batería de almacenamiento de energía
1、 Componentes principales: Cuatro componentes clave
El sistema de almacenamiento doméstico no es un único dispositivo, sino que consta de cuatro componentes principales: batería de almacenamiento de energía, inversor, BMS (sistema de gestión de baterías), unidad de monitorización y control, y accesorios auxiliares (como cables y soportes). Cada componente trabaja en conjunto para almacenar, convertir y gestionar la energía eléctrica.
Nombre del componente Función principal Características técnicas
El principal portador de energía para el almacenamiento de baterías de almacenamiento de energía son las baterías de iones de litio (como el fosfato de hierro y litio, que tiene alta seguridad y una larga vida útil); la capacidad suele ser de 5 a 20 kWh y se puede ampliar según sea necesario.
Conversión de energía del inversor (componente principal) - CC a CA (CC-CA): convierte la CC almacenada en la batería/la CC generada por la energía fotovoltaica en energía de CA de 220 V que se puede utilizar en los hogares.
-Función bidireccional parcial (se puede conectar a la red eléctrica para lograr una carga y descarga conectadas a la red)
BMS (Sistema de administración de batería) monitorea el voltaje, la corriente y la temperatura de la batería en tiempo real para la seguridad de la batería y el control del rendimiento; previene la sobrecarga/descarga excesiva/cortocircuito y extiende la vida útil de la batería; equilibra la capacidad de una sola celda de batería
La unidad de monitoreo y control opera el sistema de visualización y programación, lo que permite el monitoreo remoto en aplicaciones móviles o computadoras (como información sobre energía restante, carga y descarga, y detalles de consumo); permite configurar estrategias de carga y descarga (como arbitraje de valle pico y uso automático prioritario fotovoltaico).
2、 Principio de funcionamiento básico: ciclo de tres etapas de carga, almacenamiento y descarga
La lógica de funcionamiento del sistema de almacenamiento doméstico se centra en la captación, el almacenamiento y la liberación de energía eléctrica según demanda. El proceso específico puede variar ligeramente según si está equipado con energía fotovoltaica y conectado a la red eléctrica. El principio de funcionamiento de un escenario típico (doble acceso a la red eléctrica y fotovoltaica) es el siguiente:
Etapa de carga: Obtener la fuente de energía eléctrica
Priorizar el uso de la energía fotovoltaica: durante el día, cuando hay suficiente luz solar, una parte de la corriente continua generada por los paneles fotovoltaicos domésticos se utiliza directamente para las cargas del hogar, mientras que el exceso se convierte mediante inversores y se almacena en baterías de almacenamiento de energía;
Carga suplementaria de red: Si la generación de energía fotovoltaica es insuficiente (por ejemplo, en días nublados o de noche), o si el usuario establece una carga de valle (durante el período de bajo precio de la electricidad de la red, por ejemplo, 00:00-08:00), el sistema puede tomar energía de la red para cargar la batería (con el apoyo de un inversor bidireccional).
Etapa de almacenamiento de energía: almacenamiento seguro de energía eléctrica
BMS monitorea el estado de la batería en tiempo real para garantizar que la batería almacene energía eléctrica dentro de un rango de voltaje y temperatura seguro;
Las baterías almacenan energía eléctrica en forma de energía química para evitar el desperdicio de energía (especialmente si el exceso de energía fotovoltaica no se almacena, se puede desechar directamente o conectar a la red a un precio bajo).
Etapa de descarga: Suministrar energía eléctrica según sea necesario
Prioridad de autoconsumo: Durante los períodos de máximo consumo eléctrico del hogar (como cocinar por la noche o encender el aire acondicionado), si la generación de energía fotovoltaica es insuficiente, el sistema priorizará la liberación de la energía almacenada en la batería y reducirá la necesidad de comprar electricidad de la red;
Arbitraje de valle pico: durante el período pico de electricidad de la red eléctrica (precios altos de la electricidad, como entre las 18:00 y las 22:00), se utiliza energía de la batería para reemplazar el suministro de energía de la red y reducir los costos de electricidad;
Suministro de energía de emergencia: en caso de un corte de energía, el sistema cambia automáticamente al modo fuera de la red y suministra energía a cargas domésticas críticas, como refrigeradores, iluminación y enrutadores, a través de baterías, lo que garantiza las necesidades básicas de vida.
