Almacenamiento de energía solar: fuera de la red frente a conectado a la red

En el mundo actual, la energía solar seguirá siendo la solución de energía renovable preferida por la mayoría de las personas. Comprender los tipos más básicos de sistemas es fundamental. En este sentido, centraremos la discusión en los sistemas de almacenamiento de energía solar, específicamente en los sistemas aislados (off-grid) y los sistemas conectados a la red (grid-tied). Los sistemas aislados no se conectan a la red eléctrica pública, mientras que los sistemas conectados a la red sí lo hacen. Los sistemas aislados son energéticamente independientes y cuentan con paneles solares, baterías e inversores que satisfacen las necesidades energéticas. Los sistemas conectados a la red dependen de la red eléctrica pública y tienen la capacidad de extraer energía de la red cuando la producción solar de los paneles es baja, y de inyectar energía a la red cuando la producción es alta. Los sistemas aislados son ideales para zonas remotas donde no se tiene acceso a la red, aunque estos sistemas requieren bancos de baterías para almacenar energía durante la noche y en períodos nublados. En entornos suburbanos y urbanos, los sistemas conectados a la red funcionan mejor, ya que estas áreas sí disponen de almacenamiento en baterías y no deben preocuparse por la interrupción del suministro de la red.

Beneficios técnicos de los sistemas de almacenamiento de energía solar fuera de la red

Cuando se trata de un uso independiente de la energía, los sistemas de almacenamiento solar fuera de la red tienen ventajas técnicas únicas. La más importante de estas ventajas es la independencia energética completa, protegiendo a los usuarios de quemar facturas de servicios públicos, cortes de energía y cargos de servicios públicos inconsistentes. Los sistemas utilizan baterías LiFePO4, que ofrecen más de 6000 ciclos y durabilidad en temperaturas extremas. Los sistemas inteligentes de gestión de la batería (BMS) integrados en las baterías cubren los escenarios más comunes de mal funcionamiento de la batería, que son sobrecarga, altas temperaturas y cortocircuitos.

Otra ventaja principal es la escalabilidad de los sistemas solares aislados de la red. Las comunidades remotas, las viviendas rurales y las operaciones comerciales ubicadas en zonas remotas pueden instalar un sistema solar aislado y, posteriormente, ampliarlo con baterías adicionales o paneles para satisfacer una demanda creciente de energía. Los sistemas aislados también destacan por su silencio. Esto resulta especialmente importante en emplazamientos solares óptimos que coinciden con zonas residenciales o con sensibilidad al ruido, ya que estos sistemas incorporan componentes de alta calidad, potentes celdas de litio-ión y electrónica de potencia eficiente, lo que reduce al mínimo los requisitos de mantenimiento.

Ventajas de los sistemas de almacenamiento de energía solar conectados a la red

Al considerar sistemas de almacenamiento de energía solar, los sistemas solares conectados a la red pueden ofrecer a los usuarios ventajas que son específicamente técnicas, en cuanto a la forma en que se conectan a la red. Desde una perspectiva técnica, el ahorro de costes o la rentabilidad constituye un importante incentivo: dado que los usuarios optan por utilizar la red como una batería virtual, pueden prescindir de grandes sistemas de almacenamiento in situ, lo que reduce los costes. Estos usuarios pueden participar en el sistema de medición neta (net metering), mediante el cual venden a la red el exceso de energía que generan. Esto se traduce en un ahorro en sus costes energéticos y reduce el tiempo total necesario para recuperar su inversión inicial. En conjunto, la sencillez de la instalación se debe a la ausencia de generadores de respaldo o de grandes sistemas de baterías.

Los sistemas actuales conectados a la red son capaces de utilizar tecnología inteligente, lo que permite a los usuarios visualizar, en tiempo real, toda la energía generada, consumida y utilizada en la red. Esta capacidad brinda al usuario la oportunidad de optimizar el consumo energético para utilizar más energía solar y menos energía procedente de la red. Esto reduce la carga sobre la red y aumenta el uso de energías renovables, lo que constituye una forma de apoyo a la red. Estos sistemas pueden integrarse en los sistemas de red existentes y cuentan con certificaciones UL, CE y RoHS.

