2. Introducción y características del ESS
2.1. ¿Qué es un ESS?
Un sistema de almacenamiento de energía (ESS, por sus siglas en inglés) combina varios productos de Victron Energy: un inversor/cargador, un dispositivo GX y una batería, normalmente junto con paneles solares. Almacena energía, casi siempre capturada por los paneles solares, para disponer de ella más tarde, por ejemplo, para alimentar cargas por lo noche, una vez que se ha detenido la producción solar. También puede cargarse la batería desde la red, de modo que el sistema puede prescindir por completo de los paneles solares.
ESS es la función de Victron que hace que esos componentes trabajen juntos como una unidad. Coordina el inversor/cargador, la batería, los paneles solares y la conexión a la red, y decide cuándo cargar y descargar la batería, y cuánta energía extraer o inyectar a la red.
Con un ESS, el sistema puede:
modular la energía en el tiempo, es decir, almacenar energía y usarla cuando más se necesite,
cargar la batería desde los paneles solares,
apoyar a la red recortando los picos de consumo desde la red y
exportar el excedente de energía de vuelta a la red, si está permitido.
Cuando el sistema tiene más energía de la que las cargas necesitan y la batería está llena, puede vender el excedente a la red. Cuando no puede cubrir la demanda con la batería y los paneles solares solamente, extrae automáticamente lo que falta de la red.
El ESS se configura en dos sitios: el asistente EES, cargado en el inversor/cargador con VEConfigure, y el menú ESS del dispositivo GX. Los dos se describen en Configuración.
2.2. Características y capacidades del EES
Suministro auxiliar en caso de apagón
Cuando falla la red eléctrica, el inversor/cargador se desconecta de la red y sigue alimentando las cargas de su salida CA desde la batería y desde los paneles solares si están disponibles. Las cargas no se detienen. Cuando se recupera el suministro, el sistema se vuelve a conectar y reanuda el funcionamiento normal sin ninguna intervención.
La cantidad de capacidad de la batería que se mantiene en reserva para un fallo de la red se establece con el estado de carga mínimo. El sistema respeta ese límite mientras hay red y lo ignora durante un fallo, de modo que la reserva se mantiene disponible. Mantendrán la alimentación las cargas que se hayan conectado con ese propósito de conformidad con el diseño del sistema.
FV: Acoplada a CA, acoplada a CC o ambas
El sistema puede usar energía solar de dos formas. Con FV acoplada a CC, un cargador solar MPPT SmartSolar o BlueSolar alimenta la batería directamente en la parte CC. Con FV acoplada a CA, un inversor FV conectado a la red, alimenta la parte CA. Un sistema puede usar cualquiera de ellas o una combinación de ambas. (En Diseño del sistema se explica cómo elegir la mejor opción)
Con o sin un contador de red
El sistema puede funcionar con o sin un contador de red externo. Con un contador, puede funcionar junto a la red como una instalación paralela a la red completa o parcial. Sin contador, todas las cargas, y el inversor FV, se conectan a la salida CA del inversor/cargador. (Véase Diseño del sistema.)
Generador auxiliar
Se puede usar un generador como respaldo durante fallos prolongados de la red. El dispositivo GX puede arrancar y detener el generador automáticamente, asegurarse de que tiene las cargas correctas y apagarlo una vez que la batería se ha cargado. En los sistemas con generador, hay que prestar especial atención a los ajustes de código de red y pérdida de red.
Inyección de energía solar a la red eléctrica
Se puede exportar a la red el exceso de energía FV cuando lo permita la normativa local. La inyección es posible independientemente de cómo esté conectada la FV, ya sea acoplada a CC, acoplada a CA en AC-In o acoplada a CA en AC-Out.
Sin inyección a la red
Con un inversor FV conectado a la red compatible, se puede impedir o poner un tope a la exportación a la red en un nivel acordado. El sistema reduce la salida del inversor FV en cuanto se detecta exportación. Se puede consultar los inversores FV compatibles y la configuración que necesita cada uno en Inyección a la red limitada o nula con inversores FV.
Recorte de picos
Se puede poner un tope a la energía extraída de la red o inyectada a la red en el punto de conexión a la red. Cuando la demanda supera el límite, la batería aporta la diferencia, de modo que la instalación puede aceptar cargas que excedan la capacidad de la conexión a la red y operar dentro de los límites de una conexión contratada o físicamente limitada. Véase Recorte de picos.
Carga programada
La batería puede cargarse desde la red durante ventanas de tiempo definidas para provechar la tarifa de horas valle, prepararse para un corte de suministro anunciado o suministrar a la batería una carga de mantenimiento periódica. Véase Niveles de carga programada.
ESS dinámico
El ESS dinámico optimiza el sistema con respecto a una tarifa variable o dinámica, programando la carga y la descarga de la batería para minimizar los costes al tiempo que respeta los límites de la batería y de la red configurados.
Cargas de oportunidad
El exceso de energía solar puede llevarse a cargas flexibles como bombas de calor, cargadores de vehículos eléctricos, calderas de agua o bombas de piscina, en vez de restringirse o exportarse. La energía que extrae cada carga está configurada, de modo que la carga se enciende cuando hay excedente suficiente para cubrirla. Las cargas se alimentan según un orden de prioridad, de modo que el excedente se asigna a las más importante en primer lugar.
