1、 Componentes principales del sistema
El sistema de almacenamiento de luz del hogar consta principalmente de los siguientes componentes clave, que trabajan juntos para lograr la conversión, el almacenamiento y la utilización de energía:
1. Sistema de generación de energía fotovoltaica
Panel solar: Componente principal de la generación de energía que convierte la energía solar en corriente continua mediante el efecto fotoeléctrico. Los tipos más comunes incluyen silicio monocristalino, silicio policristalino y células de película delgada. El silicio monocristalino presenta la mayor eficiencia (aproximadamente entre el 18 % y el 25 %) y es adecuado para su instalación en tejados de viviendas.
-Soporte fotovoltaico: La estructura que fija el panel solar debe diseñarse de acuerdo con el ángulo del techo y la capacidad de carga para garantizar que el panel solar reciba la máxima luz solar.
-Caja de confluencia y cable DC: resume la energía DC de múltiples paneles solares y la transmite al inversor a través de cables.
2. Sistema de almacenamiento de energía
Batería de almacenamiento de energía: El equipo principal para almacenar el exceso de energía eléctrica. Las baterías de fosfato de hierro y litio son las más comunes (alta seguridad, larga vida útil, de unos 3000 a 6000 ciclos) y algunos sistemas utilizan baterías ternarias de litio (alta densidad energética, pero con una seguridad ligeramente inferior). La capacidad de la batería se mide generalmente en kWh, y la capacidad doméstica más común es de 5 a 20 kWh.
-Sistema de gestión de batería (BMS): supervisa el estado de la batería (voltaje, corriente, temperatura), evita la sobrecarga y la descarga excesiva, extiende la vida útil de la batería y garantiza la seguridad.
3. Conversión y control de energía
-Inversor: Convierte la corriente continua generada por paneles fotovoltaicos o la corriente continua almacenada en baterías en corriente alterna de uso doméstico (220V), y se divide en inversores de cadena (alta eficiencia, adecuados para fotovoltaica distribuida) e inversores de almacenamiento de energía (inversor fotovoltaico integrado y funciones de control de almacenamiento de energía).
Sistema de Gestión de Energía (SGE): Regulación inteligente del flujo de energía, que determina la prioridad de la energía fotovoltaica para autoconsumo, carga o conexión a la red, así como el momento de descarga de la batería (como picos de consumo y suministro de energía durante cortes de electricidad). Algunos sistemas pueden monitorizarse remotamente mediante una aplicación.
4. Equipo auxiliar
-* * Medidor de electricidad bidireccional * *: Se utiliza para medir la cantidad de electricidad fotovoltaica conectada a la red (vendida a la red) y electricidad fuera de la red (comprada a la red), lo que admite el autoconsumo y el modo excedente de electricidad conectada a la red.
-Disyuntores y dispositivos de protección contra rayos: Garantizan la seguridad eléctrica del sistema y evitan daños al equipo por sobrecarga, cortocircuito o caída de rayos.
2、 Principio de funcionamiento
La lógica fundamental de un sistema doméstico de almacenamiento de energía solar es el equilibrio dinámico de "* * generación de energía - almacenamiento - consumo - conexión a la red * *". El proceso específico es el siguiente:
1. * * Etapa de generación de energía diurna * *: El panel solar genera corriente continua bajo iluminación, la cual es convertida en corriente alterna por un inversor.
-Priorizar la satisfacción de las necesidades eléctricas de los hogares en tiempo real (como iluminación y electrodomésticos);
-El exceso de electricidad se utiliza para cargar la batería a través de un inversor de almacenamiento de energía hasta que la batería esté completamente cargada;
-Si la batería está completamente cargada y aún hay exceso de energía, se puede conectar a la red a través de un medidor bidireccional (disfrutando de subsidios en el precio de la electricidad o vendiendo los ingresos de la electricidad).
2. * * Etapa nocturna/nublada * *: Cuando el sistema fotovoltaico deja de generar electricidad, el sistema cambia automáticamente al modo de suministro de energía de almacenamiento de energía y la batería libera la electricidad almacenada para uso doméstico; si la batería está baja, compre electricidad de la red eléctrica para complementar.
3. * * Función de suministro de energía de emergencia * *: En caso de un corte de energía, el sistema de almacenamiento de energía puede cambiar rápidamente al modo fuera de la red para garantizar el suministro de energía para equipos clave como refrigeradores e iluminación (requiriendo inversores para soportar la función fuera de la red).
3、 Ventajas principales
1. * * Reducir los gastos de electricidad * *: Priorizar el uso de energía fotovoltaica gratuita y reducir el costo de compra de electricidad de la red; el excedente de electricidad se puede utilizar para generar ingresos por ventas de electricidad (algunas regiones tienen subsidios a la fotovoltaica).
