Sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS)

Desde que, en 1800, Alessandro Volta inventara la pila, la energía ha podido almacenarse para usarse en el futuro, ya fuera para un único uso o de manera recargable. Las baterías son un componente crucial de cualquier estrategia energética, especialmente en un contexto como el actual ya que permiten la estabilización de redes eléctricas, la mejora de la integración de las distintas energías renovables y por tanto la reducción de emisiones de carbono. Por ese motivo, la Agencia Internacional de la Energía (IEA, por sus siglas en inglés) ha pedido, en su informe ‘Baterías y transiciones energéticas seguras’, multiplicar por seis la capacidad mundial de almacenamiento de energía al considerarlas fundamentales para alcanzar los objetivos climáticos y energéticos. 

En este contexto toman especial relevancia los sistemas de almacenamiento de energía en baterías (Battery Energy Storage System, BESS por sus siglas en inglés) que se presentan como una solución tecnológica avanzada para conservar energía y utilizarla posteriormente. No se trata solo de baterías, sino que incorporan también una serie de herramientas de software y hardware que permiten gestionar el suministro de electricidad, mejorar la eficiencia de las redes eléctricas evitando intermitencias y proporcionar energía de respaldo en caso de interrupciones. 
 

Cómo funcionan los sistemas BESS

Los sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) funcionan almacenando electricidad en periodos de baja demanda o cuando hay un exceso de producción, y liberándola cuando la demanda es alta o cuando hay interrupciones en el suministro eléctrico. La carga puede provenir tanto de la propia red eléctrica como de instalaciones de energía renovable. La diferencia con una batería al uso es su software que, empleando herramientas como la IA o las soluciones basadas en datos, permite detectar cuándo es el momento de liberar la energía almacenada permitiendo así una gestión avanzada. 

Este sistema de gestión también supervisa continuamente el estado de las baterías, controlando factores como la carga, la temperatura y el ciclo de vida para asegurar que el funcionamiento sea seguro y eficiente y así, cuando hay alta demanda de electricidad o una interrupción en el suministro, todo funcione correctamente y pueda ser utilizada por los consumidores o redistribuida a la red eléctrica.

Componentes de las baterías BESS

Una vez que ya sabemos qué es un sistema BESS y cómo funciona, cabe preguntarse qué elementos lo forman y cuáles son sus componentes esenciales. Estos podrían dividirse en los siguientes: 

• Baterías: Se trata del componente principal de estos sistemas, donde se almacena la energía. Pueden ser de diferentes tipos y las tecnologías más comunes empleadas para almacenar renovables incluyen:
  • Ion de litio: Tienen una alta densidad energética y un ciclo de vida prolongado.
  • Baterías de flujo: Son las que ofrecen una vida útil más larga y suelen ser más adecuadas para grandes instalaciones.
• Sistema de gestión de la batería (BMS): Controla el estado de carga y descarga, monitorea la temperatura y garantiza el funcionamiento seguro y eficiente del sistema.
• Sistema de conversión de energía (PCS): Son los dispositivos que convierten la corriente continua (DC) almacenada en las baterías a corriente alterna (AC) para ser utilizada por la red eléctrica o los consumidores finales.
• Sistema de gestión de energía (EMS): Se trata del núcleo central del sistema, es el responsable de supervisar y gestionar el flujo de energía entre el equipo y las baterías. Coordina el trabajo entre los diferentes BMS, PCS y otros componentes auxiliares. 
   

VER INFOGRAFÍA: Baterías BESS y sus componentes [PDF]

Términos esenciales y criterios de rendimiento de un almacenamiento BESS

Para ser un verdadero experto en sistemas BESS es importante conocer algunos términos y criterios esenciales que tienen que ver con el rendimiento del sistema. Algunos son sencillos de entender como vida útil, temperatura o tiempo de respuesta, pero otros son más específicos y requieren de una explicación más detallada. Estos son algunos de ellos: 

•  Capacidad de almacenamiento: Indica la cantidad de energía que puede almacenar el sistema.
•  Densidad de la energía: Señala cuánta cantidad puede almacenarse en un volumen determinado.
•  Potencia y densidad del sistema: La primera se refiere a la cantidad de energía que puede suministrar el sistema y la segunda a esa cantidad que puede entregar para un volumen determinado.
•  Eficiencia de ida y vuelta: Es la relación entre la energía que se usa entre la carga y la descarga de la batería o la energía perdida durante cada ciclo. 
•  Profundidad de descarga (DoD): Indica el porcentaje de energía descargada en relación con la capacidad total de una batería. 

Importancia de los sistemas BESS para las energías renovables

Las baterías de sistemas de almacenamiento de energía (BESS) son cruciales para las energías renovables debido a su capacidad para mitigar la intermitencia inherente a fuentes como la solar y la eólica. Estas fuentes de energía no siempre producen electricidad de manera constante: el sol no brilla durante la noche y el viento no siempre sopla con la misma intensidad. Los BESS permiten almacenar el exceso de energía generada durante periodos de alta producción y liberarla cuando la generación es baja o la demanda es alta. De esta manera, se asegura un suministro constante y fiable de electricidad, incluso cuando las condiciones meteorológicas no son ideales para la generación de energía renovable.

Por ello, los BESS facilitan la integración de una mayor cantidad de energía renovable en la red eléctrica sin comprometer su estabilidad debido a fluctuaciones rápidas y no planificadas en la generación de energía. Al utilizar BESS, es posible proporcionar un flujo de energía más constante y predecible lo que en esencia permite una mayor penetración de las energías renovables en el mix energético global.

En conclusión, los BESS contribuyen a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero al maximizar el uso de energías renovables y minimizar la dependencia de fuentes de energía fósil. Al proporcionar una solución efectiva para el almacenamiento de energía, permiten que las energías renovables sean una opción más viable y competitiva. Esto es esencial para la transición hacia un sistema energético más sostenible y menos dependiente del carbono.

Ventajas de los BESS sobre otros sistemas de almacenamiento energético

No hay duda de que los beneficios de los sistemas de almacenamiento energético son numerosos y aunque algunos de ellos ya los hemos comentado, vamos a recapitular cuáles son las principales ventajas de los BESS: 

• Estabilizar e integrar de manera eficiente las energías renovables.
• Contribución a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero.
• Ahorro de costes ante la posibilidad de almacenar energía cuando las tarifas son más bajas para consumirla en las horas punta.
• Ofrece flexibilidad a la hora de gestionar la demanda de energía.
• Sistema de respaldo ya que permite mantener la estabilidad de la red, independientemente de picos de demanda o condiciones extremas.