Introducción al sistema solar híbrido

- Jun 28, 2019-

Fuente: cleanenergyreviews


Los sistemas solares híbridos generan energía de la misma manera que un sistema solar común conectado a la red, pero utilizan inversores híbridos y baterías especiales para almacenar energía para su uso posterior. Esta capacidad de almacenar energía permite que la mayoría de los sistemas híbridos también funcionen como una fuente de alimentación de respaldo durante un apagón, similar a un sistema UPS.

 

Para aquellos nuevos en la energía solar, vea nuestro artículo de cómo funciona la energía solar aquí.

 

Tradicionalmente, el término híbrido se refiere a dos fuentes de generación, como la eólica y la solar, pero en el mundo solar, el término "híbrido" se refiere a una combinación de almacenamiento de energía solar y energía que también está conectada a la red eléctrica.


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Diagrama de diseño básico de un sistema híbrido solar común (batería acoplada de CC)

 

¿Qué es un sistema de batería lista?

 

Un sistema preparado para baterías utiliza un inversor híbrido en lugar de un inversor solar de cadena típico. La mayoría de los inversores híbridos modernos tienen el cargador de batería y la conexión incorporados, lo que hace que agregar una batería sea mucho más fácil en el futuro. Sin embargo, los inversores híbridos son más caros y si no agrega baterías durante la instalación, encontrar baterías compatibles después de unos años podría ser difícil.

 

¿Necesita un inversor híbrido para agregar baterías?

 

No. Se puede agregar una batería a cualquier sistema solar de conexión a la red existente en cualquier momento utilizando un 'sistema de batería de CA'. Las baterías de CA como la Tesla Powerwall 2 son muy populares y hay más opciones disponibles. Como la tecnología del inversor y las baterías evolucionan rápidamente, no siempre vale la pena gastar dinero extra en un "sistema de batería lista" a menos que planee agregar una batería dentro de 2 años. Dado que la tecnología de la batería está avanzando rápidamente si espera demasiado para agregar baterías, el sistema puede volverse obsoleto.

 

¿Por qué almacenar energía solar en una batería?

 

Muchos gobiernos y operadores de red han reducido la tarifa de alimentación solar o FiT (dinero o crédito recibido por alimentar energía solar a la red). Esto significa que los sistemas solares tradicionales de alimentación de red se han vuelto menos atractivos, ya que la mayoría de las personas trabajan durante el día y no utilizan la energía solar en el hogar a medida que se genera, por lo que la energía se alimenta a la red con muy poco rendimiento.

 

Un sistema híbrido solar almacena el exceso de energía solar y también puede proporcionar energía de respaldo durante un apagón. Esto es perfecto para los propietarios de viviendas, aunque para la mayoría de las empresas que operan durante el día, un sistema solar común de alimentación de red sigue siendo la opción más económica.

 

Los sistemas solares híbridos le permiten almacenar energía solar y utilizarla cuando está en casa durante la noche, cuando el costo de la electricidad suele ser la tarifa máxima.

 

La capacidad de almacenar y utilizar su energía solar cuando se desee se denomina uso propio o autoconsumo . Funciona de la misma manera que un sistema de energía fuera de la red, pero la capacidad requerida de la batería es mucho menor, generalmente lo suficiente para cubrir el consumo máximo (8 horas o menos) en lugar de 3-5 días con un sistema típico fuera de la red.

 

Ventajas del sistema híbrido

·          Le permite almacenar el exceso de energía solar o de bajo costo (fuera de las horas pico).

·          Permite el uso de energía solar almacenada durante las horas pico de la noche (conocido como uso propio o cambio de carga)

·          La mayoría de los inversores híbridos tienen capacidad de respaldo de energía.

·          Reduce el consumo de energía de la red (demanda reducida)

·          Permite la gestión avanzada de la energía (es decir, afeitado máximo)


Desventajas del sistema híbrido

·          Mayor costo. Principalmente debido al alto costo de las baterías.

·          Mayor tiempo de recuperación: mayor retorno de la inversión

·          Una instalación más compleja requiere más espacio y un mayor costo de instalación.

·          Duración de la batería de 7-15 años.

·          La energía de respaldo puede limitar la cantidad de dispositivos que puede ejecutar al mismo tiempo (dependiendo del tipo de inversor híbrido y su capacidad)

 

Para obtener más información sobre cómo seleccionar un sistema de energía híbrido solar o fuera de la red, consulte nuestra guía completa para

sistemas de baterías solares híbridas aquí

 

Tipos de sistemas solares híbridos - Guía técnica

 

Esta es una guía más técnica para los diversos sistemas solares híbridos e inversores en el mercado. Los sistemas disponibles pueden variar según los distribuidores locales de energía solar y los operadores de redes eléctricas en su país. Consulte nuestra revisión completa de almacenamiento de baterías e híbridos para una comparación directa de los diversos inversores híbridos y sistemas de almacenamiento de baterías.

 

Los sistemas híbridos generalmente encajan en dos categorías principales:

 

1.     Inversores híbridos todo en uno y sistemas híbridos todo en uno, con y sin capacidad de energía de respaldo.

2.     Sistemas avanzados de acoplamiento de CA (fuera de la red o híbridos)


1. Inversores / sistemas híbridos todo en uno

 

El sistema solar híbrido más económico utiliza un inversor híbrido todo en uno que contiene un inversor solar y un cargador / inversor de batería junto con controles inteligentes que determinan el uso más eficiente de su energía disponible.

