Almacenamiento comercial de energía en baterías: cómo la reducción de picos mejora el control de los costes energéticos
Las facturas de electricidad de las empresas e industrias no suelen depender únicamente del total de kilovatios-hora. En muchas estructuras tarifarias, un breve periodo de alta demanda puede influir en la cuota mensual por demanda, incluso cuando el consumo medio de la instalación es mucho menor. Almacenamiento comercial de energía en baterías ofrece a los operadores de las instalaciones una forma controlada de reducir esos picos de corta duración, coordinar las cargas de manera flexible y aprovechar mejor la generación renovable in situ.
En el caso de una instalación comercial e industrial, el argumento comercial no se reduce simplemente a “instalar una batería y ahorrar dinero”. Depende del perfil de carga intermitente de la instalación, la tarifa eléctrica, el horario de funcionamiento, los límites de interconexión, la estrategia de funcionamiento de la batería y el valor de la resiliencia. DAXIN ENERGY orienta sus soluciones de sistemas de almacenamiento de energía (ESS) para el sector comercial e industrial hacia aplicaciones como la reducción de picos de demanda, la respuesta a la demanda, la energía de reserva y la integración de energía solar con almacenamiento.1 Por lo tanto, es imprescindible realizar una evaluación específica del emplazamiento antes de formular cualquier afirmación sobre el ahorro o de recomendar el tamaño del sistema.
¿Qué es el «peak shaving»?
La reducción de picos consiste en el uso controlado de una batería para reducir la cantidad de energía que una instalación consume de la red eléctrica durante determinados intervalos de alta demanda. Cuando la carga del edificio supera un umbral configurado, la batería se descarga para suministrar parte de dicha carga. Cuando la demanda disminuye, o cuando los precios de la energía y las condiciones de funcionamiento son favorables, el sistema puede recargarse.
Una representación sencilla es la siguiente:
Importación de la red = consumo de la instalación − descarga de la batería + carga de la batería
Si una instalación alcanza un pico de demanda de 1.000 kW y una batería descarga 200 kW en ese momento, la red registra aproximadamente 800 kW, en función de los controles del sistema, el tiempo de respuesta, el estado de carga y la configuración de la medición. El objetivo no es necesariamente eliminar todos los picos, sino gestionar aquellos que son relevantes según la tarifa y el plan de explotación aplicables.
A batería de nivelación de picos Normalmente combina bastidores de baterías, un sistema de conversión de energía, controles de gestión energética, equipos de protección, sistemas de monitorización y gestión térmica. La gama de productos de DAXIN incluye armarios de almacenamiento de energía para exteriores refrigerados por líquido, diseñados para aplicaciones industriales y comerciales de sistemas de almacenamiento de energía (ESS), entre los que se incluyen las categorías de productos X-CUBE 215 y X-CUBE 261.2 La configuración exacta, la energía útil, la potencia nominal, los controles y la idoneidad del emplazamiento deben confirmarse según el diseño del proyecto, en lugar de deducirse a partir del nombre de una familia de productos.
Por qué las tarifas por demanda son importantes para las instalaciones comerciales
Las tarifas por consumo de energía suelen estar vinculadas a la cantidad de electricidad consumida durante un periodo de facturación. Las tarifas por demanda están vinculadas a la demanda máxima de potencia registrada, o a un cálculo de la demanda definido en la tarifa, durante un intervalo determinado. El intervalo puede ser breve, y las normas tarifarias varían en función de la empresa de suministro, la categoría de cliente, la temporada y la ubicación.
Esta distinción cambia la perspectiva del almacenamiento. Una instalación con un consumo energético anual moderado puede seguir teniendo una factura elevada si la puesta en marcha de una enfriadora, un turno de producción, la recarga de un vehículo eléctrico o varias cargas de proceso simultáneas generan un pico mensual elevado. Por el contrario, una instalación con un perfil de carga uniforme puede tener menos oportunidades de reducir los picos, aunque su consumo total sea considerable.