3、 Tipo principal: clasificado por método de conexión a la red
Según esté conectado o no a la red eléctrica pública, los sistemas de almacenamiento domésticos se pueden dividir en tipos conectados a la red, conectados fuera de la red y conectados a la red/fuera de la red bidireccionales, que se adaptan a las diferentes necesidades del hogar:
Escenarios de adaptación de características principales del tipo
El tipo conectado a la red solo se puede conectar a la red eléctrica para su funcionamiento y no puede funcionar sin la red eléctrica; la función principal es almacenar el exceso de electricidad fotovoltaica + arbitraje de valle pico para la estabilidad de la red (como los hogares urbanos), con la demanda principal de reducir las facturas de electricidad y aumentar la tasa de autoconsumo fotovoltaico.
El tipo fuera de la red no se conecta a la red eléctrica y depende completamente del suministro de energía fotovoltaica + batería; se requiere el soporte de paneles fotovoltaicos + baterías de gran capacidad, y algunas áreas con generadores diésel tienen una cobertura deficiente de redes eléctricas de respaldo (como áreas rurales, áreas montañosas y villas), con el requisito principal de garantizar el suministro eléctrico básico.
Bidireccional (corriente principal) se puede conectar o desconectar de la red: la red funciona en modo conectado a la red durante el funcionamiento normal y cambia automáticamente al suministro de energía de emergencia fuera de la red durante cortes de energía, equilibrando la reducción de costos de electricidad y el suministro de energía de emergencia (como hogares urbanos y usuarios con importantes necesidades de electricidad)
4、Ventaja principal: ¿Por qué las familias necesitan ahorros del hogar?
Reducir los gastos de electricidad: Al implementar la carga de electricidad de valle y la descarga de electricidad en horas pico (arbitraje de la diferencia de precio de la electricidad en horas pico), así como almacenar electricidad fotovoltaica para uso personal y reducir la compra de electricidad de red, las facturas mensuales de electricidad se pueden reducir significativamente (especialmente en áreas con precios altos de electricidad, ahorrando miles de yuanes al año).
Mejore la autonomía eléctrica: en caso de un corte de energía (como clima extremo o fallas en la línea), el almacenamiento doméstico bidireccional puede cambiar rápidamente al suministro de energía de emergencia, lo que garantiza el funcionamiento de cargas clave como refrigeradores, iluminación y equipos médicos, y evita el impacto en la vida diaria.
Mejora de los ingresos por energía fotovoltaica: después de instalar energía fotovoltaica en los hogares, si el exceso de electricidad se conecta directamente a la red, los ingresos son solo el precio de la electricidad de la red (generalmente más bajo); al utilizar el almacenamiento doméstico para uso personal, es equivalente a reemplazar la electricidad de la red de alto precio por electricidad fotovoltaica de bajo precio, lo que resulta en mayores ganancias.
Contribuir a la protección energética y del medio ambiente: priorizar el uso de la generación de energía fotovoltaica (energía limpia), reducir la dependencia de la energía térmica (energía fósil), disminuir las emisiones de carbono de los hogares y cumplir con la tendencia del carbono dual.
5. Estado de la industria y tendencias de desarrollo
Crecimiento del mercado: En los últimos años, la demanda mundial de almacenamiento doméstico se ha disparado (especialmente en regiones con altos precios de la electricidad y una alta penetración de la energía fotovoltaica, como Europa, Estados Unidos y Australia). Como principal productor de almacenamiento doméstico, el volumen de envíos de China aumentará más del 50 % interanual en 2023.