Un sistema híbrido todo en uno es básicamente un inversor híbrido junto con una batería de litio en un paquete completo, generalmente del tamaño de un refrigerador. Sin embargo, como la mayoría de los dispositivos, hay muchas características y capacidades que diferencian la amplia variedad de sistemas híbridos disponibles.

 

Inversor todo en uno (sin respaldo)


Este es el tipo más básico de inversor solar híbrido y funciona de manera muy similar a un inversor solar de alimentación de red, pero también permite el almacenamiento de energía solar en el sistema de batería para uso propio. La principal desventaja de este tipo de inversor es que no contiene un dispositivo de aislamiento de red, lo que significa que no puede suministrar energía cuando hay un apagón (comúnmente conocido como una fuente de alimentación ininterrumpida o función UPS). Aunque si la estabilidad de la red no es un problema, este simple inversor híbrido sería una buena opción económica.

 

Inversores híbridos todo en uno con capacidad de copia de seguridad - De izquierda a derecha - Sungrow, SolarEdge Storedge, Solax x-hybrid, Imeon Energy Hybrid

 

Inversor todo en uno con respaldo (UPS)

 

Este inversor híbrido todo en uno más avanzado tiene capacidad de energía de respaldo integrada o como una unidad adicional separada. En condiciones normales de funcionamiento, puede suministrar energía a la casa (circuitos de alimentación designados), cargar las baterías y el exceso de energía puede alimentarse a la red. Si hay un apagón o la red se vuelve inestable, la unidad cambiará automáticamente al suministro de la batería y continuará funcionando independientemente de la red eléctrica (en general, menos de 1 a 3 segundos). Algunos inversores híbridos tienen copias de seguridad instantáneas como el inversor híbrido Redback en el video a continuación.

 

Sistema todo en uno con batería integrada.

 

Una tendencia más reciente es empaquetar el inversor híbrido todo en uno junto con un sistema de batería en una unidad completa. Esto ofrece una opción de efecto de costo muy ordenada que generalmente es del tamaño de una nevera mediana. Estos sistemas son muy ordenados y fáciles de instalar, pero pueden tener algunas limitaciones, ya que algunos modelos no se pueden ampliar en una fecha posterior.

Algunos de los sistemas híbridos disponibles con batería integrada o combinada

 

2. Sistemas híbridos y fuera de la red acoplados en CA avanzados


Hasta hace poco (antes de los inversores híbridos todo en uno más baratos), la mayoría de los sistemas híbridos consistían en dos inversores diferentes que trabajaban juntos para formar lo que se conoce como un sistema acoplado de CA ; un inversor solar estándar y un sofisticado inversor de batería multimodo o interactivo.


El inversor solar puede ser cualquier unidad estándar, pero generalmente es de la misma marca o es compatible con el inversor interactivo para optimizar la carga de la batería.


El inversor interactivo o multimodo actúa como un inversor / cargador de batería y un sistema completo de administración de energía, utilizando un software inteligente y programable para optimizar el uso de energía. Los inversores interactivos suministran energía de la misma manera que un inversor fuera de la red, pero también controlan la conexión a la red (importar y exportar energía) y se pueden configurar para iniciar y ejecutar automáticamente un grupo electrógeno de respaldo (generador).

 

Diseño básico de un avanzado sistema solar híbrido acoplado de CA


Características clave de un sistema acoplado de CA


·          Potente inversor de batería para suministrar altas cargas continuas.

·          Cargador avanzado de múltiples etapas para baterías de plomo o litio

·          Interruptor automático de transferencia de CA (función UPS) incorporado

·          Capacidad de paso alto a través del poder

·          Capacidad de carga de alta sobrecarga

·          Control del generador - Auto start / stop

·          También se puede utilizar para sistemas de energía de alto nivel fuera de la red

·          Monitoreo remoto

·          Alimentación de red y limitación cuando se genera un exceso de potencia

·          Afeitado pico para reducir la demanda pico

·          Desplazamiento de carga y gestión avanzada de la demanda energética.


Los sistemas acoplados de CA avanzados se utilizan para instalaciones fuera de la red e híbridas que requieren un alto nivel de administración de energía. El potente software que se usa para ejecutar inversores multimodo permite controles de energía tales como la reducción de picos, además de registro de datos y capacidades de PLC a través de entradas / salidas digitales y controles de relé. Estos sistemas también pueden funcionar con bancos de baterías muy grandes e incorporar sensores de temperatura y monitoreo de baterías especializados para prolongar la vida útil de la batería.


Debido a las muchas funciones y al software avanzado, el costo de los inversores interactivos suele ser más alto que el de los inversores todo en uno, pero en muchas aplicaciones el costo adicional vale la inversión adicional, ya que generalmente son más confiables, más eficientes y permiten una futura expansión.


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Distribución interactiva del sistema UPS.

Consulte nuestro inversor híbrido y la revisión del sistema para ver la lista completa de sistemas híbridos e inversores disponibles.