En el uso cotidiano, los sistemas aislados de la red han sido fundamentales para operaciones remotas. La larga vida útil en ciclos del sistema y su resistencia a las condiciones climáticas proporcionaron energía ininterrumpida que sustituyó a los costosos generadores diésel y eliminó las emisiones de carbono. Los usuarios señalaron una mayor consistencia y ahorros significativos a largo plazo, lo que demuestra que el sistema resolvió eficazmente las necesidades de los entornos aislados de la red.

Los sistemas conectados a la red se han vuelto populares entre los propietarios urbanos de negocios y viviendas. Una pequeña tienda minorista instaló un sistema conectado a la red y aplicó la medición neta para reducir un 75 % su factura eléctrica. Utilizó un sistema de monitoreo en tiempo real para empresas con el fin de desplazar sus operaciones hacia las horas de máxima producción solar. Tanto los propietarios de viviendas como los propietarios de negocios valoran la conmutación automática entre la energía solar y la red eléctrica. Muchos señalaron que la incorporación de almacenamiento solar adicional incrementó el valor de sus propiedades.

Comprensión del rendimiento y la eficiencia

Existen variaciones relacionadas con el diseño y el caso de uso entre ambos sistemas. Los sistemas aislados de la red dependen de la eficiencia de los paneles solares y de la capacidad de almacenamiento energético y cíclico de las baterías. Las baterías LiFePO4 son preferidas debido a su mayor densidad de vida útil energética y cíclica. La eficiencia de los paneles solares —que convierten directamente la luz solar en electricidad— afecta de forma directa la producción. La combinación de un mejor almacenamiento y una menor pérdida de energía durante la conversión da lugar a un sistema más eficiente.

Los sistemas conectados a la red no soportan la lógica adicional de almacenamiento debido a su integración con la red. Su eficiencia se basa en la compatibilidad entre los paneles, el inversor y la red. Un inversor de mayor calidad reduce la energía perdida durante la conversión de corriente continua (CC) a corriente alterna (CA) para la red. La facturación neta mejora la puntuación de eficiencia según la política aplicable. Equilibrar el sistema con el patrón de consumo del usuario mejora el rendimiento del almacenamiento.

Desglose del valor a largo plazo y comparación de costes

Al evaluar ambos sistemas, la transparencia de costes es fundamental. Los sistemas aislados requieren una inversión inicial mayor debido a los bancos de baterías y los componentes de respaldo. Sin embargo, estos costes se compensan porque los clientes no realizan pagos a la red, quedan protegidos frente al aumento de las tarifas de servicios públicos y, al proyectarse una vida útil de las baterías superior a 6000 ciclos, se garantizan costes totales bajos a lo largo del tiempo. Estos sistemas aportan un valor inestimable en ubicaciones sin acceso a la red.

Los sistemas conectados a la red tienen menores costos iniciales. Comienzan a amortizarse de inmediato gracias a los ahorros derivados de la facturación neta. El retorno de la inversión es más rápido que en los sistemas aislados, debido a la reducción de las facturas eléctricas. Estos sistemas dependen de la disponibilidad de la red y de las políticas de facturación neta establecidas por la autoridad competente. Por ello, resulta fundamental investigar las políticas locales y la regulación de las compañías eléctricas para garantizar su viabilidad a largo plazo. La tecnología relacionada con la energía solar seguirá mejorando y compensará el aumento de los costos energéticos tanto para estos sistemas como para los aislados.

Conclusión

Desde el punto de vista de la independencia energética, los sistemas aislados son excelentes. También son fiables para ubicaciones remotas, y su protección frente a problemas de la red los convierte en ideales para zonas rurales, empresas remotas o la autosuficiencia. Los ahorros de costes y la instalación simplificada los hacen adecuados para el acceso rural y suburbano. Al elegir un sistema, considere la ubicación, las necesidades energéticas, los aspectos financieros y los objetivos establecidos para el mismo. Trabajar con fabricantes reconocidos, así como con consultores especializados en energías renovables, permitirá tomar una decisión bien fundamentada. Ambos tipos de sistemas evolucionan junto con la tecnología de baterías y la creciente fiabilidad de las energías renovables.