Tendencias tecnológicas:
Batería: completamente mejorada de "batería de plomo-ácido" a "batería de fosfato de hierro y litio" (con mejor seguridad y vida útil);
Integración: El sistema está evolucionando desde componentes descentralizados a máquinas todo en uno (como la integración de inversor y batería, lo que hace que la instalación sea más cómoda);
Inteligencia: Admite programación de IA (optimiza automáticamente las estrategias de carga y descarga en función de los precios de la electricidad, la generación de energía fotovoltaica y los hábitos de electricidad del hogar) e integra con sistemas domésticos inteligentes (como la vinculación con aire acondicionado y estaciones de carga);
Apoyo político: China, la Unión Europea, Estados Unidos y otros países han introducido políticas para incentivar el desarrollo del almacenamiento de energía en los hogares (como subsidios para el almacenamiento de energía en los hogares en algunas regiones de China y el requisito de la Unión Europea de que los nuevos edificios residenciales estén equipados con almacenamiento de energía).
6、 Atención: Selección y uso familiar
Selección de capacidad: Determine la capacidad de la batería en función del consumo eléctrico diario del hogar (por ejemplo, el consumo eléctrico diario de un hogar de 3 a 5 personas es de aproximadamente 10 a 15 kWh), la capacidad fotovoltaica instalada y las necesidades de emergencia (generalmente recomendadas como 1 día de electricidad de emergencia + almacenamiento de excedente de electricidad fotovoltaica, es decir, 5 a 15 kWh).
Requisitos de instalación: Se requiere un equipo profesional para la instalación (que incluye la modificación del circuito y el registro en la red). La batería debe colocarse en un lugar ventilado, seco y alejado de fuentes de fuego (como balcones y garajes) para evitar ambientes con altas temperaturas y humedad.
El sistema de almacenamiento doméstico no es un único dispositivo, sino que consta de cuatro componentes principales: batería de almacenamiento de energía, inversor, BMS (sistema de gestión de baterías), unidad de monitorización y control, y accesorios auxiliares (como cables y soportes). Cada componente trabaja en conjunto para almacenar, convertir y gestionar la energía eléctrica.
Nombre del componente Función principal Características técnicas
El principal portador de energía para el almacenamiento de baterías de almacenamiento de energía son las baterías de iones de litio (como el fosfato de hierro y litio, que tiene alta seguridad y una larga vida útil); la capacidad suele ser de 5 a 20 kWh y se puede ampliar según sea necesario.
Conversión de energía del inversor (componente principal) - CC a CA (CC-CA): convierte la CC almacenada en la batería/la CC generada por la energía fotovoltaica en energía de CA de 220 V que se puede utilizar en los hogares.
-Función bidireccional parcial (se puede conectar a la red eléctrica para lograr una carga y descarga conectadas a la red)
BMS (Sistema de administración de batería) monitorea el voltaje, la corriente y la temperatura de la batería en tiempo real para la seguridad de la batería y el control del rendimiento; previene la sobrecarga/descarga excesiva/cortocircuito y extiende la vida útil de la batería; equilibra la capacidad de una sola celda de batería
La unidad de monitoreo y control opera el sistema de visualización y programación, lo que permite el monitoreo remoto en aplicaciones móviles o computadoras (como información sobre energía restante, carga y descarga, y detalles de consumo); permite configurar estrategias de carga y descarga (como arbitraje de valle pico y uso automático prioritario fotovoltaico).
