¿Qué es el acoplamiento CA de la batería?

A medida que los sistemas de almacenamiento de energía se hacen cada vez más comunes en aplicaciones residenciales, comerciales e industriales, más usuarios empiezan a centrarse en una pregunta aparentemente básica pero crítica: ¿cómo se integra exactamente una batería en un sistema de energía solar?

En los proyectos del mundo real, una batería no es algo que pueda simplemente “enchufarse y usarse”. La forma en que se conecta con los paneles solares, los inversores y la red eléctrica afecta directamente a la flexibilidad del sistema, la eficiencia global y la facilidad de futuras ampliaciones. Entre las arquitecturas disponibles, el Acoplamiento CA-Batería es una de las soluciones más adoptadas y comúnmente aceptadas en la actualidad.

El acoplamiento de CA define si la batería se conecta en el lado de CA o de CC del sistema, así como el modo en que se convierte la energía eléctrica durante la carga y la descarga. Entender este concepto no solo ayuda a determinar si el acoplamiento de CA es adecuado para su proyecto, sino que también permite comparar con más conocimiento de causa el acoplamiento de CA y el de CC.

En las siguientes secciones, explicaremos qué es el Acoplamiento de CA a batería, cómo funciona, en qué se diferencia del Acoplamiento de CC y para qué aplicaciones es más adecuado, ayudándole a tomar una decisión más clara y fiable.

¿Qué es el acoplamiento CA-batería?

El acoplamiento CA-batería se refiere a una arquitectura de sistema en la que la batería está conectada al lado CA de un sistema solar o eléctrico a través de un inversor dedicado al almacenamiento de energía.

En pocas palabras, el sistema fotovoltaico y el sistema de almacenamiento de energía funcionan de forma independiente pero están conectados al mismo bus de CA. La batería no está conectada directamente al lado de CC de los módulos solares, sino que se carga y descarga a través de la corriente alterna.

Debido a esta arquitectura “desacoplada”, el acoplamiento de CA es especialmente común en aplicaciones que requieren una gran flexibilidad del sistema, sobre todo cuando se añaden baterías a una instalación solar existente en una fase posterior.

¿Cómo funciona el acoplamiento CA-batería?

Entender cómo funciona el acoplamiento de CA significa esencialmente seguir el flujo de electricidad a través del sistema, que puede dividirse en el proceso de carga y el proceso de descarga.

Proceso de carga

a) La corriente continua generada por los módulos solares u otras fuentes de corriente continua es convertida primero en corriente alterna por el inversor fotovoltaico.
b) La energía de CA convertida fluye hacia el bus de CA y se utiliza en primer lugar para alimentar las cargas locales, satisfaciendo la demanda de electricidad en tiempo real.
c) Cuando hay un excedente de energía en el bus de CA, el inversor de almacenamiento de energía vuelve a convertir el excedente de CA en CC y lo almacena en la batería.

Proceso de descarga

a) Cuando se necesita energía de la batería, el inversor de almacenamiento convierte la corriente continua almacenada en la batería en corriente alterna (DC→AC).
b) La corriente alterna convertida puede suministrarse directamente a las cargas locales o inyectarse en la red para el suministro de electricidad o el comercio de energía.

Gracias a esta coordinación, se consigue la conversión bidireccional entre CC y CA, lo que permite a la batería conectarse sin problemas con redes de CA o cargas de CA y realizar cargas y descargas flexibles.

Ventajas e inconvenientes del acoplamiento CA-Batería

Como cualquier arquitectura de sistema, el acoplamiento de CA tiene ventajas y limitaciones, que deben evaluarse en función de escenarios de aplicación específicos.

Ventajas

Gran flexibilidad

El sistema de almacenamiento de energía funciona en paralelo con el sistema fotovoltaico o la red en el lado de CA, lo que permite un funcionamiento tanto independiente como coordinado. En caso de corte de la red, el sistema puede pasar rápidamente al modo aislado para suministrar energía a cargas críticas.

Gran compatibilidad

Los sistemas acoplados de CA se integran perfectamente en las redes o equipos de CA existentes, normalmente sin necesidad de realizar grandes modificaciones en el sistema. Admiten combinaciones de inversores fotovoltaicos y dispositivos de almacenamiento de diferentes marcas y modelos.

Excelente escalabilidad

El acoplamiento de CA es ideal para añadir baterías a los sistemas fotovoltaicos existentes. No está limitado por la potencia nominal de un único dispositivo y permite ampliar gradualmente la capacidad solar o el almacenamiento en baterías para satisfacer futuras demandas de energía.

Desventajas

Eficiencia energética relativamente baja

La energía solar debe someterse a dos conversiones -DC→AC→DC- antes de almacenarse en la batería. Cada conversión introduce pérdidas, lo que se traduce en menor eficiencia global en comparación con los sistemas acoplados de CC.

