¿Cómo agregar batería de respaldo a un sistema solar conectado a la red existente?

• Acoplamiento de CA: empalme el cableado de CA para agregar un inversor y baterías listos para almacenamiento

• Acoplamiento de CC: empalme el cableado de CC para agregar un inversor y baterías listos para almacenamiento

• Reemplazo del inversor: reemplace el inversor existente con un inversor listo para almacenamiento

Últimamente hemos notado un aumento de llamadas de personas que buscan agregar batería de respaldo a su sistema solar conectado a la red existente . 

Muchas de estas llamadas provienen de nuestro estado natal de California, donde PG&E ha anunciado apagones continuos para limitar el impacto de los incendios forestales. Ante la perspectiva de apagones programados, los propietarios de energía solar han estado presionando para agregar baterías de respaldo a sus sistemas para mantener las luces encendidas durante los cortes de la red.

Desafortunadamente, este proceso no es tan fácil como simplemente conectar un nuevo banco de baterías. Los inversores conectados a la red están diseñados para convertir CC (corriente continua) de paneles solares, pero no están diseñados para integrarse con un banco de baterías. Normalmente necesitarás agregar nuevos componentes para que tu inversor funcione con tus baterías.

Tampoco es barato. Las baterías son la parte más cara de un sistema solar . Entre un banco de baterías del tamaño adecuado y un inversor basado en baterías como el Outback Radian, está buscando un mínimo de 10 mil dólares para agregar baterías a un sistema conectado a la red de tamaño promedio. (Queríamos dejar esto muy claro desde el principio, ya que las personas que nos llaman a menudo se sorprenden cuando les decimos que el paquete de energía de respaldo puede costar más que el sistema en sí).

Si le preocupan los apagones recientes y desea la solución más rentable, su mejor opción puede ser un generador de gas. Costará menos por adelantado y puede que sea más fácil emparejarlo con su sistema actual porque hay menos restricciones en el tamaño del sistema. Un generador de gas suele ser lo suficientemente grande como para respaldar la mayor parte o la totalidad de su hogar, mientras que un inversor y un banco de baterías generalmente tienen el tamaño adecuado para alimentar solo los electrodomésticos esenciales, porque los sistemas de baterías grandes pueden volverse costosos rápidamente.

Los generadores de gas tienen sus propias desventajas: son ruidosos, menos respetuosos con el medio ambiente, requieren mantenimiento y una fuente de combustible. Pero no hay duda de que son la opción más rentable desde el principio.

Las baterías tienen un costo inicial más alto, pero no requieren mantenimiento y son mucho más versátiles. El principal atractivo es almacenar y gestionar la energía producida por sus paneles para poder recargarla con energía solar durante un corte de energía prolongado. Otro beneficio de usar baterías es que pueden encenderse y proporcionar energía a su hogar casi instantáneamente, generalmente en menos de 1 segundo y sin ninguna interrupción para sus electrodomésticos. Un generador de gas tardará unos minutos en arrancar el motor, calentarse y comenzar a proporcionar energía.

Si decide que la batería de respaldo es el camino a seguir, este artículo cubre los 3 enfoques que puede seguir para lograrlo:

1.Acoplamiento de CA

2.Acoplamiento CC

3.Reemplace el inversor conectado a la red por un inversor listo para almacenamiento

Método n.º 1: acoplamiento de CA

Los inversores conectados a la red necesitan la red eléctrica para funcionar: detectan constantemente el voltaje y la frecuencia de la red y se apagarán si se salen del rango. 

En un sistema acoplado a CA, el inversor conectado a la red está emparejado con un inversor fuera de la red y un banco de baterías . El inversor aislado de la red proporciona una segunda fuente de energía, lo que efectivamente engaña al inversor conectado a la red para que permanezca en línea. Esto le permite cargar sus baterías y hacer funcionar los electrodomésticos esenciales durante un corte de energía.

La mejor opción para el acoplamiento de CA es el Outback Radian. El firmware más nuevo admite acoplamiento de CA por cambio de frecuencia, que funcionará con cualquier inversor certificado según los estándares UL 1741 SA. 

Esta característica hace que el inversor fuera de la red cambie su frecuencia para controlar la salida del inversor conectado a la red. Radian limita la energía proveniente del panel solar cuando es necesario para evitar la sobrecarga de las baterías.

Estas son las pautas básicas de tamaño para elegir un inversor:

• El Radian debe tener al menos un 25 % más de capacidad nominal que el inversor conectado a la red.

• El GS8048A puede acoplarse en CA con inversores conectados a la red de hasta 6 kW (5 kW máximo para inversores Fronius)

• El GS4048A puede acoplarse en CA con inversores conectados a la red de hasta 3 kW (2,5 kW máx. para inversores Fronius)

• Requiere control remoto MATE3 con firmware actualizado tanto para el inversor como para el control remoto

Consulte el sitio de Outback para obtener más información sobre el uso del acoplamiento de CA para agregar batería de respaldo a un sistema conectado a la red existente.