La primera tarea analítica consiste en cartografiar el emplazamiento perfil de carga. Entre los datos útiles suelen figurar los datos de demanda en intervalos de 15 o 5 minutos, al menos 12 meses de facturas, las definiciones de demanda de la tarifa, los calendarios de funcionamiento, la electrificación prevista, la producción solar y cualquier restricción a la exportación. El análisis debe identificar no solo el pico más alto, sino también la frecuencia con la que se producen los eventos de alta demanda, su duración, si son predecibles y si se concentran en momentos en los que se puede cargar la batería.
| Pregunta sobre el perfil de carga | Por qué es importante para un sistema comercial de almacenamiento en baterías |
|---|---|
| ¿A qué nivel se sitúan los picos mensuales y estacionales? | Establece el objetivo potencial de reducción de la demanda. |
| ¿Cuánto duran los picos? | Ayuda a determinar la potencia necesaria y la energía útil. |
| ¿Son predecibles los picos? | Permite una gestión fiable de las salidas y la planificación del estado de carga. |
| ¿Coinciden los picos con la producción solar? | Determina si la energía solar puede cargar la batería directamente o reducir el consumo de la red eléctrica. |
| ¿Existen límites de exportación o de interconexión? | Influye en los controles, los modos de funcionamiento y la rentabilidad del proyecto. |
Sin estos datos, no es responsable prometer un porcentaje de reducción, una cifra de ahorro anual o un plazo de amortización. Una batería puede reducir un pico bien definido, pero no puede garantizar un ahorro si la tarifa no recompensa ese comportamiento, si el pico dura más que la energía disponible o si el sistema no cuenta con un estado de carga suficiente.
Comparativa de estrategias para sistemas comerciales de almacenamiento en baterías
La reducción de picos es una de las diversas estrategias operativas existentes. Un sistema comercial de almacenamiento en baterías puede diseñarse para una línea de negocio principal o coordinarse entre varias aplicaciones. Es necesario establecer la prioridad antes de configurar los controles, ya que la batería no puede suministrar potencia y energía ilimitadas a todos los servicios al mismo tiempo.
| Estrategia | Principio de funcionamiento | Valor principal | Consideración principal en el diseño | Ajuste típico |
|---|---|---|---|---|
| Reducción de picos de demanda | Realizar la descarga cuando la demanda de la instalación se acerque a un umbral objetivo. | Gestión de las tarifas por consumo máximo. | Duración del pico, demanda de potencia, intervalo de medición de la tarifa y reserva de estado de carga. | Plantas de fabricación, almacenes, edificios comerciales y instalaciones con picos de demanda pronunciados. |
| Arbitraje por franja horaria | Cargar en los periodos en los que el precio es más bajo y descargar en los periodos en los que el precio es más alto. | Optimización de los costes energéticos. | Diferencial de tarifas por franja horaria, pérdidas en el trayecto de ida y vuelta, coste de los ciclos de encendido y apagado, y normas tarifarias. | Establecimientos con horarios predecibles y diferencias de precio significativas. |
| Alimentación de emergencia | Mantener la energía almacenada para las cargas críticas durante un corte de suministro. | Continuidad y resiliencia. | Definición de carga crítica, equipos de transferencia, controles de funcionamiento en isla, duración y plan de recarga. | Lugares en los que el tiempo de inactividad, la pérdida de datos o la interrupción de los procesos tienen un alto coste. |
| Servicios de red | Responder a una señal externa o a un programa de mercado. | Ingresos por flexibilidad o asistencia técnica del sistema. | Requisitos de elegibilidad para el programa, telemetría, obligaciones de envío y requisitos de disponibilidad. | Instalaciones que participan en programas de respuesta a la demanda o en programas de flexibilidad autorizados. |
La diferencia importante radica en que la reducción de picos se mide en función de la inyección a la red de la instalación, mientras que la energía de reserva se mide en función de los requisitos de continuidad del suministro. Es posible que un sistema optimizado para la gestión diaria de las tarifas por consumo no pueda descargarse por completo durante un corte de suministro si ya ha consumido su energía a lo largo del día. Por lo tanto, el resumen del proyecto debe definir si la resiliencia es un beneficio secundario, un requisito contractual o la razón principal para el almacenamiento.
Cómo la respuesta a la demanda amplía la reducción de picos de consumo
Respuesta a la demanda modifica el consumo eléctrico en función de las condiciones de la red, las señales de la empresa eléctrica o las variaciones de precios. Una batería puede contribuir reduciendo la importación de energía de la red cuando el sistema recibe una solicitud de despacho, mientras que una instalación también puede ajustar los horarios de climatización, refrigeración, bombeo, recarga o producción.
