BESS significa "Sistema de Almacenamiento de Energía en Batería" y va mucho más allá del mero almacenamiento de energía eléctrica, como una simple batería. Estos sistemas utilizan grupos de baterías conectados en red para almacenar electricidad de forma eficiente y liberarla de nuevo cuando sea necesario. Un BESS típico puede constar de más de 100.000 celdas de batería de iones de litio, que se combinan en módulos y se disponen en bastidores. En Almacenamiento de baterías a gran escala se caracterizan por el uso de un sistema de gestión de baterías (BMS) o un sistema de gestión de la energía (EMS) como BESS. Gracias a su rapidísimo tiempo de respuesta de solo 10 milisegundos, pueden compensar las fluctuaciones de la red, integrar mejor las energías renovables y reducir los costes energéticos.
¿Por qué son importantes los BESS?
La transición energética y la expansión de las energías renovables requieren Soluciones de almacenamiento flexibles. Como la energía eólica y la solar no se generan constantemente, un BESS puede almacenar la energía sobrante y disponer de ella más tarde. Como resultado, estabilizan las redes eléctricas públicas e internas y pueden servir como fuente de energía de emergencia o de reserva. También permiten el funcionamiento autónomo para que las empresas puedan operar temporalmente con independencia de la red pública.
A través de Limitación de picos de carga y Cambio de carga (Reducción de picos y cambio de carga), los BESS contribuyen a reducir los precios de la electricidad y las cargas de la red. Al mismo tiempo, aumentan el autoconsumo de los sistemas fotovoltaicos, lo que significa que hay que extraer menos electricidad de la red. Además, los Estrategias de arbitraje reducir los costes de adquisición de electricidad almacenando electricidad más barata y utilizándola más adelante. Además, al comercializar las capacidades de almacenamiento en el Controlar el mercado de la energía Ingresos adicionales.
Todas estas ventajas contribuyen a un funcionamiento más estable de la red, reducen la dependencia de los combustibles fósiles y permiten a las empresas, en particular, utilizar su energía solar autogenerada de forma más eficiente.
Funcionalidad y estructura de un BESS
Un BESS inteligente almacena energía eléctrica cuando el suministro eléctrico es alto o el precio de la electricidad es bajo y la libera de nuevo cuando es necesario. Esto permite un uso eficiente de las energías renovables y la estabilización de la red eléctrica. La estructura de un BESS consta de varios componentes centrales:
Células de batería
La atención se centra en el Células de bateríaque, según la aplicación, suelen basarse en la tecnología de iones de litio o de iones de sodio. La elección de la tecnología de almacenamiento depende de factores como el rendimiento, el contenido energético, la vida útil y los costes. Mientras que las baterías de plomo-ácido se utilizaron en las centrales eléctricas de almacenamiento en batería en la década de 1980, las baterías de níquel-cadmio y sodio-azufre se utilizaron más tarde. Desde 2010, las baterías de iones de litio se han hecho cada vez más populares, ya que sus costes han disminuido considerablemente debido a la creciente industria de los vehículos eléctricos. Hoy en día, las baterías de iones de litio son la tecnología dominante para BESS, ya que ofrecen una alta densidad de energía, una larga vida útil y una alta eficiencia.
Inversor
Dado que las pilas almacenan y liberan energía electroquímica en forma de corriente continua (CC), son Inversor necesarios para convertir la electricidad en corriente alterna (CA), que se utiliza en la red eléctrica. Mecanismos de seguridad adicionales, como sistemas de extinción de incendios, protección contra sobretensiones y control de la temperatura, protegen el sistema de pérdidas de energía o fallos. Para minimizar los riesgos y proteger los componentes de influencias externas, los BESS suelen alojarse en edificios separados, como almacenes o contenedores.
Sistema de gestión de baterías (BMS)
Otro componente clave que distingue un BESS de un simple sistema de almacenamiento de baterías es el sistema de gestión de baterías (BMS). Este sistema supervisa y controla el proceso de carga y descarga de las celdas de la batería para optimizar aún más su rendimiento. Eficacia y Vida útil al máximo. Para ello, el BMS mide continuamente parámetros importantes como la tensión, la corriente y la temperatura de cada célula y garantiza que la batería se mantenga dentro de unos límites de funcionamiento seguros. También equilibra los voltajes de las celdas para garantizar un envejecimiento uniforme de las mismas y optimiza la capacidad de todo el sistema de almacenamiento. Esto minimiza riesgos como la sobrecarga o la descarga profunda.
