En los últimos años, los sistemas inteligentes de almacenamiento de energía solar para el hogar se han vuelto más comunes. La energía verde puede estar disponible para la familia tanto de día como de noche, y con la energía solar, no hay que preocuparse por los altos precios de la electricidad según la tarifa. Esto permite ahorrar en la factura de la luz y garantiza una buena calidad de vida para todos.
Durante el día, el sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica doméstico recoge la energía solar y la almacena automáticamente para que pueda utilizarse por la noche. Si se produce un apagón repentino, el sistema puede cambiar rápidamente a una fuente de alimentación de respaldo para garantizar que todas las luces, electrodomésticos y demás equipos funcionen correctamente. La batería del sistema de almacenamiento de energía doméstico se carga automáticamente cuando no se utiliza la energía. De esta forma, puede utilizarse en caso de apagón o cuando más se necesita. El dispositivo de almacenamiento de energía doméstico puede utilizarse como fuente de alimentación de respaldo en caso de desastre. También puede equilibrar el consumo de energía, lo que supone un ahorro para la familia en la factura de la luz. Un sistema inteligente de almacenamiento de energía fotovoltaica doméstico funciona como una pequeña central eléctrica y no se ve afectado por la sobrecarga de la red eléctrica urbana.
¿Signo de interrogación para los profesionales?
¿Qué componentes tiene un sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica doméstico tan potente y de qué depende para funcionar? ¿Qué tipos de soluciones de almacenamiento de energía fotovoltaica para el hogar existen? ¿Por qué es importante elegir el sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica doméstico adecuado?
Conocimientos técnicos de CEM "de segunda mano"
¿Qué es un sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica para el hogar?
Un sistema doméstico de almacenamiento de energía fotovoltaica se compone de un sistema de conversión de energía solar fotovoltaica y un sistema de almacenamiento de energía. Permite almacenar la electricidad generada por el sol. Con este tipo de instalación, se puede generar energía durante el día y almacenar el excedente para usarlo por la noche o cuando hay poca luz.
Clasificación de los sistemas de almacenamiento de energía fotovoltaica domésticos en grupos.
Actualmente existen dos tipos de sistemas de almacenamiento de energía doméstica: los que están conectados a la red eléctrica y los que no lo están.
Solución de almacenamiento de energía conectada a la red para el hogar.
Los paneles solares, los inversores conectados a la red, un sistema de gestión de baterías (BMS) y las cargas de CA conforman sus cinco partes principales. Los paneles fotovoltaicos y un sistema de almacenamiento de energía trabajan juntos para alimentar el dispositivo. Cuando hay suministro eléctrico, tanto el sistema fotovoltaico conectado a la red como la red eléctrica alimentan la carga. Cuando se interrumpe el suministro eléctrico, tanto el sistema fotovoltaico conectado a la red como el sistema de almacenamiento de energía alimentan la carga conjuntamente. Existen tres modos de funcionamiento del sistema de almacenamiento de energía doméstico conectado a la red: Modo 1: El sistema fotovoltaico almacena energía y envía el excedente a Internet; Modo 2: El sistema fotovoltaico almacena energía y ayuda al usuario a cubrir parte de sus necesidades de electricidad; y Modo 3: El sistema fotovoltaico solo almacena una parte de la energía.
Método para almacenar energía en casa sin depender de la red eléctrica.
El inversor fotovoltaico funciona porque está separado de la red eléctrica y no necesita estar conectado a ella. Esto significa que todo el sistema no requiere un convertidor conectado a la red. El sistema de almacenamiento de energía doméstico aislado tiene tres modos de funcionamiento diferentes. En el modo 1, el sistema fotovoltaico proporciona almacenamiento de energía y electricidad al usuario en días soleados. En el modo 2, el sistema fotovoltaico y la batería de almacenamiento proporcionan electricidad al usuario en días nublados. Y en el modo 3, la batería de almacenamiento proporciona electricidad al usuario en días oscuros y lluviosos.
Un inversor es como el cerebro y el corazón de un sistema de almacenamiento de energía doméstico. No se puede separar del sistema, independientemente de si está conectado a la red eléctrica o no.
¿Existe alguna palabra para esto?