2. * * Cómo afrontar la diferencia entre los precios de electricidad en horas punta y en valle * *: Descargar las baterías durante los precios pico de electricidad (por ejemplo, entre las 10:00 y las 18:00 durante el día) y comprar electricidad de la red a un precio bajo para cargarla fuera de las horas punta (por ejemplo, a altas horas de la noche), lo que permite ahorrar aún más costes mediante el arbitraje entre horas punta y valle.
3. * * Mejorar la tasa de autosuficiencia energética * *: Reducir la dependencia de las redes eléctricas tradicionales, especialmente adecuado para áreas remotas o regiones con redes eléctricas inestables, y lograr la "independencia energética".
4. * * Verde y respetuoso con el medio ambiente * *: La generación de energía fotovoltaica no tiene emisiones de carbono, reduce la huella de carbono de los hogares y respalda el objetivo de doble carbono.
5. * * Fuente de alimentación de respaldo de emergencia * *: En caso de un corte de energía, se alimenta mediante baterías de almacenamiento de energía para garantizar las necesidades eléctricas diarias básicas.
4、 Escenarios aplicables
-Las regiones con suficiente luz solar, como el noroeste, el norte y el sur de China, tienen tasas de utilización de energía fotovoltaica más elevadas debido a que cuentan con más horas de sol al año.
-* * Áreas con precios altos de electricidad * *: Las ciudades con precios más altos de electricidad (como las ciudades de primer nivel y las áreas con precios más altos de electricidad industrial y comercial) tienen ciclos de retorno de la inversión más cortos.
-Áreas con red eléctrica inestable: en áreas con cortes de energía frecuentes o voltaje inestable, los sistemas de almacenamiento de energía pueden servir como fuentes de energía de respaldo confiables.
-Familias con fuerte conciencia ambiental: usuarios que persiguen un estilo de vida verde y esperan reducir el consumo de energía fósil.
5、 Consideraciones de instalación y costos
1. Condiciones de instalación: Se requieren lugares de instalación adecuados (como techos, balcones, patios) para garantizar una iluminación adecuada y sin obstrucciones; los derechos de propiedad de la casa están claros y es necesario solicitar un permiso de conexión a la red a la compañía eléctrica (el proceso es relativamente simple y algunas áreas admiten el procesamiento en línea).
2. **Costo inicial**: Incluye principalmente paneles fotovoltaicos (aproximadamente el 40%), baterías de almacenamiento de energía (aproximadamente el 30%), inversores y materiales auxiliares (aproximadamente el 30%). La inversión inicial para un sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica de 5 kW + 10 kWh es de aproximadamente 50 000 a 80 000 yuanes (según la marca y la configuración).
3. * * Período de retorno * *: generalmente de 5 a 10 años, dependiendo de los recursos de iluminación locales, las políticas de precios de la electricidad, los niveles de subsidio y el consumo de electricidad del hogar.
4. **Costo de mantenimiento**: La vida útil de los paneles fotovoltaicos es de aproximadamente 25 a 30 años, y la de las baterías de almacenamiento de energía, de aproximadamente 8 a 15 años (requiere reemplazo regular). El mantenimiento diario es sencillo, principalmente para la limpieza de los paneles fotovoltaicos y la revisión de las conexiones de los circuitos.
6. Tendencias de desarrollo
Con la disminución del costo de los módulos fotovoltaicos, los avances en la tecnología de baterías de almacenamiento de energía (como baterías de larga duración y alta seguridad) y el apoyo político (como la promoción de la energía fotovoltaica en todo el condado y los subsidios para el almacenamiento de energía), los sistemas domésticos de almacenamiento fotovoltaico están pasando de ser configuraciones opcionales a productos esenciales. Las tendencias futuras incluyen:
-Actualización inteligente: Combinación de algoritmos de IA para optimizar la programación energética y lograr la vinculación con hogares inteligentes y vehículos eléctricos (V2G, vehículo a red).
-Diseño modular: admite una expansión flexible (como instalar primero energía fotovoltaica y luego almacenamiento de energía), lo que reduce la barrera de entrada.
-Equipo de alta integración: El inversor de almacenamiento de energía está integrado con BMS y EMS, simplificando la instalación y el funcionamiento.
Los sistemas de almacenamiento de luz en el hogar no solo son una opción para la conservación de energía y la reducción del consumo en los hogares, sino también un camino importante para promover el desarrollo de la energía distribuida y lograr un hogar con cero emisiones de carbono.