Emmagatzematge d'energia solar: fora de xarxa respecte a connectat a xarxa

En el món d'avui, l'energia solar continuarà sent la solució renovable per antonomàsia a la qual la majoria de persones recorreran. És important entendre els tipus més bàsics de sistemes. En aquest sentit, centrarem la discussió en els sistemes d'emmagatzematge d'energia solar, concretament en els sistemes aïllats de la xarxa (off-grid) i els sistemes connectats a la xarxa (grid-tied). Els sistemes aïllats de la xarxa no es connecten a la xarxa pública, mentre que els sistemes connectats a la xarxa sí ho fan. Els sistemes aïllats de la xarxa són energèticament autònoms i consten de panells solars, bateries i invertidors que satisfan les necessitats energètiques. Els sistemes connectats a la xarxa depenen de la xarxa pública i tenen la capacitat d'extreure energia d'aquesta quan la producció solar dels panells és baixa, i d'injectar-hi energia quan la producció és elevada. Els sistemes aïllats de la xarxa són ideals per a zones remotes on no es disposa d'accés a la xarxa, però aquests sistemes requereixen bancs de bateries per emmagatzemar energia durant la nit i en períodes nubosos. En entorns suburbans i urbans, els sistemes connectats a la xarxa funcionen millor, ja que aquestes àrees sí disposen d'emmagatzematge amb bateries i no han de preocupar-se per la xarxa.

Avantatges tècnics dels sistemes d'emmagatzematge d'energia solar fora de xarxa

Quan es tracta d'ús independent d'energia, els sistemes d'emmagatzematge solar fora de xarxa tenen avantatges tècnics únics. L'avantatge més important és la independència energètica total, que protegeix els usuaris dels alts preus de l'electricitat, els tallats de subministrament i les tarifes elèctriques inconstants. Aquests sistemes utilitzen bateries LiFePO4, que ofereixen més de 6000 cicles i una gran resistència a temperatures extremes. Els sistemes intel·ligents de gestió de bateries (BMS) integrats a les bateries cobreixen els escenaris més habituals de mal funcionament de les bateries, com ara la sobrecàrrega, les temperatures elevades i els curtcircuits.

Un altre avantatge principal és l’escalabilitat dels sistemes solars aïllats de la xarxa. Les comunitats remotes, les cases rurals i les operacions comercials situades en zones allunyades poden instal·lar sistemes solars aïllats i, posteriorment, ampliar-los amb bateries o panells addicionals per fer front a una demanda energètica creixent. Els sistemes aïllats també destaquen per la seva silenciositat. Aquest aspecte és especialment important en aquells emplaçaments amb bones condicions solars que coincideixen amb àrees residencials o zones sensibles al soroll, ja que aquests sistemes incorporen components de qualitat, cèl·lules de litio-ion potents i electrònica de potència eficient, cosa que minimitza els requisits de manteniment.

Avantatges dels sistemes d’emmagatzematge d’energia solar connectats a la xarxa

Quan es consideren sistemes d'emmagatzematge d'energia solar, els sistemes solars connectats a la xarxa poden oferir als usuaris avantatges d'una naturalesa específicament tècnica, en termes de com es connecten a la xarxa. Des d'una perspectiva tècnica, l'estalvi de costos o l'eficiència econòmica és un gran incentiu: com que els usuaris opten per utilitzar la xarxa com una bateria virtual, poden prescindir de grans sistemes d'emmagatzematge in situ, el que redueix els costos. Aquests usuaris poden participar en la facturació neta, que consisteix a vendre a la xarxa l'energia excedent que generen. Això comporta estalvis en els costos energètics i redueix el temps total necessari per recuperar la inversió inicial. En resum, la senzillesa de la instal·lació es pot atribuir a l'absència de generadors de reserva o de grans sistemes de bateries.

Els sistemes connectats a la xarxa d'avui en dia poden utilitzar tecnologia intel·ligent, que permet als usuaris visualitzar tota l'energia que es produeix, es consumeix i s'utilitza en temps real a la xarxa. Aquesta capacitat ofereix als usuaris l'oportunitat d'optimitzar el consum d'energia de manera que facin servir més energia solar i menys energia de la xarxa. Això redueix la sobrecàrrega de la xarxa i incrementa l'ús d'energies renovables, cosa que constitueix una forma de suport a la xarxa. Aquests sistemes es poden integrar als sistemes de xarxa actuals. Tenen certificacions UL, CE i RoHS.