Un inversor es un componente común en los sistemas de alimentación eléctrica. Transforma la corriente continua (CC) (proveniente de baterías o baterías de reserva) en corriente alterna (CA) (onda sinusoidal o cuadrada de 220 V y 50 Hz). En resumen, un inversor es un dispositivo que convierte la corriente continua (CC) en corriente alterna (CA). Incluye un puente convertidor, lógica de control y un circuito de filtrado. Los diodos rectificadores y los tiristores son dos componentes comunes. La mayoría de las computadoras y dispositivos electrónicos domésticos incorporan rectificadores (de CC a CA) en sus fuentes de alimentación. Estos se denominan inversores.
¿Qué hace que los transformadores sean una parte tan importante del sistema?
La transmisión de corriente alterna (CA) funciona mejor que la de corriente continua (CC) y se utiliza para enviar energía a muchos lugares. Se puede calcular la potencia que se pierde en la corriente transmitida por el cable mediante la ecuación P=I²R, que significa "potencia = cuadrado de la resistencia de la corriente". Para reducir la pérdida de energía, es necesario disminuir la corriente transmitida por el cable o su resistencia. Es difícil reducir la resistencia de las líneas de transmisión (como los cables de cobre) porque es costoso y requiere muchos conocimientos científicos. Esto significa que la única forma efectiva es reducir la potencia transmitida. Potencia = Corriente x Voltaje, o más específicamente, potencia efectiva = IUcosφ. Para ahorrar energía, se puede reducir la corriente en las líneas cambiando la corriente continua por corriente alterna y aumentando el voltaje de la red.
De igual manera, la producción de energía solar fotovoltaica utiliza paneles fotovoltaicos para generar energía de CC. Sin embargo, muchas cargas requieren energía de CA. Los sistemas de alimentación de CC presentan algunos problemas: la variación del voltaje es compleja y las cargas compatibles son limitadas. Todas las cargas, salvo algunas de alta potencia, necesitan inversores para convertir la energía de CC en energía de CA. El convertidor fotovoltaico es el componente más importante de un sistema de energía solar fotovoltaica. Transforma la energía de CC del módulo fotovoltaico en energía de CA, que luego se envía a la carga o a la fuente de alimentación, protegiendo así la electrónica de potencia. Un inversor fotovoltaico se compone de módulos de potencia, placas de circuitos de control, disyuntores, filtros, reactores, transformadores, contactores, gabinetes y otros componentes. El proceso de producción incluye el preprocesamiento de los componentes electrónicos, el ensamblaje, las pruebas, el embalaje y otras etapas. El desarrollo de estas etapas depende del progreso en la tecnología de electrónica de potencia, la tecnología de dispositivos semiconductores y la tecnología de control moderna.
Diferentes tipos de inversores
Los inversores se pueden dividir a grandes rasgos en estos tres grupos:
1. Inversor conectado a la red eléctrica.
Además de convertir corriente continua (CC) en corriente alterna (CA), un inversor conectado a la red puede sincronizar su salida de CA con la frecuencia y la fase de la red eléctrica. Esto significa que la salida de CA puede reinyectarse a la red. En otras palabras, un inversor conectado a la red puede conectarse a la red eléctrica de forma síncrona. Este inversor puede enviar a la red la energía que no se utiliza, sin necesidad de baterías, y su circuito de entrada puede configurarse para funcionar con la tecnología MTTP.
2. Inversores que no necesitan estar conectados a la red eléctrica.
Los inversores fuera de la red, que suelen conectarse a paneles solares, pequeñas turbinas eólicas u otras fuentes de alimentación de CC, transforman la corriente continua en corriente alterna apta para el hogar. También pueden alimentar dispositivos con energía de la red eléctrica y baterías. Se denominan "fuera de la red" porque no se conectan a la red eléctrica y no requieren una fuente de alimentación externa.
Los inversores fuera de la red son los primeros sistemas alimentados por baterías que permiten el funcionamiento de microrredes en áreas específicas. Un inversor fuera de la red puede almacenar energía y transformarla en otras formas. Cuenta con entradas de corriente, entradas de CC, entradas de carga rápida, salidas de CC de alta capacidad y salidas de CA rápidas. Utiliza software de control para modificar las condiciones de entrada y salida, de modo que fuentes como paneles solares o pequeños aerogeneradores funcionen con la máxima eficiencia. Además, utiliza una salida de onda sinusoidal pura para mejorar la calidad de la energía.
Las baterías para inversores de sistemas solares aislados son esenciales, ya que almacenan energía que puede utilizarse en caso de cortes de luz o ausencia total de electricidad. Además, los inversores de sistemas aislados reducen la dependencia de la red eléctrica principal, evitando así apagones, cortes de luz y otros problemas que las compañías eléctricas no pueden solucionar.
