Cómo combinar las baterías con los paneles fotovoltaicos en el tejado

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De pv magazine Estados Unidos

Instalar una instalación solar en una casa es un compromiso a largo plazo, con muchas consideraciones, y que ofrece un gran potencial de ahorro en la factura energética. Una adición reciente a la lista de opciones es la de adjuntar o no un sistema de almacenamiento de energía en baterías.

Según EnergySage, una batería puede añadir 10.000 dólares o más al coste total de un sistema solar residencial. Pero conlleva una serie de beneficios que varían en función de las necesidades de electricidad de la vivienda y de la experiencia con la compañía eléctrica. ¿Cuáles son las ventajas?

Energía de reserva
Los apagones o cortes de luz se producen con distinta frecuencia y por diferentes motivos, según la ubicación. En algunas regiones hay problemas de transmisión en la red, los fenómenos meteorológicos pueden dejar sin suministro eléctrico y algunas regiones, como el sur de California, han programado apagones durante los períodos de alta demanda de energía.

Una encuesta realizada por SunPower a 1.500 propietarios de viviendas reveló que el 40% de los encuestados estaban preocupados por los cortes de luz mensuales. Y un tercio de los encuestados dijo que los apagones de gran repercusión, como los causados por las tormentas de invierno en Texas el pasado mes de febrero, son la principal razón para considerar el almacenamiento de energía.

La siguiente pregunta lógica podría ser: ¿cuánta batería hay que instalar y durante cuánto tiempo debe servir de respaldo?

Los instaladores suelen ofrecer la posibilidad de elegir entre un respaldo para toda la casa, que suele requerir la instalación de varias baterías, o un respaldo parcial, que permite al propietario seleccionar circuitos específicos vinculados a los electrodomésticos o enchufes deseados. Al seleccionar interruptores específicos, los propietarios suelen elegir el frigorífico, el mando de la puerta del garaje, la oficina en casa u otros aparatos de la cocina.

Para conocer las necesidades de energía de una casa y evaluar qué es lo más esencial para el respaldo, los propietarios pueden utilizar la calculadora de energía para electrodomésticos Energy Saver del Departamento de Energía estadounidense (DOE, por sus siglas en inglés) .

Una de las baterías domésticas más comunes es la Tesla Powerwall, que tiene una capacidad de almacenamiento utilizable de 13,5 kWh. Esto significa que puede proporcionar 13,5 kW durante una hora, o 1 kW durante 13,5 horas, según EnergySage. Una segunda gran marca de almacenamiento de energía es la de LG Chem, que tiene modelos de 9,6 kWh y 16 kWh.

Traducido a electrodomésticos, EnergySage dice que 13,5 kWh equivalen a hacer funcionar una bomba de calor de fuente de aire de 3.500 W durante algo menos de cuatro horas, un frigorífico de 200 W durante 67,5 horas, o cinco bombillas de 20 W durante 135 horas.

Según EnergySage, un PowerWall puede respaldar lo esencial, como el WiFi, el teléfono, el frigorífico y algunas luces, durante unas 24 horas.

Las simulaciones realizadas por el Laboratorio Lawrence Berkeley del DOE sobre sistemas residenciales de energía solar y de almacenamiento que funcionan con fines de reserva de energía sugieren que un sistema con una matriz fotovoltaica de 7 kW y 10 kWh de almacenamiento podría soportar entre el 60% y el 80% de la carga diaria media de un cliente en el transcurso de un año, dependiendo de la región.

Además, si el sol sigue brillando, una instalación solar conectada a la batería seguirá produciendo y almacenando electricidad. Las instalaciones solares sin batería deben apagarse durante un apagón, por razones de seguridad. Sin una batería que almacene la energía, no hay un lugar seguro al que pueda ir la energía, por lo que el sistema debe utilizar un dispositivo de apagado rápido (la red es inaccesible mientras se repara).

Los instaladores de energía solar suelen trabajar con el propietario de la vivienda para determinar las necesidades de respaldo, y evaluarán si el cuadro eléctrico principal de la casa está preparado para integrar el respaldo. En algunos casos, el instalador pedirá una actualización del panel principal para acomodar la batería, pero esto puede tener un coste adicional.

Más inteligente, más valioso
Sin una batería, un panel solar doméstico conectado a la red exportará la energía no utilizada directamente a la red en tiempo real. Con una batería, la electricidad puede cargarse y descargarse de forma que se optimice el ahorro en la factura energética.

Por ejemplo, los cargos por demanda. Algunas empresas de servicios públicos, como las de Massachusetts, Arizona e Illinois, cobran una tarifa adicional en función de la cantidad máxima de energía requerida durante una hora, o un periodo de 15 minutos, en un mes determinado. Se puede programar una batería para que descargue la energía durante las horas de mayor consumo, de modo que se suavice la demanda de energía máxima y se reduzcan los cargos por demanda.

