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Un sistema de almacenamiento de energía doméstico es un dispositivo de almacenamiento de energía a pequeña escala diseñado principalmente para uso residencial. Se puede entender simplemente como una "batería doméstica", que ofrece ventajas como la reducción de las facturas de electricidad y una mayor autonomía y fiabilidad del consumo eléctrico. Esto se consigue almacenando electricidad durante el día y liberándola por la noche o durante periodos de mayor precio de la electricidad.
Principio básico del almacenamiento de energía en el hogar
Las funciones principales de los sistemas de almacenamiento de energía domésticos son almacenar y descargar electricidad. Cuando la electricidad es suficiente y económica, como cuando la generación de energía solar es alta durante el día, el sistema almacena el exceso de electricidad; y cuando se pone el sol, el precio de la electricidad sube o hay un corte de luz repentino, el sistema libera la electricidad almacenada para el consumo doméstico. Es como un banco de energía: deposita dinero (electricidad) durante el día y lo retira por la noche.
Sistemas de almacenamiento de energía domésticos Se utilizan a menudo junto con sistemas solares fotovoltaicos para crear un sistema de "fotovoltaica + almacenamiento de energía". Los paneles fotovoltaicos convierten la luz solar en electricidad durante el día para uso doméstico directo, y la electricidad restante se almacena en el sistema de almacenamiento de energía del hogar. Por la noche o en días lluviosos, cuando la energía solar no puede generar electricidad, el sistema de almacenamiento de energía puede liberar la electricidad almacenada durante el día.
Componentes del sistema de almacenamiento de energía del hogar
Un sistema completo de almacenamiento de energía doméstica generalmente consta de las siguientes partes:
Paquete de baterías: Este es el componente principal del sistema, equivalente a un "almacén de energía". Actualmente, los tipos de baterías más utilizados incluyen las de iones de litio y las de fosfato de hierro y litio. En comparación con otras baterías, las baterías de litio ofrecen ventajas como alta densidad energética, alta eficiencia de carga y descarga, y una larga vida útil, lo que las hace ideales para el almacenamiento de energía en el hogar.
Sistema de Gestión de Baterías (BMS): El sistema de gestión de baterías es como el "administrador" del sistema. Monitorea el estado de cada celda de la batería en tiempo real para garantizar que funcione en condiciones seguras y razonables. El BMS previene la sobrecarga y la descarga excesiva de la batería y prolonga su vida útil.
Inversor: La batería del sistema de almacenamiento de energía Almacena corriente continua, pero los electrodomésticos utilizan corriente alterna, por lo que se necesita un inversor para convertir la corriente continua en corriente alterna. El inversor no solo se encarga de convertir la corriente, sino que también puede controlar el flujo de energía eléctrica, lo cual es un componente importante del sistema.
Sistema de Gestión de Energía (SGE): El SGE es responsable de coordinar el funcionamiento de todo el sistema, lo que equivale a un "cerebro". Ajustará inteligentemente el comportamiento de carga y descarga del sistema de almacenamiento de energía según factores como la demanda de electricidad, el precio de la electricidad y las condiciones climáticas para garantizar la eficiencia y el ahorro del sistema.
Unidad de comunicación y control: La sistema de almacenamiento de energía residencial También está equipado con varios sensores y módulos de comunicación, que se pueden vincular con el teléfono móvil o la computadora del usuario para mostrar información como el consumo de energía, el uso de energía y los precios de la electricidad en tiempo real, lo que permite a los usuarios monitorear y administrar fácilmente sus propios sistemas de energía.
Funciones y ventajas de los sistemas de almacenamiento de energía domésticos
Ahorro en la factura de electricidad: Al almacenar electricidad cuando los precios son bajos y usarla cuando son altos, se pueden reducir significativamente las facturas de electricidad domésticas. Esto es similar a comprar productos en un supermercado cuando están rebajados y consumirlos cuando se necesitan.
Aumentar la autosuficiencia eléctrica: Cuando se utiliza en conjunto con un sistema solar fotovoltaico, puede reducir la dependencia de la red eléctrica, especialmente en hogares con alta demanda de electricidad, al generar y utilizar electricidad para su propio uso, pueden lograr el efecto de “autosuficiencia”.
Mayor confiabilidad del suministro eléctrico: Cuando falla la red eléctrica, el sistema de almacenamiento de energía puede servir como fuente de energía de respaldo para garantizar las necesidades básicas de electricidad del hogar. Por ejemplo, ante un corte de luz, equipos esenciales como refrigeradores, luces y computadoras pueden seguir funcionando con normalidad.
Respetuoso con el medio ambiente: al utilizar eficazmente energías renovables, como la energía solar, y reducir el uso de energía fósil, ayuda a reducir las emisiones de carbono y la contaminación ambiental.