En l'ús diari, els sistemes aïllats de la xarxa han estat essencials per a operacions remotes. La llarga vida útil del cicle del sistema i la seva resistència a les condicions meteorològiques van proporcionar una energia ininterrompuda que va substituir els costosos generadors dièsel i va eliminar les emissions de carboni. Els usuaris van assenyalar una millora de la consistència i estalvis apreciables a llarg termini, demostrant que el sistema resolia eficaçment les preocupacions relacionades amb els sistemes aïllats de la xarxa.

Els sistemes connectats a la xarxa han esdevingut populars entre els propietaris d'empreses i d'habitatges urbans. Una petita botiga minorista va instal·lar un sistema connectat a la xarxa i va aplicar la facturació neta per estalviar el 75 % de la seva factura d'electricitat. Va fer servir la monitorització en temps real per a empreses per traslladar les seves operacions cap a les hores de màxima producció solar. Tant els propietaris d'habitatges com els d'empreses aprecien el canvi automàtic entre l'energia solar i la de la xarxa. Molts han assenyalat que la funció addicional d'emmagatzematge solar ha augmentat el valor dels seus immobles.

Comprensió del rendiment i de l'eficiència

Hi ha variacions relacionades amb el disseny i l'ús entre els dos sistemes. Els sistemes aïllats de la xarxa depenen de l'eficiència dels panells i de la capacitat d'emmagatzematge d'energia i de cicles de la bateria. Les bateries LiFePO4 són preferides perquè tenen una densitat millor d'energia i de vida útil en cicles. L'eficiència dels panells solars, que converteixen directament la llum solar en electricitat, afecta directament la sortida. La combinació d'un emmagatzematge millor i d'una pèrdua d'energia menor en la conversió dona lloc a un sistema més eficient.

Els sistemes connectats a la xarxa no tenen la càrrega de lògica addicional d'emmagatzematge, ja que es sincronitzen amb la xarxa. La seva eficiència es basa en la compatibilitat entre els panells i l'inversor amb la xarxa. Un inversor de major qualitat produeix menys pèrdues d'energia durant la conversió de corrent continu (CC) a corrent altern (CA) per a la xarxa. La facturació neta (net metering) permet obtenir una puntuació d'eficiència millor, segons la política aplicable. Equilibrar el sistema amb el patró de consum de l'usuari millora el rendiment de l'emmagatzematge.

Desglossament del valor a llarg termini i de la comparació de costos

En avaluar tots dos sistemes, la transparència de costos és fonamental. Els sistemes aïllats requereixen una inversió inicial més elevada a causa de les bateries i dels components de reserva. No obstant això, aquests costos queden compensats pel fet que els clients no han de fer cap pagament a la xarxa, estan protegits davant de possibles augments de les tarifes elèctriques i, amb una vida útil prevista de les bateries superior a 6000 cicles, es garanteix un cost total baix al llarg del temps. Aquests sistemes ofereixen un valor inestimable en ubicacions on no hi ha accés a la xarxa.

Els sistemes connectats a la xarxa tenen uns costos d’inici més baixos. Comencen a ser rendibles immediatament gràcies als estalvis derivats de la facturació neta. El temps de recuperació de la inversió és més curt que en el cas dels sistemes aïllats, a causa de la reducció de les factures. Aquests sistemes depenen de la disponibilitat de la xarxa i de les polítiques de facturació neta establertes per l’organisme competent. Això fa que la recerca sobre la normativa local i la regulació de les companyies elèctriques sigui essencial per garantir la viabilitat a llarg termini. La tecnologia relacionada amb l’energia solar millorarà i contrarestarà l’augment dels preus de l’energia tant per a aquests sistemes com per als altres.

Conclusió

Des del punt de vista de la independència energètica, els sistemes fora de xarxa són excel·lents. També són fiables per a ubicacions remotes, i la protecció contra problemes de la xarxa els fa ideals per a zones rurals, per a empreses remotes o per a l’autosuficiència. L’estalvi de costos i la instal·lació simplificada els fan adequats per a l’accés a zones rurals i suburbanes. Tingueu en compte la ubicació, les necessitats energètiques, els aspectes financers i els objectius establerts per als sistemes quan els seleccioneu. Treballar amb fabricants reputats, així com amb consultants d’energia renovable, us permetrà prendre una decisió informada. Tots dos tipus de sistemes evolucionen conjuntament amb la tecnologia de les bateries i la creixent fiabilitat de les energies renovables.