Sistema de gestión de la energía (SGE)
Un complemento útil de un SGE es un sistema de gestión de la energía (SGE) de nivel superior, como el CUBE EficienciaUnidad. Mientras que el BMS supervisa la seguridad interna y la eficiencia de la batería, el EMS controla el todo el sistema energético de una empresa y optimiza el flujo de energía en coordinación con otros sistemas. Decide de forma inteligente cuándo cargar o descargar el BESS en función de factores externos como los precios de la electricidad, la carga de la red, las previsiones meteorológicas y la demanda local de energía. El EMS se comunica directamente con el BMS y el inversor para optimizar la estrategia de almacenamiento en función de la generación de energía disponible, por ejemplo, de sistemas fotovoltaicos o centrales eólicas.
La combinación de BMS y EMS garantiza que una BESS no sólo funcione de forma segura y eficiente, sino que también lo haga de forma económicamente viable. Mientras que el BMS protege y optimiza el estado de la batería, el EMS garantiza un control inteligente de todo el sistema energético para reducir costes, aliviar la carga de la red y permitir el máximo aprovechamiento de las energías renovables.
Tecnologías y materiales utilizados en las baterías
Los BESS se basan en distintas tecnologías de baterías que difieren en términos de eficiencia, coste, vida útil y ámbito de aplicación. Los tipos de baterías más utilizados son Baterías de iones de litioya que ofrecen una alta densidad energética, una larga vida útil y ciclos rápidos de carga y descarga. Sin embargo, se componen de materias primas escasas como el litio, el cobalto, el níquel, el manganeso y el aluminio.
Una alternativa prometedora son Baterías de iones de sodio Son más seguras que las baterías de iones de litio, pero tienen una menor densidad energética, lo que significa que ocupan más espacio. Las grandes empresas industriales suelen utilizar Baterías de flujo redox . Esta tecnología se caracteriza por una vida útil especialmente larga, ya que la reacción electroquímica tiene lugar en electrolitos líquidos fuera de las propias celdas de la batería. Son flexibles y escalables, pero también relativamente caras.
Una tecnología más antigua pero probada son Baterías de plomo-ácido. Son rentables y robustas, pero tienen una densidad energética significativamente menor, una vida útil más corta y unos costes de mantenimiento más elevados en comparación con las tecnologías de baterías modernas. En general, la elección de la tecnología de baterías adecuada depende de varios factores, como el coste, la seguridad, la densidad energética y la vida útil, y debe estudiarse detenidamente.
Ventajas del BESS para las empresas
Dependiendo de la ubicación, los sistemas de almacenamiento en baterías ofrecen distintas ventajas. Los llamados grandes. Sistemas In-Front-of-the-Meter (FTM)que están directamente conectadas a la red eléctrica pública ayudan sobre todo a las empresas de la industria y el sector energético. Contribuyen sobre todo a estabilizar la red, reduciendo los cuellos de botella y suministrando energía en momentos de gran demanda. También sirven como reserva y fuente de energía de emergencia, lo que mejora la seguridad del suministro. Otra ventaja es la posibilidad de almacenamiento estacional de energía, que permite a las empresas utilizar eficientemente el excedente de energía renovable. También pueden generar ingresos adicionales proporcionando energía de compensación o transacciones de arbitraje en el mercado de la electricidad.
Sistemas "detrás del contador" (BTM)instalados directamente en los locales de una empresa ofrecen al operador ventajas económicas. Permiten optimizar el autoconsumo almacenando eficazmente la energía solar y reduciendo así las compras a la red y los costes energéticos. Las elevadas tarifas de red pueden evitarse limitando los picos de carga, mientras que la función de alimentación ininterrumpida salvaguarda los procesos críticos incluso durante las fluctuaciones de la red. Un BESS es especialmente ventajoso para las empresas con infraestructuras de carga para movilidad eléctrica, ya que garantiza un suministro de energía estable y eficiente sin sobrecargar la conexión a la red. Si la ley lo permite, las empresas pueden verter el excedente de energía a la red y generar así ingresos adicionales.