2、 Principio de funcionamiento básico: ciclo de tres etapas de carga, almacenamiento y descarga
La lógica de funcionamiento del sistema de almacenamiento doméstico se centra en la captación, el almacenamiento y la liberación de energía eléctrica según demanda. El proceso específico puede variar ligeramente según si está equipado con energía fotovoltaica y conectado a la red eléctrica. El principio de funcionamiento de un escenario típico (doble acceso a la red eléctrica y fotovoltaica) es el siguiente:
Etapa de carga: Obtener la fuente de energía eléctrica
Priorizar el uso de la energía fotovoltaica: durante el día, cuando hay suficiente luz solar, una parte de la corriente continua generada por los paneles fotovoltaicos domésticos se utiliza directamente para las cargas del hogar, mientras que el exceso se convierte mediante inversores y se almacena en baterías de almacenamiento de energía;
Carga suplementaria de red: Si la generación de energía fotovoltaica es insuficiente (por ejemplo, en días nublados o de noche), o si el usuario establece una carga de valle (durante el período de bajo precio de la electricidad de la red, por ejemplo, 00:00-08:00), el sistema puede tomar energía de la red para cargar la batería (con el apoyo de un inversor bidireccional).
Etapa de almacenamiento de energía: almacenamiento seguro de energía eléctrica
BMS monitorea el estado de la batería en tiempo real para garantizar que la batería almacene energía eléctrica dentro de un rango de voltaje y temperatura seguro;
Las baterías almacenan energía eléctrica en forma de energía química para evitar el desperdicio de energía (especialmente si el exceso de energía fotovoltaica no se almacena, se puede desechar directamente o conectar a la red a un precio bajo).
Etapa de descarga: Suministrar energía eléctrica según sea necesario
Prioridad de autoconsumo: Durante los períodos de máximo consumo eléctrico del hogar (como cocinar por la noche o encender el aire acondicionado), si la generación de energía fotovoltaica es insuficiente, el sistema priorizará la liberación de la energía almacenada en la batería y reducirá la necesidad de comprar electricidad de la red;
Arbitraje de valle pico: durante el período pico de electricidad de la red eléctrica (precios altos de la electricidad, como entre las 18:00 y las 22:00), se utiliza energía de la batería para reemplazar el suministro de energía de la red y reducir los costos de electricidad;
Suministro de energía de emergencia: en caso de un corte de energía, el sistema cambia automáticamente al modo fuera de la red y suministra energía a cargas domésticas críticas, como refrigeradores, iluminación y enrutadores, a través de baterías, lo que garantiza las necesidades básicas de vida.
3、 Tipo principal: clasificado por método de conexión a la red
Según esté conectado o no a la red eléctrica pública, los sistemas de almacenamiento domésticos se pueden dividir en tipos conectados a la red, conectados fuera de la red y conectados a la red/fuera de la red bidireccionales, que se adaptan a las diferentes necesidades del hogar:
Escenarios de adaptación de características principales del tipo
El tipo conectado a la red solo se puede conectar a la red eléctrica para su funcionamiento y no puede funcionar sin la red eléctrica; la función principal es almacenar el exceso de electricidad fotovoltaica + arbitraje de valle pico para la estabilidad de la red (como los hogares urbanos), con la demanda principal de reducir las facturas de electricidad y aumentar la tasa de autoconsumo fotovoltaico.
El tipo fuera de la red no se conecta a la red eléctrica y depende completamente del suministro de energía fotovoltaica + batería; se requiere el soporte de paneles fotovoltaicos + baterías de gran capacidad, y algunas áreas con generadores diésel tienen una cobertura deficiente de redes eléctricas de respaldo (como áreas rurales, áreas montañosas y villas), con el requisito principal de garantizar el suministro eléctrico básico.
Bidireccional (corriente principal) se puede conectar o desconectar de la red: la red funciona en modo conectado a la red durante el funcionamiento normal y cambia automáticamente al suministro de energía de emergencia fuera de la red durante cortes de energía, equilibrando la reducción de costos de electricidad y el suministro de energía de emergencia (como hogares urbanos y usuarios con importantes necesidades de electricidad)
4、Ventaja principal: ¿Por qué las familias necesitan ahorros del hogar?
