Recomendaciones para la configuración del almacenamiento de energía en sistemas de energía eólica a pequeña escala

Recomendaciones para la configuración del almacenamiento de energía en sistemas de energía eólica a pequeña escala

En los sistemas de energía eólica a pequeña escala que no están conectados a la red eléctrica o se utilizan como energía de respaldo, los dispositivos de almacenamiento de energía (principalmente baterías) son el componente fundamental para garantizar un suministro eléctrico estable. Una configuración razonable de almacenamiento de energía requiere encontrar el equilibrio óptimo entre el suministro de energía, la demanda de electricidad y los costos económicos.

I. Definir los objetivos principales: ¿Qué problemas debe resolver el almacenamiento de energía?

Esto determina la escala y el enfoque de diseño del sistema de almacenamiento de energía.

**Tipo de respaldo principal:** Se utiliza principalmente para garantizar el suministro eléctrico ininterrumpido a cargas críticas (iluminación, refrigeradores, comunicaciones) durante períodos sin viento (como varios días consecutivos).

**Tipo de regulación diaria:** Se utiliza para suavizar la producción intermitente de energía eólica, proporcionando energía diaria relativamente estable para alimentar la mayoría de los electrodomésticos.

**Tipo de transferencia de energía:** Se utiliza principalmente para almacenar la electricidad generada durante períodos de fuertes vientos nocturnos para su uso diurno.

II. Pasos clave para calcular la capacidad de almacenamiento de energía

La unidad de capacidad suele ser el kilovatio-hora (kWh), que representa la cantidad de kilovatios-hora de electricidad que se pueden almacenar.

**Estadísticas sobre cargas críticas:** Enumere todos los electrodomésticos que deben alimentarse cuando no están conectados a la red, registre su consumo de energía y las horas de uso diario, y calcule el consumo eléctrico diario promedio requerido.

Determinar los días de autosuficiencia: Con base en el recurso eólico local, determine cuántos días necesita el sistema alimentarse únicamente con la batería en un entorno completamente sin viento. Generalmente se recomiendan de 2 a 3 días. Cuanto mayor sea este número de días, mayor será la capacidad de la batería requerida y mayor la inversión.

Calcular la capacidad teórica:

Fórmula simplificada: Capacidad total de la batería ≈ Consumo eléctrico diario requerido × Días de autosuficiencia

Considerando las pérdidas: Las baterías no se pueden descargar completamente. Las baterías de plomo-ácido suelen utilizar solo el 50% de su capacidad nominal (la descarga profunda daña gravemente la batería), mientras que las baterías de litio pueden alcanzar más del 80%.

Capacidad final: ÷ Capacidad teórica ÷ Profundidad de descarga admisible. Por ejemplo: Consumo eléctrico diario de 5 kWh, autosuficiente durante 3 días, que teóricamente requiere 15 kWh. Si se utilizan baterías de plomo-ácido, la capacidad requerida es de 15 ÷ 0,5 = 30 kWh.

III. Selección del tipo de batería: Baterías de plomo-ácido vs. Baterías de iones de litio

Baterías de plomo-ácido (tradicionales, económicas):

Ventajas: Bajo coste inicial de compra, tecnología consolidada.

Desventajas: Baja densidad energética (gran tamaño y peso), corta vida útil (las de ciclo profundo tienen una duración aproximada de 3 a 5 años), alto mantenimiento (requiere inspección regular del electrolito y los terminales), baja profundidad de descarga (aproximadamente el 50%).

Baterías de iones de litio (modernas, de alta eficiencia, recomendadas):

Ventajas: Alta densidad energética (tamaño compacto y peso ligero), larga vida útil (8-15 años), prácticamente sin mantenimiento, alta eficiencia de carga/descarga, gran profundidad de descarga (superior al 80 %), mejor adaptabilidad a la temperatura ambiente.

Desventajas: Mayor coste inicial de compra.

Tipo recomendado: Las baterías de fosfato de hierro y litio, gracias a su alta seguridad y larga vida útil, son la opción preferida para el almacenamiento de energía en el hogar.

IV. Configuración del sistema y puntos de mantenimiento

Configure un controlador inteligente: Se debe utilizar un controlador híbrido eólico-solar con funciones de gestión de carga inteligente. Este puede optimizar la corriente de carga del aerogenerador según el estado de la batería, evitando la sobrecarga y la sobredescarga, clave para prolongar su vida útil.

Asegure un entorno de instalación adecuado: Las baterías (especialmente las de plomo-ácido) deben instalarse en un recinto específico, fresco, seco y bien ventilado. Las bajas temperaturas reducen significativamente el rendimiento de la batería.

**Espacio de expansión suplementario:** El diseño considera posibles aumentos futuros en el consumo eléctrico, reservando espacio físico e interfaces eléctricas para añadir paquetes de baterías.

**Inspección y mantenimiento periódicos:**

Revise periódicamente los terminales de conexión de la batería para comprobar su firmeza y evitar la corrosión.

Controle el voltaje de la batería para evitar periodos prolongados de baja carga.

**Resumen:** Almacene según sea necesario, priorice las baterías de litio

La clave de la configuración del almacenamiento de energía es la "protección contra la incertidumbre (durante periodos sin viento)". Recomendamos los siguientes pasos prácticos:

Calcule con precisión su "consumo eléctrico de supervivencia", no su consumo eléctrico total.

Dentro de su presupuesto, priorice las baterías de fosfato de hierro y litio, ya que su mayor vida útil y mejor rendimiento generalmente las hacen más rentables que las baterías de plomo-ácido a largo plazo.

Invierta en un controlador de carga inteligente de alta calidad; es una inversión más rentable que las propias baterías.

Recuerde que los sistemas de almacenamiento de energía tienen la vida útil más corta y los costos de reemplazo más altos dentro de un sistema de energía eólica. Una inversión única razonable y un buen mantenimiento son mucho más económicos que reemplazar con frecuencia baterías baratas pero de corta duración.