¿Qué es el almacenamiento de energía solar?

El almacenamiento de energía solar son dispositivos que pueden recolectar la electricidad generada por los paneles solares de 550 W , almacenarla dentro del dispositivo y luego liberarla cuando se necesita energía, por ejemplo, después de la puesta del sol o durante cortes de energía.

La cantidad de energía que puedes almacenar depende del tipo de sistema de almacenamiento y de su capacidad energética, es decir, cuánta energía puede almacenar en un momento dado. Una batería solar media tiene un total de unos 10 kWh, aunque también hay baterías que pueden almacenar hasta 13,5 kWh. 

Los sistemas de almacenamiento térmico o híbrido pueden almacenar mucha más energía en su interior (la capacidad de almacenamiento hidráulico bombeado es, en promedio, 100 veces mayor que cualquier solución de batería disponible), pero también son mucho más complicados y costosos de construir. 

¿Por qué es tan importante tener un sistema de almacenamiento de energía para los propietarios de paneles solares?

El interés en los sistemas de paneles solares está en auge a medida que los propietarios de viviendas y las empresas buscan formas de reducir sus costos de energía y ser más respetuosos con el medio ambiente. 

Sin embargo, tal como están, los paneles solares también tienen algunas limitaciones.

La principal desventaja es que los paneles sólo pueden generar energía cuando les da el sol. Entonces, durante el tiempo nublado o en invierno, cuando oscurece rápidamente, la eficiencia de los paneles solares disminuye naturalmente. Por otro lado, durante los días soleados los paneles solares suelen generar mucha más energía de la necesaria, pero la energía podría desperdiciarse ya que los paneles no pueden almacenarla por sí mismos.

Sin embargo, los sistemas de almacenamiento de energía solar pueden resolver ambos problemas, ya que pueden recolectar el exceso de electricidad, almacenarlo y luego permitir que las empresas lo utilicen cuando lo necesiten. Con la capacidad de algunos de los sistemas de almacenamiento, las empresas pueden incluso recolectar energía en verano (cuando las fuentes de energía renovables producen más electricidad de la necesaria) y luego usarla para alimentar a su empresa en invierno, cuando hay una gran demanda de electricidad pero una Bajo suministro de energía solar.

¿Cuáles son los principales tipos de almacenamiento de energía solar?

Elegir el mejor método para almacenar la energía proveniente de los paneles puede resultar un poco complicado debido a la variedad de diferentes tipos de almacenamiento de energía disponibles en la actualidad. Por un lado, esto permite a las empresas elegir el mejor método de almacenamiento para sus necesidades; la desventaja es que puede resultar bastante confuso comprender cómo funciona cada método de almacenamiento y sus requisitos.

Echemos un vistazo rápido a los tipos de almacenamiento de energía solar disponibles y sus características principales.

1. Baterías solares

Las baterías solares son ahora uno de los dispositivos más utilizados para almacenar energía solar, principalmente gracias a su abaratamiento en los últimos años.

El precio de las baterías de iones de litio ha caído un 89%, de más de 1.200 dólares/kWh en 2010 a 132 dólares/kWh en 2021, lo que las hace mucho más asequibles para los hogares o las empresas más pequeñas. Ahora también son una de las formas más fáciles de tener una fuente de energía de respaldo cuando los paneles no generan suficiente energía o se corta el suministro eléctrico de la red.

Actualmente hay cuatro tipos de baterías solares disponibles en el mercado:

Baterías de plomo-ácido: Las baterías de plomo llevan décadas en el mercado y siguen siendo bastante populares. Son conocidos por ser confiables y además son uno de los tipos de baterías más baratos disponibles. Desafortunadamente, también son bastante voluminosos y pesados ​​y deben colocarse en un área bien ventilada, lo que podría limitar sus opciones sobre dónde colocarlos. Las baterías de plomo también tienen una vida útil inferior a la media (de 5 a 10 años) y requieren un mantenimiento regular para mantenerlas en las mejores condiciones posibles.

Baterías de iones de litio: son uno de los tipos de baterías más nuevos, pero rápidamente ganaron popularidad porque son mucho más pequeñas y livianas que las baterías de plomo y pueden almacenar más energía en su interior. Su vida útil también es mucho mejor que la de las baterías de plomo (pueden seguir funcionando durante 10 a 15 años) y requieren poco o ningún mantenimiento. Sin embargo, aunque el precio de las baterías de litio está bajando rápidamente, siguen siendo uno de los tipos más caros.

