BESS son las siglas en inglés de Battery Energy Storage System, en español, Sistema de Almacenamiento de Energía de Baterías, y son de las soluciones más recientes de los Sistemas de Almacenamiento de Energía (SAE), término general para sistemas mecánicos, químicos o térmicos que almacenan energía para su uso posterior.
Existen diversos tipos de sistemas de almacenamiento y se clasifican dependiendo de cómo almacenan la energía. En este artículo hablamos un poco del panorama general del almacenamiento energético, en este texto solo nos enfocaremos en los BESS, que utilizan soluciones electroquímicas para almacenar la energía.
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En su mayoría, los BESS utilizan baterías de iones de litio para almacenar electricidad. Se pueden utilizar de forma independiente o junto con fuentes renovables de energía, pues este tipo de sistemas pueden capturar energía de diversas fuentes, almacenando dicha energía en baterías recargables para su uso futuro.
Actualmente los sistemas de almacenamiento de baterías son los más usados para la acumulación energética, esto por las diversas ventajas que ofrecen: no requieren mucho mantenimiento regular y tienen una mayor densidad de energía, es decir, pueden almacenar más energía en un menor espacio.
Estos sistemas sirven, entre otras cosas, como complemento de las fuentes renovables, como la energía solar, mareomotriz o eólica, además de ayudar a eliminar las intermitencias de la red eléctrica dando resiliencia a los usuarios finales gracias a que pueden asegurar el suministro energético y dar continuidad operativa.
Un BESS no solo se compone de baterías, es todo un sistema complejo que comprende componentes tanto de hardware como de software, de bajo y alto nivel.
Cómo funcionan los BESS
Empecemos por lo básico, el elemento principal de los Battery Energy Storage Systems son las baterías de litio.
Teniendo en cuenta que la electricidad es el tránsito de electrones, el litio, por la facilidad que tiene de desprenderse de sus electrones, encaja perfecto para producir energía.
No obstante, un sistema de almacenamiento de energía de baterías es mucho más que solo la batería. Los BESS están compuestos, entre otros elementos, por un inversor bidireccional que conecta la batería a una fuente eléctrica.
El inversor bidireccional permite que la energía fluya en ambas direcciones para cargar y descargar las baterías, de este modo, la batería puede cargarse y suministrar la energía cuando es necesario. El inversor de corriente permite convertir la corriente de directa a alterna y viceversa para poder hacer la carga y descarga de la batería.
Este mecanismo posibilita servicios auxiliares como la reducción de picos en la demanda, el desplazamiento de carga y la gestión de excedentes de energías renovables, como la fotovoltaica, evitando desperdicios de energía.
En este artículo hablamos de las diferentes variantes de las baterías para BESS, su costo y cómo funcionan.
Componentes de un BESS
Como mencionamos, los BESS no solo están compuestos por baterías, sino que incluyen diversos elementos que en conjunto hacen que funcione todo el sistema.
A continuación, explicamos brevemente las principales partes de un BESS:
Sistemas o módulos de baterías
Son conjuntos de celdas de baterías individuales que convierten energía química (almacenada en la batería) en energía eléctrica (utilizada en el inmueble).
Las celdas están dispuestas en módulos que, a su vez, forman paquetes de baterías conectados en serie y en paralelo para la capacidad requerida.
Sistema de gestión de batería (BMS)
Un Battery Management System garantiza la seguridad del sistema, pues supervisa el estado de las celdas de la batería y mide sus parámetros y estados, como el estado de carga (SOC, por sus siglas en inglés) y el estado de salud (SOH, por sus siglas en inglés).
Además de lo anterior, protege a las baterías de incendios y otros peligros que puedan suscitarse por las reacciones químicas, monitoreando continuamente el voltaje, la temperatura, advertencias de incendio y regulando la potencia de carga y descarga dependiendo de la señal de entrada.
Inversor o sistema de conversión de energía (PCS)
Un inversor o Power Conversion System convierte la corriente continua (DC), producida por las baterías, en corriente alterna (AC), suministrada a las instalaciones.
Como mencionamos anteriormente, los BESS tienen inversores bidireccionales que permiten tanto la carga como la descarga del sistema.
Sistema de gestión de energía (EMS)
El Energy Management System es responsable de monitorear y controlar el flujo de energía dentro de un BESS.
El EMS es el encargado de coordinar el trabajo del sistema de gestión (BMS), de coordinar el inversor (PCS) y de también gestionar los otros componentes del sistema, siempre tomando decisiones basadas en el perfil de carga de la ubicación.
La lógica de control se ejecuta en el EMS, proporcionando señal de entrada al PCS para carga/descarga según el requisito programado. Al recopilar y analizar datos de energía, un EMS puede administrar eficientemente los recursos de energía del sistema, siendo similar al cerebro de los BESS.
Asimismo, dependiendo de su funcionalidad y condiciones de operación, los sistemas de almacenamiento de energía de baterías también pueden incluir una gama de sistemas de seguridad, como un sistema de control de incendios, detector de humo, sistema de control de temperatura, ventilación y aire acondicionado.
Los sistemas de seguridad cuentan con sus propias unidades de monitoreo y control que brindan las condiciones necesarias para la operación segura de un BESS al monitorear sus parámetros y responder a emergencias rápidamente.
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