Mayor coste del hardware

Se necesita un inversor de almacenamiento de energía adicional, lo que aumenta los costes totales del equipo.

Mayor necesidad de espacio

Un mayor número de equipos requiere más espacio, lo que plantea mayores exigencias en cuanto a las condiciones del emplazamiento y la disposición del sistema.

La principal ventaja de los sistemas de baterías solares acopladas a CA reside en su facilidad de instalación y en una inversión inicial relativamente menor.

Además, en los sistemas acoplados de CA, tanto los paneles solares como la red eléctrica pueden cargar la batería. Incluso cuando la generación solar es insuficiente, la batería puede cargarse desde la red, lo que mejora la disponibilidad general del sistema.

Acoplamiento de CA frente a acoplamiento de CC

En los sistemas acoplados de CC, la energía de CC de los paneles solares fluye directamente al inversor de almacenamiento. Parte de la energía se convierte en CA para las cargas locales o la exportación a la red, mientras que la parte restante carga la batería directamente o a través de un convertidor CC-CC.

Elemento de comparación	Acoplamiento CA	Acoplamiento CC
Ruta de conversión de potencia	CC → CA → CC	CC → CC
Eficacia del sistema	Ligeramente inferior	Más alto
Complejidad de la instalación	Más fácil, especialmente para los sistemas fotovoltaicos existentes	Más complejas, sobre todo para las adaptaciones
Configuración del inversor	Inversor fotovoltaico + inversor de almacenamiento	Inversor de almacenamiento
Flexibilidad del sistema	Gran compatibilidad multimarca	Menores y mayores requisitos de adaptación del sistema
Aplicaciones típicas	Reequipamiento de baterías, ampliación escalonada	Nuevos proyectos que dan prioridad a la alta eficiencia

En general, el acoplamiento de CA es ideal para la modernización y los sistemas flexibles, mientras que el acoplamiento de CC es más adecuado para las nuevas instalaciones que priorizan la máxima eficiencia del sistema.

Ya sea en sistemas acoplados de CC o de CA, el inversor de almacenamiento de energía suele ser el componente central de todo el sistema. Desempeña un papel fundamental en la coordinación de la generación solar, el almacenamiento en baterías y la interacción con la red, al tiempo que determina la eficiencia, fiabilidad y escalabilidad generales del sistema.

En Inversores de almacenamiento de energía solar de la serie THon están diseñados para aplicaciones de almacenamiento de energía residenciales y comerciales de pequeño tamaño, y ofrecen un soporte flexible para la integración de energía de red, energía solar fotovoltaica y baterías en una amplia gama de configuraciones de sistemas.

La serie admite el funcionamiento en paralelo de hasta seis unidades, lo que permite ampliar la capacidad del sistema a medida que crecen las necesidades del proyecto. Con una eficiencia MPPT de hasta 99%, garantiza una captación eficiente de la energía incluso en condiciones solares variables. Tanto si se instala en nuevos sistemas de energía híbrida como si se utiliza como componente básico para actualizaciones y remodelaciones de sistemas, la serie THon ayuda a encontrar un equilibrio entre rendimiento, fiabilidad y capacidad de ampliación futura.

¿Cuándo elegir un sistema de batería acoplada a CA?

Añadir almacenamiento a un sistema fotovoltaico existente

Para los usuarios que ya tienen un sistema solar fotovoltaico y quieren añadir almacenamiento de energía más adelante, el acoplamiento de CA suele ser la mejor opción, ya que evita complejas modificaciones del sistema.

Futuros planes de expansión

En los sistemas acoplados de CA, el sistema fotovoltaico y el sistema de almacenamiento son relativamente independientes, lo que permite ampliar la capacidad en el lado de CA según sea necesario.

Escenarios de integración multienergética

Cuando hay que integrar múltiples fuentes de energía, como la solar, la eólica y la red pública, el acoplamiento de CA permite coordinar con mayor eficacia las entradas y salidas de energía en un sistema unificado de gestión energética.

Altos requisitos de compatibilidad de equipos

Los sistemas acoplados a CA ofrecen una mayor compatibilidad entre distintas marcas y modelos de equipos.

Conclusión

En general, los sistemas de baterías acopladas a CA ofrecen claras ventajas en proyectos de modernización, ampliación de capacidad, integración multienergía y aplicaciones que requieren gran flexibilidad. Aunque su eficiencia energética es ligeramente inferior a la de los sistemas acoplados de CC, su facilidad de instalación, su gran compatibilidad y su excelente capacidad de ampliación los convierten en una opción madura y fiable para los proyectos modernos de almacenamiento de energía.

A la hora de seleccionar una arquitectura de sistema, se recomienda evaluar las condiciones del sistema existente, las limitaciones presupuestarias y la planificación a largo plazo para determinar la solución de almacenamiento de energía más adecuada.