Baterías de níquel-cadmio: Las baterías de Ni-Cd son muy duraderas y pueden funcionar incluso en temperaturas extremas, por lo que se suelen utilizar para almacenar energía solar. Su principal desventaja es que el cadmio es un elemento altamente tóxico que puede tener un impacto negativo significativo en nuestro medio ambiente, por lo que su eliminación es, lamentablemente, bastante problemática.

Baterías de flujo: Las baterías de flujo son un nuevo tipo de batería en el que un electrolito a base de agua fluye entre las cámaras o tanques de la batería. Como pueden ampliarse a prácticamente cualquier capacidad deseada simplemente agregando tanques adicionales y tienen una longevidad mucho mayor que cualquier otro tipo de batería (incluso hasta 30 días), están ganando popularidad. El principal problema, por ahora, es que los tanques deben ser bastante grandes, lo que los hace muy caros y difíciles de instalar. 

El principal problema con todos los tipos de tecnología de baterías disponibles es que su vida útil es la más corta de todos los sistemas de almacenamiento disponibles: en promedio, de 5 a 10 años. Su capacidad también es limitada, por lo que dependiendo de si quieren usar el almacenamiento solar solo como respaldo o si quieren desconectarse de la red, las empresas a menudo necesitarán más de una batería para cubrir sus necesidades, y eso podría aumentar significativamente la instalación. costo. 

2. Sistema de almacenamiento térmico

La segunda opción es utilizar un sistema de almacenamiento térmico. El almacenamiento de energía térmica utiliza un fluido (como sal fundida) o un material sólido para recolectar el calor y luego almacenarlo en un tanque aislado hasta que se necesite la energía. Posteriormente, el calor se puede convertir en vapor sobrecalentado para impulsar turbinas y generar electricidad. 

Como los sistemas de almacenamiento térmico pueden almacenar grandes cantidades de energía durante meses, eso los convierte en una buena opción para las empresas que desean asegurarse de tener suficiente energía para el uso diario en momentos en que cae la producción solar. Es más, el almacenamiento de energía térmica en sales fundidas se puede calentar y enfriar diariamente durante al menos 30 años. La desventaja es que los sistemas de almacenamiento térmico requieren mucho espacio, ya que los tanques deben ser bastante grandes, lo que también significa que los costos iniciales pueden ser bastante altos.

3. Energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo

Según la edición de 2021 del Hydropower Market Report, los sistemas hidroeléctricos de almacenamiento por bombeo representan actualmente el 93% de todo el almacenamiento de energía a escala de servicios públicos en los Estados Unidos. Aquí, la energía eléctrica se utiliza para bombear agua cuesta arriba hacia un depósito cuando la demanda de energía es baja y luego se permite que el agua fluya cuesta abajo y haga girar una turbina para generar electricidad cuando la demanda es alta. Luego, el agua puede circular entre los embalses superiores e inferiores durante décadas.

Sin embargo, instalar un sistema de almacenamiento de agua por bombeo es un proceso bastante complicado, ya que requiere mucho espacio, un paisaje adecuado (los embalses deben estar a diferentes alturas) y también lugares naturales o artificiales que actuarán como depósitos de agua. Eso significa que construir un sistema de almacenamiento de este tipo podría llevar años, ya que las empresas necesitarán encontrar una ubicación adecuada, obtener todos los permisos reglamentarios necesarios, planificar la instalación y luego comenzar la construcción del sistema. Obviamente, también significa que este método de almacenamiento de energía requerirá también una gran inversión de capital inicial.

¿Cómo elegir el método adecuado de almacenamiento de energía solar?

Entonces, ¿cuál es la mejor opción de almacenamiento de energía? Lamentablemente, sólo podemos responder a esta pregunta con "depende de lo que necesites". Para elegir la tecnología adecuada, primero debe investigar sus principales objetivos para los sistemas de almacenamiento de energía, cuánta capacidad de almacenamiento necesitará que tengan los sistemas y si hay algún requisito adicional que los sistemas de almacenamiento deban cumplir. 

Agregar una batería (o baterías) solar suele ser la forma más rápida de agregar un sistema de almacenamiento a los paneles solares. Sin embargo, como su capacidad y vida útil son limitadas, es posible que no sean una buena solución si su empresa tiene grandes necesidades energéticas. En este caso, es posible que necesite varias baterías para cubrir sus necesidades y los costos de instalación pueden llegar a ser asombrosos.