Problemas y soluciones del almacenamiento de energía residencial
Las baterías tradicionales que se usan para el almacenamiento de energía de uso residencial generalmente presentan diversas dificultades a la hora de implementarlas en una instalación fotovoltaica.
1. Instalación complicada del sistema
El actual sistema de almacenamiento de energía residencial es complicado y difícil de usar, lo que da lugar a varios problemas, como la complicada instalación del sistema, la dificultad de funcionamiento y mantenimiento, la ineficacia y la baja protección del paquete de baterías. Actualmente hay dos grandes soluciones de sistema de almacenamiento de energía residencial (RESS) en el mercado：
1.1. RESS de bajo voltaje (inversor separado de la batería)
El inversor se conecta a varias baterías en paralelo con rangos de tensión de 40 a 60 V.
Problemas de los RESS de baja tensión: los inversores y las baterías se instalan por separado. Los cables entre el inversor y la batería no están estandarizados, lo que requiere un tratamiento in situ. Como resultado, la instalación de todo el sistema lleva mucho tiempo y aumenta el coste.
1.2. RESS de alto voltaje
El grupo de baterías utiliza una estructura de dos niveles. Múltiples baterías en serie con rangos de tensión de salida de 85 a 600 V son gestionadas por una caja de control de alto voltaje y conectadas al inversor.
Problemas de los RESS de alta tensión: para evitar la conexión en serie de lotes de baterías diferentes, es necesario aplicar una estricta gestión de las baterías en todos los eslabones de la producción, el envío, la gestión del almacén y la instalación. Además, el autoconsumo y la atenuación de la capacidad de la batería aumentarán la diferencia entre los lotes de baterías, lo que hace necesario un trabajo extra durante la comprobación preliminar antes de la instalación, que suele ser larga y laboriosa.
2. Desajuste de la capacidad de la batería
2.1.Desajuste en paralelo de los RESS de baja tensión
Por lo general, un sistema de almacenamiento de energía de baja tensión residencial tradicional amplía su capacidad con conexiones en paralelo de múltiples paquetes de baterías.
Debido a la inconsistencia de la célula de la batería, el paquete y los cables, la corriente de carga/descarga de la batería con alta resistencia interna es pequeña, y la corriente de carga/descarga de la batería con baja resistencia interna es grande.
Algunas baterías del sistema no pueden cargarse/descargarse completamente durante mucho tiempo y provocan una pérdida de capacidad del sistema de baterías.
2.2 Desajuste en serie de los RESS de alta tensión
Un sistema residencial tradicional de almacenamiento de energía de alto voltaje amplía su capacidad con conexiones en serie de paquetes de baterías múltiples.
Las conexiones en serie alinean la corriente de carga y descarga de cada paquete de baterías. Pero debido a la inconsistencia de la capacidad de los paquetes de baterías, los paquetes con pequeñas capacidades terminan de cargarse/descargarse más rápido que los otros, y algunos paquetes de baterías no pueden cargarse/descargarse completamente durante mucho tiempo, y se perderá parte de la capacidad de los grupos de baterías.
3. Dificultad de funcionamiento y mantenimiento
Un buen funcionamiento y mantenimiento son esenciales para garantizar la fiabilidad y seguridad de un sistema de almacenamiento de energía residencial (RESS). Sin embargo, la complicada estructura de los RESS puede hacer que el mantenimiento sea largo y laborioso.
Los dos principales puntos de atención para el mantenimiento son el lote de baterías y el trabajo necesario.
El mantenimiento regular, la calibración del SOC, la calibración de la capacidad o la inspección del circuito principal deben llevarse a cabo para cada lote de baterías, y en caso necesario requiere un esfuerzo manual que ralentiza el proceso.
4.Uso mixto de la batería nueva/antigua
En el caso de las RESS de baja tensión, debido a la gran diferencia de resistencia interna de las baterías, la conexión en paralelo de baterías nuevas y viejas provocará un aumento de la circulación interna y de la temperatura de las baterías, lo que acelerará su envejecimiento.
En el caso de los RESS de alto voltaje, cuando se realiza una conexión en serie mixta de baterías nuevas y viejas, debido al efecto barril, el nuevo paquete de baterías sólo puede utilizarse con el nivel de capacidad del paquete de baterías viejo y provoca un grave desajuste de la capacidad del grupo de baterías.
Por lo que no se recomienda mezclar baterías de litio nuevas y viejas directamente en serie o en paralelo.
5. La solución de SofarSolar con un Sistema residencial inteligente de almacenamiento de energía
Sofar integró de forma innovadora la tecnología de baterías de almacenamiento de energía de litio, el sistema de gestión de baterías (BMS), y monitorización remota entre otros desarrollos y lanzó una solución de sistema de almacenamiento de energía residencial inteligente para solventar todos estos problemas.
5.1. Características del sistema inteligente de almacenamiento de energía
Batería inteligente
La batería de litio está equipada con un BMU (Unidad de Gestión de la Batería), una PCU (Unidad de Control de Potencia) integrada para mejorar el desajuste de la capacidad de la batería en función del SOC, para garantizar que las baterías del mismo bus se carguen/descarguen simultáneamente. Esto mejora el desajuste de capacidad entre los paquetes de baterías y aprovecha al máximo la capacidad del sistema.
Diseño totalmente modular
facilita el transporte y la instalación, los nuevos módulos pueden apilarse e instalarse directamente sobre los existentes.
Sustitución directa del paquete de baterías
Se puede realizar el balance automático y la inspección remota de la capacidad de las celdas entre los paquetes de baterías sin necesidad de mantenimiento en el lugar, y sustituir si fuera necesario en caliente mediante plug and play.
Expansión por fases de la instalación
El sistema inteligente de almacenamiento de energía residencial, equipado con una PCU integrada, proporciona un equilibrio automático entre los paquetes de baterías y admite el uso mixto de baterías nuevas y viejas
Permite así la la ampliación de la capacidad por fases del sistema reduciendo así el coste de la inversión inicial y optimizando el rendimiento de la inversión de los clientes.
Diseño todo en uno
El sistema inteligente de almacenamiento de energía residencial está diseñado con el concepto de "todo en uno", acorta el flujo de energía, aumenta la eficiencia del sistema, disminuye el número de dispositivos, y ocupa menos espacio.
Seguridad y fiabilidad
SofarSolar ha tenido muy en cuenta la seguridad eléctrica, la protección contra fallos y la protección del usuario del sistema de almacenamiento de energía residencial inteligente.
6. Comparación del los RESS inteligente con el sistema convencional
Resumen de las características y comportamientos de los sistemas convencionales y sistema inteligente de Sofar.
Problemática del almacenamiento de energía residencial