Escenarios de aplicación del almacenamiento de energía en el hogar
Hogares urbanos: En algunos países y regiones con altos costos de electricidad, los sistemas de almacenamiento de energía domésticos pueden utilizarse junto con la energía solar fotovoltaica para ayudar a los usuarios a ahorrar considerablemente en electricidad. Además, en ciudades con mejor infraestructura de red, el almacenamiento de energía doméstico también puede contribuir a la reducción de picos de demanda y a la compensación de valles de demanda, optimizando así la eficiencia general del consumo eléctrico.
Zonas remotas o zonas de red independientes: En algunas zonas remotas, debido a la cobertura insuficiente de la red, suelen producirse cortes de electricidad o precios elevados. En estos lugares, los sistemas domésticos de almacenamiento de energía pueden formar microrredes junto con la generación de energía fotovoltaica para garantizar el suministro eléctrico básico.
Suministro de energía de respaldo de emergencia: En algunas áreas susceptibles a desastres naturales, como áreas con terremotos y huracanes frecuentes, los sistemas de almacenamiento de energía domésticos se pueden utilizar como suministros de energía de respaldo de emergencia para garantizar el uso básico de electricidad del hogar en emergencias.
Tendencia de desarrollo del almacenamiento de energía en los hogares
Con el avance de las nuevas tecnologías energéticas y la reducción del coste de las baterías, los sistemas de almacenamiento de energía domésticos se están desarrollando rápidamente. En el futuro, las tendencias de desarrollo del almacenamiento de energía doméstico se centran principalmente en los siguientes aspectos:
Avances en la tecnología de baterías: Con el perfeccionamiento de la tecnología de baterías de litio, la densidad energética y la seguridad de las baterías mejoran constantemente, a la vez que su costo disminuye. Esto significa que los sistemas domésticos de almacenamiento de energía serán cada vez más económicos y tendrán una vida útil más larga.
Control inteligente: En el futuro, los sistemas domésticos de almacenamiento de energía serán más inteligentes, utilizando tecnologías como el big data y la inteligencia artificial para optimizar aún más la gestión energética. Por ejemplo, al predecir las condiciones meteorológicas y los hábitos de consumo de electricidad de los usuarios, el sistema puede ajustar mejor la estrategia de carga y descarga para mejorar aún más la eficiencia.
Diseño modular y portátil: Para satisfacer las necesidades de diferentes usuarios, cada vez más sistemas domésticos de almacenamiento de energía adoptan un diseño modular. Los usuarios pueden configurar la capacidad de la batería con flexibilidad según sus necesidades eléctricas. Además, algunos productos portátiles de almacenamiento de energía también están ganando popularidad, como los pequeños dispositivos de almacenamiento para acampar o actividades al aire libre.
Integración con sistemas domésticos inteligentes: En el futuro, los sistemas de almacenamiento de energía domésticos podrían integrarse en los hogares inteligentes, vinculándose con electrodomésticos inteligentes, vehículos eléctricos domésticos y otros dispositivos para formar una red de consumo energético más eficiente e inteligente. Por ejemplo, cuando el precio de la electricidad es bajo, el sistema carga automáticamente los vehículos eléctricos, y cuando el precio de la electricidad es alto, se puede utilizar primero la electricidad almacenada.
Desafíos en el desarrollo
Si bien los sistemas de almacenamiento de energía domésticos tienen amplias perspectivas de aplicación, aún enfrentan algunos desafíos:
Alto costo inicial: Si bien el costo de las baterías disminuye año tras año, el costo inicial de instalación de los sistemas de almacenamiento de energía domésticos sigue siendo elevado. Para los usuarios domésticos comunes, esta es una inversión considerable.
Apoyo político insuficiente: En algunos países y regiones, la promoción de sistemas de almacenamiento de energía aún requiere el apoyo de políticas gubernamentales, como brindar subsidios para la instalación, exenciones de impuestos y otras medidas para alentar a más hogares a instalar sistemas de almacenamiento de energía.
Seguridad y vida útil: La seguridad de las baterías siempre ha sido un tema de interés. Las baterías para sistemas domésticos de almacenamiento de energía deben cumplir altos estándares de seguridad, y también debe considerarse la disminución de su rendimiento tras un uso prolongado.
Resumen
Los sistemas domésticos de almacenamiento de energía regulan el consumo eléctrico mediante la carga y la descarga, lo que reduce eficazmente la factura de electricidad y mejora la autonomía y la estabilidad del consumo. El sistema se compone principalmente de baterías, inversores, BMS, EMS y otros componentes. Puede utilizarse en combinación con... sistemas solares fotovoltaicos o como fuente de alimentación de respaldo independiente.