En el caso de un sistema de almacenamiento de energía por baterías (BESS) para uso comercial e industrial, la respuesta a la demanda puede complementar la reducción de picos a nivel local. Los controles locales protegen el objetivo de demanda propio de la instalación; un programa externo de respuesta a la demanda puede exigir una reducción en un momento diferente. El sistema de gestión energética debe decidir si responder, cuánta capacidad hay disponible y qué reserva de estado de carga debe conservarse para las prioridades de la instalación.
La AIE describe la flexibilidad de la demanda como una forma de modificar o ajustar el consumo de electricidad en función de las condiciones del sistema, mejorando así la utilización de los activos de generación y de la red.3 Esto es relevante para los compradores comerciales porque una batería tiene más valor cuando se puede coordinar con cargas flexibles que cuando se utiliza como un activo aislado. Sin embargo, la disponibilidad de los programas, la remuneración, la medición y los requisitos técnicos varían según la ubicación. Es necesario verificarlos con la empresa de suministro eléctrico, el agregador o el proveedor de servicios energéticos.
Valor de la energía de reserva e integración de las energías renovables
La reducción de picos suele ser el primer caso de uso económico, pero un sistema bien diseñado también puede contribuir a la resiliencia. Durante un corte de suministro, el sistema puede abastecer a las cargas críticas designadas si la instalación cuenta con la arquitectura necesaria de transferencia, protección y funcionamiento en isla. Las cargas críticas deben separarse de las no esenciales mediante un proceso de ingeniería; el “sistema de respaldo para toda la instalación” no es una hipótesis por defecto.
La integración solar aporta un valor añadido. Una batería puede absorber el excedente de producción fotovoltaica que, de otro modo, se reduciría o se exportaría a un precio inferior, para luego descargarlo cuando aumente la demanda del emplazamiento o la electricidad de la red sea más cara. La combinación de energía solar y almacenamiento también puede ayudar a adaptar la generación renovable a la demanda operativa. La AIE señala que los recursos distribuidos, como los sistemas solares en tejados y otras fuentes de flexibilidad, son cada vez más importantes para el funcionamiento de las redes eléctricas.4
Los armarios para exterior refrigerados por líquido resultan adecuados cuando un proyecto requiere un recinto exterior integrado y un entorno térmico controlado. En los catálogos de productos publicados por DAXIN se incluyen opciones de armarios para exterior refrigerados por líquido dentro de su gama de productos de almacenamiento de energía para uso industrial y comercial.2 La selección debe tener en cuenta el clima de la ubicación, la ubicación, los espacios libres, el diseño de seguridad contra incendios, el acceso a los servicios, los requisitos en materia de ruido, las comunicaciones y el proceso de autorización local. La descripción de la categoría del producto no sustituye a una especificación específica del proyecto.
Un marco sencillo de ROI para la optimización de los costes energéticos en el ámbito comercial
Un modelo de evaluación práctico debería distinguir entre los beneficios identificables y las hipótesis. Una ecuación ilustrativa del valor anual es la siguiente:
Valor anual del almacenamiento = reducción de la tarifa de demanda + valor del arbitraje energético + valor de la respuesta a la demanda + coste evitado por cortes de suministro − coste de carga − pérdidas − costes de explotación y mantenimiento
Para la gestión de las tarifas por consumo máximo, un ejemplo de cálculo simplificado es el siguiente:
Valor ilustrativo de la demanda anual = reducción media mensual de la demanda máxima × tarifa de la cuota de demanda × 12 meses
Por ejemplo, si el perfil medido de una instalación permite una reducción media de 150 kW y se supone que la tarifa de demanda aplicable es de 12 USD por kW-mes, el valor bruto de referencia de la demanda sería 150 × 12 × 12 = 21 600 dólares al año. Se trata únicamente de un ejemplo matemático, no de una cotización, previsión ni resultado prometido por DAXIN. No tiene en cuenta la degradación de la batería, las pérdidas por conversión, los sistemas de control, la instalación, la financiación, el mantenimiento, los cambios en las tarifas ni el coste de mantener energía de reserva para situaciones de emergencia.