Ventajas del acoplamiento de CA

Esta es la forma más sencilla de actualizar su sistema, especialmente un sistema de microinversor. El banco de baterías se conecta al Radian, que se instala entre el inversor conectado a la red y los paneles de carga. No es necesario retirar el inversor conectado a la red existente.

Contras del acoplamiento de CA

Las estrictas pautas para el tamaño del inversor y la batería hacen que el proceso de dimensionar la adición sea un desafío. El sistema funcionará mal o no funcionará en absoluto si el inversor o el banco de baterías son de tamaño insuficiente. Además, si el inversor conectado a la red existente es grande, un sistema acoplado a CA puede resultar muy costoso.

Compatible con:

• La mayoría de los inversores conectados a la red del mercado (cualquiera que esté listado según UL 1741 SA)

Método n.º 2: acoplamiento de CC

En un sistema acoplado a CC , el panel solar se conecta directamente al banco de baterías mediante un controlador de carga. 

Así es como funcionan los sistemas fuera de la red , y se podría hacer en un sistema conectado a la red si utilizan un inversor de cadena de 600 voltios. Esto funciona con los SMA Sunny Boys, muchos inversores Fronius o cualquier otro inversor string de 600 voltios.

Este controlador de carga Morningstar de 600 voltios está diseñado para modernizar sistemas conectados a la red con baterías. Se puede combinar con cualquiera de nuestros centros de energía precableados que no tengan controlador de carga.

El controlador de carga de 600 V se instalaría entre el conjunto fotovoltaico existente y su inversor conectado a la red. Incluye un interruptor manual para cambiar entre los modos conectado a la red y fuera de la red. La desventaja de este método es que no se puede programar: es necesario girar físicamente el interruptor para comenzar a cargar las baterías.

El inversor basado en batería aún puede encender y alimentar automáticamente sus electrodomésticos críticos, pero el conjunto fotovoltaico no cargará las baterías hasta que se gire el interruptor. Por lo tanto, debe recordar y estar en el lugar para encender la carga solar. De lo contrario, es posible que sus baterías estén agotadas y no pueda recargarlas con energía solar.

Ventajas del acoplamiento CC

En comparación con el acoplamiento de CA, el acoplamiento de CC funciona con una gama más amplia de inversores fuera de la red y tamaños de bancos de baterías. 

Contras del acoplamiento de CC

El interruptor de transferencia manual significa que debe estar disponible para iniciar la carga fotovoltaica. Si lo olvida o no está allí, su sistema seguirá proporcionando energía de respaldo, pero el banco de baterías no se recargará con energía solar hasta que alguien accione manualmente el interruptor del controlador.

Compatible con:

• La mayoría de los inversores de cadena residenciales están clasificados para una entrada máxima de 600 voltios.

Reemplace su inversor conectado a red por un inversor listo para almacenamiento

La última opción suele ser la más cara: puede quitar su inversor conectado a la red existente y reemplazarlo con un inversor listo para almacenamiento.

Este enfoque será la opción más flexible: funciona para todos los sistemas de conexión a red existentes. Hay varios inversores en el mercado diseñados específicamente para acomodar el almacenamiento de energía para sistemas conectados a la red:

• El Sol-Ark es un potente inversor que puede funcionar con y sin baterías

• StorEdge puede reemplazar a los inversores SolarEdge estándar (viene en modelos de 3,8 kW y 7,6 kW)

• Los microinversores tendrían que ser retirados y reemplazados por cualquier sistema listo para almacenamiento.

Idealmente, desea reemplazar su inversor existente por uno que sea aproximadamente del mismo tamaño y pueda usar el mismo cableado de matriz.

En muchos casos, esta solución es preferible a adaptar su sistema existente con acoplamiento de CA o CC porque estos inversores están diseñados desde cero teniendo en cuenta el almacenamiento de energía. Incluyen algunas características interesantes, como almacenar energía y venderla a la empresa de servicios públicos durante los períodos de tiempo pico de uso (TOU) para aprovechar al máximo su política de medición neta local.

Este enfoque es difícil con los microinversores porque requiere más trabajo quitar los viejos y actualizar cada panel con un reemplazo. La mano de obra es un poco más cara y requiere más tiempo, por lo que una solución acoplada a CA suele ser una mejor alternativa para los sistemas de microinversores.

Ventajas de reemplazar su inversor

• Funciona para cualquier sistema

• Los inversores listos para almacenamiento vienen con características adicionales

Desventajas de reemplazar su inversor

• La opción más costosa, especialmente para microinversores

Compatible con:

• Todos los sistemas

Terminando

Actualizar los sistemas solares con equipos nuevos puede resultar complicado debido a las diferentes opciones de equipos y los diversos métodos para incorporar el almacenamiento de energía. Los equipos nuevos pueden cambiar las características eléctricas de todo el sistema y eso podría provocar fallas si los componentes no están diseñados para funcionar correctamente entre sí.