacenamiento.

El perfil de consumo del cliente es único y por tanto cada proyecto tendrá sus particularidades y dimensión. Las desviaciones en el tiempo de consumo utilizando cargas en modo respaldo pueden provocar que el sistema previamente diseñado no atienda correctamente al cliente como estaba inicialmente programado.

Las cargas de baja potencia utilizadas durante este período siempre tendrán un menor impacto en la descarga de la batería, pero el cliente debe ser consciente de la importancia de su perfil de consumo para la durabilidad del sistema según el proyecto.

Esto representa una diferencia sustancial en la lista de materiales y el costo de implementación de sistemas híbridos, y la selección de cargas define en última instancia el cierre del trato.

En primer lugar, el cliente se ve inducido a extravagancias infundadas, y la negociación se guía por el conocimiento técnico del mercado, lo que produce resultados positivos, y la especulación sin conocimiento lleva al cliente a permanecer al margen, desconfiado.

También cabe destacar que PHB cuenta con un sistema UPS solar exclusivo, que permite crear un sistema de respaldo para los clientes que ya tienen un sistema on-grid en funcionamiento, reutilizando el inversor y módulos ya instalados y creando una red separada para suministrar prioridad. cargas en caso de corte de energía en la red del concesionario. Cubrimos esta solución en detalle. en este artículo e en este seminario web.

En nuestra plataforma de ventas proporcionamos una tabla para facilitar la definición del banco de baterías y contamos con un equipo de ingenieros para analizar las mejores soluciones para atender los diferentes casos. También vale la pena recordar que para sistemas grandes tenemos el contenedor de energía que comentamos en otros artículos, aquí mismo en Canal Energía solar.

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