Un análisis más completo del proyecto debería comparar varios escenarios: sin almacenamiento, solo reducción de picos, reducción de picos más arbitraje por franjas horarias y reducción de picos con una reserva de respaldo definida. El modelo debería evaluar diferentes capacidades de potencia y energía de la batería comparándolas con datos reales por intervalos. Asimismo, debería aplicar una restricción de despacho para que no se atribuya a la batería más energía de la que puede suministrar de forma realista, una vez tenidas en cuenta las pérdidas de carga y los requisitos de reserva.
| Datos de retorno de la inversión (ROI) | Prueba o hipótesis recomendada |
|---|---|
| Ventaja de la tarifa por consumo | Simulación de tarifas de servicios públicos y contadores de intervalos. |
| Beneficio por arbitraje energético | Tarifas por franja horaria, calendario de funcionamiento y supuestos de eficiencia. |
| Valor de respaldo | Lista de cargas críticas, historial de cortes de suministro y coste cuantificado de las interrupciones. |
| Valor de la respuesta a la demanda | Se han confirmado las normas del programa, la disponibilidad y la remuneración por reparto. |
| Coste total del proyecto | Ámbito de actuación del proveedor, instalaciones eléctricas, sistemas de control, tramitación de permisos y puesta en servicio. |
| Sensibilidad al riesgo | El deterioro de las baterías, los cambios en las tarifas, una frecuencia máxima inferior a la prevista y las limitaciones en las reservas. |
Los resultados obtenidos pueden incluir el periodo de amortización simple, el valor actual neto, la tasa interna de rentabilidad y los rangos de sensibilidad. El análisis comercial no debe limitarse al caso más favorable. Una decisión sólida muestra qué ocurre si los picos de demanda son menos frecuentes, si la tasa de demanda cambia o si la batería debe conservar energía para el sistema de respaldo.
Preguntas de planificación antes de seleccionar un sistema de almacenamiento de energía en baterías (BESS) para el sector comercial e industrial
Los compradores deben preguntar si el sistema propuesto se ha dimensionado en función de la potencia, la energía, la resiliencia o un ciclo de funcionamiento combinado. También deben confirmar cómo recibirá el sistema de gestión energética los datos de los contadores, cómo se modificará el umbral de picos, qué ocurre tras un incidente imprevisto y quién es el responsable de la puesta en servicio y la supervisión continua.
La cartera de soluciones de DAXIN recoge casos de uso de los sistemas de almacenamiento de energía (ESS) en los ámbitos comercial e industrial, como la reducción de picos de demanda, la respuesta a la demanda y la energía de reserva, mientras que su página de productos agrupa los sistemas de almacenamiento de energía junto con otros productos relacionados con la energía.1 Para un equipo de proyecto, el siguiente paso consiste en facilitar la información pertinente sobre la carga y las tarifas, de modo que la arquitectura del sistema pueda evaluarse basándose en datos concretos y no en una promesa genérica de ahorro.
Conclusión: utiliza el perfil de carga para convertir el almacenamiento en una estrategia
El almacenamiento comercial de energía en baterías puede mejorar el control de los costes energéticos al reducir determinados picos de demanda de la red, desplazar el consumo entre distintos periodos tarifarios, facilitar la respuesta a la demanda, mantener la capacidad de respaldo y aumentar el valor aprovechable de la generación solar. Los proyectos más sólidos parten del perfil de carga y de la tarifa, y no de un tamaño de batería preseleccionado.
La oferta de sistemas de almacenamiento de energía (ESS) de DAXIN ENERGY para el sector comercial e industrial, que incluye opciones de armarios para exteriores refrigerados por líquido, ofrece a los compradores un punto de partida para analizar una arquitectura adaptada a cada emplazamiento. Para determinar la aplicación adecuada y los requisitos de datos, consulte la documentación de DAXIN soluciones de almacenamiento de energía para el sector comercial e industrial, echa un vistazo a la categorías de productos de almacenamiento de energía, o compartir información sobre el proyecto a través de la Página de consultas de DAXIN. El objetivo es lograr un diseño técnicamente viable cuya estrategia de funcionamiento se adapte a la tarifa de la instalación, al comportamiento de la carga, a las prioridades de resiliencia y a los recursos renovables.