Un inversor aislado con controlador de carga solar también cuenta con un controlador solar PWM o MPPT interno que permite al usuario conectar las entradas fotovoltaicas al inversor y visualizar su estado en la pantalla. Esto facilita la configuración y la comprobación del sistema. Los inversores aislados en sistemas de respaldo con baterías realizan autodiagnósticos para garantizar la estabilidad y la carga completa del suministro eléctrico. Si bien los de baja potencia se utilizan para alimentar electrodomésticos, los de alta potencia se emplean principalmente para proyectos comerciales y privados.
3. Inversor híbrido
Existen dos tipos principales de inversores híbridos: uno es un inversor aislado con un controlador de carga solar incorporado, y el otro es un inversor conectado a la red y aislado que puede utilizarse tanto para sistemas fotovoltaicos conectados a la red como para sistemas aislados, y cuyas baterías pueden configurarse de diversas maneras.
Lo que hace el transformador en general
1. Funciones de funcionamiento y apagado automáticos
A medida que avanza el día y el sol se eleva gradualmente, también lo hace la intensidad de sus rayos. El sistema fotovoltaico puede captar más energía solar y, cuando alcanza el nivel de potencia necesario para el funcionamiento del inversor, puede comenzar a funcionar de forma autónoma. Dejará de funcionar y entrará en modo de reposo cuando la salida del inversor conectado a la red o con almacenamiento sea cero o muy cercana a cero. Esto ocurre cuando la potencia de salida del sistema fotovoltaico disminuye.
2. Función del efecto anti-isla
El proceso de generación de energía fotovoltaica conectada a la red, el sistema de generación de energía fotovoltaica y el funcionamiento de la red eléctrica. Cuando la red eléctrica pública falla o presenta un comportamiento anómalo, se produce el efecto isla si el sistema de generación de energía fotovoltaica no puede detenerse a tiempo o se desconecta de la red eléctrica pero aún recibe energía. La existencia de islas de energía es perjudicial tanto para el sistema fotovoltaico como para la fuente de alimentación.
El inversor conectado a la red/con almacenamiento de energía cuenta con un circuito interno de protección anti-isla que detecta de forma inteligente la red en tiempo real, incluyendo información sobre voltaje, frecuencia y otros parámetros. Si se detectan anomalías en la red eléctrica, el inversor puede utilizar diferentes valores medidos en el momento preciso para interrumpir la corriente, detener la salida e informar de las fallas.
3. Función de control para el seguimiento del punto de máxima potencia
La tecnología más importante de un inversor conectado a la red o de almacenamiento es su función de control de seguimiento del punto de máxima potencia (función MPPT). Esta función permite al inversor encontrar y monitorizar en tiempo real la máxima potencia de salida de sus componentes.
Existen muchos factores que pueden modificar la potencia de salida de un sistema fotovoltaico, y no siempre es posible mantenerla en su potencia de salida óptima indicada.
La función MPPT del inversor conectado a la red/con almacenamiento puede monitorizar en tiempo real la máxima potencia de salida de cada componente. A continuación, ajusta de forma inteligente la tensión (o corriente) de funcionamiento del sistema para acercarla al punto de máxima potencia, lo que maximiza la energía generada por el sistema fotovoltaico y garantiza su funcionamiento continuo y eficiente.
4. Función inteligente para vigilar las cuerdas
Gracias al seguimiento MPPT inicial, el inversor conectado a la red/con almacenamiento de energía ya ha completado la función de detección inteligente de cadenas. A diferencia del seguimiento MPPT, la detección de cadenas verifica correctamente la tensión y la corriente de cada cadena. Esto permite al usuario visualizar los datos de funcionamiento en tiempo real de cada cadena.
Los sistemas de almacenamiento de energía más demandados actualmente son el sistema de gestión de baterías (BMS), el inversor fotovoltaico conectado a la red y el inversor de almacenamiento de energía. Para satisfacer estas necesidades de equipos de almacenamiento de energía para el hogar y combinar las funciones de aislamiento de seguridad de cada circuito de la unidad fotovoltaica, Huashengchang ha lanzado una gama completa de sistemas fotovoltaicos domésticos. Estos sistemas se componen principalmente de inversores conectados a la red e inversores híbridos.