Reducir los gastos de electricidad: Al implementar la carga de electricidad de valle y la descarga de electricidad en horas pico (arbitraje de la diferencia de precio de la electricidad en horas pico), así como almacenar electricidad fotovoltaica para uso personal y reducir la compra de electricidad de red, las facturas mensuales de electricidad se pueden reducir significativamente (especialmente en áreas con precios altos de electricidad, ahorrando miles de yuanes al año).
Mejore la autonomía eléctrica: en caso de un corte de energía (como clima extremo o fallas en la línea), el almacenamiento doméstico bidireccional puede cambiar rápidamente al suministro de energía de emergencia, lo que garantiza el funcionamiento de cargas clave como refrigeradores, iluminación y equipos médicos, y evita el impacto en la vida diaria.
Mejora de los ingresos por energía fotovoltaica: después de instalar energía fotovoltaica en los hogares, si el exceso de electricidad se conecta directamente a la red, los ingresos son solo el precio de la electricidad de la red (generalmente más bajo); al utilizar el almacenamiento doméstico para uso personal, es equivalente a reemplazar la electricidad de la red de alto precio por electricidad fotovoltaica de bajo precio, lo que resulta en mayores ganancias.
Contribuir a la protección energética y del medio ambiente: priorizar el uso de la generación de energía fotovoltaica (energía limpia), reducir la dependencia de la energía térmica (energía fósil), disminuir las emisiones de carbono de los hogares y cumplir con la tendencia del carbono dual.
5. Estado de la industria y tendencias de desarrollo
Crecimiento del mercado: En los últimos años, la demanda mundial de almacenamiento doméstico se ha disparado (especialmente en regiones con altos precios de la electricidad y una alta penetración de la energía fotovoltaica, como Europa, Estados Unidos y Australia). Como principal productor de almacenamiento doméstico, el volumen de envíos de China aumentará más del 50 % interanual en 2023.
Tendencias tecnológicas:
Batería: completamente mejorada de "batería de plomo-ácido" a "batería de fosfato de hierro y litio" (con mejor seguridad y vida útil);
Integración: El sistema está evolucionando desde componentes descentralizados a máquinas todo en uno (como la integración de inversor y batería, lo que hace que la instalación sea más cómoda);
Inteligencia: Admite programación de IA (optimiza automáticamente las estrategias de carga y descarga en función de los precios de la electricidad, la generación de energía fotovoltaica y los hábitos de electricidad del hogar) e integra con sistemas domésticos inteligentes (como la vinculación con aire acondicionado y estaciones de carga);
Apoyo político: China, la Unión Europea, Estados Unidos y otros países han introducido políticas para incentivar el desarrollo del almacenamiento de energía en los hogares (como subsidios para el almacenamiento de energía en los hogares en algunas regiones de China y el requisito de la Unión Europea de que los nuevos edificios residenciales estén equipados con almacenamiento de energía).
6、 Atención: Selección y uso familiar
Selección de capacidad: Determine la capacidad de la batería en función del consumo eléctrico diario del hogar (por ejemplo, el consumo eléctrico diario de un hogar de 3 a 5 personas es de aproximadamente 10 a 15 kWh), la capacidad fotovoltaica instalada y las necesidades de emergencia (generalmente recomendadas como 1 día de electricidad de emergencia + almacenamiento de excedente de electricidad fotovoltaica, es decir, 5 a 15 kWh).
Requisitos de instalación: Se requiere un equipo profesional para la instalación (que incluye la modificación del circuito y el registro en la red). La batería debe colocarse en un lugar ventilado, seco y alejado de fuentes de fuego (como balcones y garajes) para evitar ambientes con altas temperaturas y humedad.
Costo de mantenimiento: La vida útil de las baterías de fosfato de hierro y litio es de aproximadamente 3000 a 5000 ciclos (con un uso normal, puede alcanzar los 8-10 años), y no requieren mantenimiento frecuente posteriormente. Solo se requieren comprobaciones regulares del estado de la batería (que se pueden monitorear a través de la aplicación).
