En este artículo se analizan los sistemas de paneles solares interconectados que tienen la opción de un respaldo de energía, para que no te desconectes nunca
La mayoría de los sistemas de paneles fotovoltaicos conectados a la red en el mercado son sin baterías, esto significa que si se va la luz, entonces también las celdas solares se desconectan, lo cual puede ser un problema en lugares donde las fallas de energía son muy recurrentes y tarda mucho tiempo en reestablecerse.
Cada vez existen más opciones de inversores que puedan tener la opción de desconectarse de la red y emplear un respaldo de baterías para que el usuario no se quede sin energía.
Recordemos que los sistemas interconectados intercambian la energía generada por los paneles solares y un medidor la contabiliza, junto con la energía consumida, es decir, el medidor bidireccional, medirá en ambas direcciones la energía que entra y sale y CFE cobrará la diferencia si es en contra y te da un crédito en kwh si es a favor. A eso se le llama "NetBilling”, y consiste en que CFE proporciona crédito de facturación por cualquier excedente de energía eléctrica producida por el sistema que no fue consumida.
¿Cómo se hace el cálculo de la energía, para saber cuanto pagar?
La forma en como funcionan los paneles solares interconectados es dependiendo de tamaño del sistema fotovoltaico y los hábitos de consumo de energía, algunos sistemas pueden ganar el suficiente crédito durante los meses de verano (mayor producción) para compensar la baja producción en invierno, convirtiéndose en un consumidor de energía anual neta de cero, lo que también significa que su sistema de celdas solares genera toda la energía que consume, de tal forma que solo paga una cuota mínimo por estar conectado a la red, en el caso de México es comúnmente de $27 pesos mensuales.
Es decir: Energía consumida en kwh - (menos) Energía generada = Energía a pagar a CFE
Desventajas de un sistema interconectado
La desventaja de un sistema interconectado sin baterías es que el sistema se basa en la red para operar, por lo que si la red de suministro eléctrico se detiene trabajando, la casa también se queda sin energía a pesar de tener una fuente de poder (sistema FV) en el sitio. Para la mayoría de la gente, esto no es un gran problema porque los apagones son generalmente cortos de duración, pero hay situaciones en las que un hogar debe continuar utilizando la energía incluso cuando la red no está trabajando, como por ejemplo un equipo médico que salva vidas, equipos de mantenimiento, o los restaurantes y empresas de la industria alimentaria, para mantener los alimentos fríos.
Algunas casas o negocios podrían ser capaces de salir adelante con un sistema de alimentación ininterrumpida, pero, por desgracia, normalmente operan sólo el tiempo suficiente para desactivar correctamente las computadoras o los equipos electrónicos.
Desventajas de un sistema interconectado
La desventaja de un sistema interconectado sin baterías es que el sistema se basa en la red para operar, por lo que si la red de CFE se detiene trabajando, la casa también se queda sin energía a pesar de tener una fuente de poder (sistema FV) en el sitio.
Para la mayoría de la gente, esto no es un gran problema porque los apagones son generalmente cortos de duración y no muy comunes, pero hay situaciones en las que un hogar, oficina o industria, debe continuar operando utilizando la energía incluso cuando se haya ido la luz, como por ejemplo un equipo médico que salva vidas, equipos de mantenimiento, Call Centers o los restaurantes, hoteles y empresas de la industria alimentaria, en sus refrigeradores.
Esta desventaja se puede cubrir al usar inversor con respaldo de batería, de tal forma que nunca se queden sin energía.
Inversores interconectados con respaldo de baterías
Este tipo de sistemas son una combinación de paneles solares aislados e interconectados a CFE, es decir van a seguir necesitando un medidor bidireccional para contabilizar la energía saliente y la consumida.
El diseño de estos sistemas requiere un cálculo detallado del consumo responsable de energía que se va a respaldar, al igual que un sistemas fotovoltaico aislado, pues el banco de baterías tiene que ser dimensionado para este consumo, por lo que es recomendable dejar en un solo circuito eléctrico los equipos que serán respaldados.
Cargas críticas
Se refiere al consumo de los equipos que son indispensables para garantizar la operación de la empresa o en caso de una casa, para que se tenga lo mínimo indispensable para vivir sin peligro y grandes incomodidades.
En el caso de una oficina, por lo general los consumos críticos serán los servidores, equipo de cómputo, el sistema de internet y transmisión de datos así como el sistema de telefonía, de tal forma que garantice la operación, minimizando el consumo. No se deberán considerar como cargas críticas los aires acondicionados, elevadores, bombas y motores que tenga una alta demanda de energía.
En el caso de sistemas de celdas solares para casa, las cargas críticas podrían ser el refrigerador durante el día, lo que probablemente mantenga los alimentos suficientemente fríos para que pasen la noche hasta el día siguiente, el servicio de internet, sistema de alarma así como también pueden cargar teléfonos y otros dispositivos de batería.
Por último es importante considerar que la suma de todas las cargas no exceda la capacidad de respaldo del inversor, porque se podría dañar.
¿Cómo saber cuantas baterías voy a necesitar?
Los datos que se necesitan para diseñar tu banco de baterías son la suma del consumo de las cargas críticas y el tiempo promedio que normalmente se va la luz.
Se tiene que asumir que esa falla de energía es de noche y por lo tanto, las celdas solares no van a generar energía, es decir, ese es el estado más crítico que se debe de considerar para el cálculo.
Las cargas críticas en kwh multiplicado por las horas de respaldo, nos dará como resultado un total de kW que debe tener el banco de baterías.
¿Es conveniente invertir en un respaldo de energía?
Así que ¿por qué no todo el mundo incluye unas baterías de respaldo?
En primer lugar, incluir baterías añade complejidad a un sistema FV, lo que añade gastos.
En segundo lugar, los sistemas basados en baterías son hasta un 10% menos eficiente en comparación con los sistemas sin baterías, ya que parte de la energía se utiliza para mantener las baterías a pleno estado de carga y eso significa que menos energía sale a la red.
Cuanto mayor sea el banco de batería, mayor será el tiempo de descarga, pero también menor será la energía que se vaya a la red de CFE.
Por último, existen distintas tecnologías que se pueden usar en los que es un sistema aislado o con respaldo de energía, y dependiendo su tecnología, estas tendrán que sustituirse antes que el resto del equipo en el sistema,
Las baterías de ácido-plomo son las que menos duración tienen, pero si su descarga es solo ocasional, si vida útil se puede extender hasta 10 años, al final dependerá de la cantidad de los ciclos de descarga que tenga.
Hoy día, ya existen las baterías de litio que son muy recomendadas para proyectos fotovoltaicos de alta de demanda de ciclos de descarga y de larga duración, pues se pueden descargar hasta el 90% de su capacidad.
La decisión de invertir en un sistema híbrido depende de la necesidad que se tenga de respaldo de energía que va de la mano con la probabilidad y frecuencia de quedarse sin suministro eléctrico por parte de CFE.
Diagrama de un sistema interconectado con baterías de respaldo.
El el siguiente video, puedes ver la instalación de un sistema híbrido, que está interconectado a la red de CFE, pero cuenta con respaldo de energía para sus consumos básicos.
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