Las empresas de servicios públicos también utilizan un diseño de facturación llamado tiempo de uso, que, de forma similar a los cargos por demanda, pretende desalentar el uso de la energía durante los períodos de máxima demanda. Por ejemplo, una compañía eléctrica puede cobrar una tarifa más baja, de 0,15 dólares/kWh, durante las horas de menor demanda, y luego aumentar la tarifa a 0,32 dólares/kWh.

Con una batería, la casa puede almacenar energía durante las horas de menor consumo, que suelen ser las del día, cuando el panel solar produce más. La batería puede entonces exportar energía a la casa durante las horas punta, que suelen ser por la tarde, cuando la gente vuelve del trabajo y pone en marcha los electrodomésticos y el campo solar produce menos energía. Sin la batería, los propietarios están sujetos a cualquier tarifa que se cobre si el conjunto no está produciendo activamente.

Una tercera ventaja es la capacidad de la batería de aportar valor a las empresas de servicios públicos sin medición neta. La medición neta es el proceso de exportar energía a la red eléctrica a cambio de créditos que pueden utilizarse para compensar los costes de la factura de la compañía eléctrica.

Algunas empresas ofrecen un valor de uno a uno, lo que significa que cada kWh de energía enviada cubrirá un kWh de los costes de la factura de la empresa. Otras tienen un valor reducido para la medición neta.

Por ejemplo, la compañía eléctrica puede facturar la energía a 0,16 dólares/kWh, pero el valor de la energía exportada sólo ofrece un valor de crédito de 0,08 dólares/kWh. Otras empresas de servicios públicos no ofrecen ningún tipo de crédito de medición neta, como en Hawai, donde las tasas de fijación de las baterías son mucho más altas que en el resto de Estados Unidos, con un 80%. De nuevo, en el escenario de la medición neta, las baterías son capaces de almacenar y proporcionar energía, limitando la exposición a la pérdida de valor en climas de medición neta pobre.

Factores de coste
Una batería doméstica de iones de litio tiene un precio considerable, que suele rondar los 10.000 dólares. En la actualidad, el almacenamiento de energía que se combina con un sistema solar residencial puede acogerse a un crédito fiscal por inversión del 26%.

Algunos estados y empresas de servicios públicos ofrecen incentivos adicionales por incluir baterías y, en algunos casos, el valor añadido puede suponer una gran diferencia. El programa SMART de Massachusetts, el Programa de Incentivos a la Autogeneración (SGIP) de California y los programas de incentivos de Maryland y Long Island ofrecen una reducción de los costes iniciales de las baterías.

Programas como ConnectedSolutions de Nueva Inglaterra ofrecen más ahorros a los propietarios de viviendas que optan por un programa de “traiga su propia batería”, en el que se paga un incentivo a los propietarios que aceptan que sus baterías exporten energía a la red durante los momentos de máxima demanda.

Además del precio de la batería, puede haber costes de hardware asociados. Tesla calcula que el hardware de apoyo para la batería cuesta 1.100 dólares, y la instalación oscilará entre 800 y 2.000 dólares. Los trabajos eléctricos, como la actualización del panel principal, pueden elevar los costes, y algunos instaladores exigirán al cliente que cubra los costes, como las tasas de los permisos o los gastos de conexión del minorista, según EnergySage.

¿Reinstalación posterior?
Según Bloomberg’s New Energy Finance, los precios de las baterías de iones de litio han caído un 87% entre 2010 y 2019. Con las cadenas de suministro mundiales aumentando la producción de litio debido a la mayor demanda (también impulsada por la adopción de vehículos eléctricos) es posible que se produzcan más reducciones de precios. Pero, ¿merece la pena esperar a tener una batería más barata?

La respuesta depende, pero en el pasado, el coste de la instalación de una batería a posteriori, o “retrofitting”, depende de los inversores del conjunto, dijo EnergySage. La mayoría de los paneles solares domésticos se instalan con inversores acoplados a la corriente alterna (CA), que luego tendrían que ser reconvertidos por un inversor adicional a corriente continua (CC) para ser utilizados por la batería. Esto significa que una batería adaptada tendría un coste adicional de otro inversor, además de los costes de instalación.

Un sistema solar con una batería incluida en la instalación inicial puede incluir sólo un inversor acoplado a CC, lo que reduce los costes y convierte y almacena la energía de forma más eficiente que las soluciones acopladas a CA.

Ahora que la Ley de Reducción de la Inflación de 2022 es ley, el crédito fiscal a la inversión del 30% se aplica no sólo a las baterías acopladas a la energía solar, sino también al almacenamiento independiente. Esto ha hecho que las readaptaciones y las instalaciones independientes sean más comunes entre los instaladores.

Las empresas de inversores están trabajando activamente para facilitar las reconversiones. Por ejemplo, Enphase ha lanzado recientemente un microinversor que, según la empresa, puede adaptarse a cualquier tipo de batería de almacenamiento de energía doméstica sin necesidad de reacoplamiento.

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