Sistemas BESS combinados
También es posible una combinación de sistemas FTM y BTM como BESS. El resultado es Efectos sinérgicosque permiten un uso más eficiente de la energía. Una ventaja clave de la combinación es la Mayor flexibilidadya que tanto las necesidades energéticas a gran escala como las locales pueden controlarse de forma óptima. Un EMS moderno coordina la utilización de ambos tipos de almacenamiento y garantiza una distribución inteligente de la energía almacenada. Especialmente en centrales eléctricas virtuales Los sistemas BTM se conectan en red con componentes FTM para ofrecer servicios de red y generar ingresos adicionales.
En la práctica, cada vez más Soluciones híbridasen los que se combinan grandes sistemas de almacenamiento FTM con sistemas BTM más pequeños. Estos modelos garantizan un suministro fiable de la red y, al mismo tiempo, ofrecen a las empresas la oportunidad de aumentar su autonomía energética. La combinación de ambos enfoques crea un BESS potente y sostenible que responde a los retos de la transición energética.
Retos y soluciones en el BESS
En la actualidad, algunos proyectos de BESS siguen enfrentándose a retos económicos, técnicos y normativos. El sitio volatilidad de los precios de la energía dificultan la rentabilidad, por lo que los operadores apuestan por modelos de ingresos estables y la máxima optimización del rendimiento. El sitio Aumento de la complejidad del sistema y el redes inadecuadas requieren un control eficaz y estrictos controles de calidad. Largos procedimientos de autorización ralentizan los proyectos, pero los nuevos diseños de sistemas y las nuevas iniciativas políticas aceleran su implantación. Aunque las baterías de iones de litio siguen dominando, las alternativas de iones de sodio son cada vez más importantes. La integración en la red de grandes capacidades de almacenamiento está siendo impulsada por los primeros proyectos a gran escala. Las garantías flexibles y basadas en el uso garantizan una mayor adaptabilidad. Los avances tecnológicos y los ajustes normativos amplían constantemente el potencial de los BESS.
Futuro y desarrollo del mercado
El mercado de BESS se encuentra en una fase de crecimiento dinámico y se espera que alcance los 114.050 millones de dólares en todo el mundo en 2032, con una tasa de crecimiento anual del 1,5%. Tasa de crecimiento de 20,88 %. En Alemania, se espera que la capacidad de almacenamiento a gran escala aumente hasta unos 7 gigavatios hora en 2026. quintuplicado. Este crecimiento está impulsado por la creciente integración de las energías renovables, la necesidad cada vez mayor de estabilidad de la red y la creciente demanda de almacenamiento de energía a escala de suministro. Además, los avances en la tecnología de almacenamiento y las economías de escala están provocando un descenso de los costes: las previsiones asumen un Reducción de los costes de almacenamiento para grandes sistemas en torno a hasta 30 % para 2030. Desde una perspectiva regional, Norteamérica y Europa están invirtiendo mucho en la expansión de BESS, siendo Alemania uno de los mercados de más rápido crecimiento. China sigue liderando la producción mundial y es un motor clave del escalado industrial.
BESS: más que soluciones de almacenamiento
Los BESS son mucho más que simples soluciones de almacenamiento: son un componente central de la transición energética. Gracias a su capacidad para almacenar electricidad de forma flexible y suministrarla de manera selectiva, contribuyen de manera significativa a la estabilidad de la red, la integración de las energías renovables y la optimización de los costes energéticos. A pesar de los retos económicos y normativos, el mercado está creciendo rápidamente, impulsado por las innovaciones tecnológicas, el aumento de la demanda y las medidas de apoyo político. Tanto las empresas como los proveedores de energía se benefician de la versatilidad de los BESS modernos, que permiten un suministro energético sostenible, económico y seguro. En los próximos años, su papel seguirá creciendo en importancia y desempeñarán un papel decisivo en el impulso de la transición hacia una infraestructura energética descentralizada y renovable.