Carga de vehículos eléctricos
La estación de carga de vehículos eléctricos de Victron se conecta al dispositivo GX, en el que se monitoriza y controla junto al resto del sistema, tanto localmente como con VRM. También puede cargarse con el excedente solar como carga de oportunidad.
2.3. Cuándo usar un ESS
Use un ESS en un sistema de autoconsumo, un sistema auxiliar con energía solar o una combinación de ambos. Lo que los separa es la cantidad de capacidad de la batería que se mantiene en reserva para un fallo de la red. En un sistema combinado, por ejemplo, el 30 % de la capacidad se usa para autoconsumo y el 70 % restante se mantiene de reserva.
Autoconsumo
Si hay más energía FV de la que necesitan las cargas, el exceso se almacena en la batería. Esa energía almacenada se usa posteriormente para alimentar las cargas cuando la FV es insuficiente.
Se puede elegir el porcentaje de la capacidad de la batería destinado al autoconsumo. Cuando los fallos de la red sean muy poco frecuentes, puede fijarse en el máximo que admita la batería, de modo que toda la batería esté disponible para el uso diario. Cuando los fallos de la red sean habituales, incluso diarios, se usa una porción más pequeña, por ejemplo, 20 % para autoconsumo y el 80 % restante de reserva para el próximo fallo.
Auxiliar
Cuando la batería está considerada como elemento auxiliar más que para uso diario, se mantiene con un estado de carga alto y se descarga solo cuando falla la red. Una vez que la red se ha restablecido, se recarga desde la red o con paneles solares, si están disponibles.
La estrategia de funcionamiento que lleva esto a cabo se selecciona con el ajuste Modo.
2.4. ¿Cuándo no conviene usar un ESS?
No utilice un ESS en:
sistemas aislados, con o sin generador,
sistemas náuticos,
sistemas de automoción o
sistemas con prioridad del inversor, también conocidos como sistemas de “Isla intencionada” o “Ignorar entrada CA”.
Aviso
PELIGRO DE DESCARGA ELÉCTRICA
Al retirar el enchufe AC-In, sus terminales quedan con corriente a la tensión de la red (110/230 V CA) durante un breve periodo de tiempo. Cuando se quita el enchufe, el inversor necesita un instante para detectar la pérdida de red y abrir el relé de retroalimentación. Hasta que se abra el relé, el contacto con los terminales del enchufe puede provocar lesiones graves e incluso la muerte.
No use un ESS en ninguna instalación en la que el usuario pueda desenchufar la alimentación, como sistemas náuticos y de automoción.
2.5. Componentes
Inversor/cargador
El núcleo del sistema es un inversor/cargador bidireccional MultiPlus o Quattro. El ESS solo puede instalarse en modelos VE.Bus con microprocesador de segunda generación (26 o 27). Todos los inversores/cargadores VE.Bus que se entregan actualmente lo tienen.
Dispositivo GX
Un dispositivo GX gestiona el sistema y proporciona monitorización, tanto local como a distancia, a través del Portal VRM y la aplicación VRM.
Batería
El sistema funciona con:
Distintas baterías compatibles de terceros (véase la lista de compatibilidad de baterías)
Baterías de plomo. Debe tenerse en cuenta en el diseño la elevada resistencia interna de los tipos OPzS y OPzV, y no se recomiendan las baterías AGM y GEL estándar para sistemas que completan un ciclo de la batería cada día.
Monitor de baterías
En la mayoría de sistemas no es necesario un monitor de baterías separado:
Baterías Lithium NG de Victron cuando se usan con un Lynx Smart BMS NG . Esta combinación se ocupa de la monitorización del estado de carga por sí misma, por lo que no se requiere un monitor de baterías aparte.
Las baterías inteligentes conectadas por CAN-bus (BYD, Pylontech y ZYC, entre otras) ya incluyen un monitor de baterías. Use la conexión CAN-bus para los datos del estado de carga. Se puede añadir un monitor de baterías aparte, por ejemplo, si el BMS de la batería tiene problemas de comunicación, pero debe usarse el propio monitor de la batería siempre que sea posible para evitar confusiones.
Para baterías sin un monitor de baterías interno, se puede usar el propio monitor del inversor/cargador. Con el ESS, esto también tiene en cuenta la corriente de carga procedente de los cargadores solares SmartSolar y BlueSolar.
Solo se requiere un monitor aparte cuando se combina una batería sin monitor de batería interno (como las baterías de plomo) con una fuente de alimentación adicional, por ejemplo, un aerogenerador de CC. Cuando se necesite uno, elija un SmartShunt, BMV-700, BMV-712 o Lynx Shunt VE.Can.
Contador de red (opcional)
El contador de red es opcional. Se instala en el panel de distribución principal entre la red y la instalación, y se usa en sistemas total o parcialmente paralelos a la red. Se necesita un contador de red solamente cuando hay cargas o fuentes CA en la parte de la entrada del inversor/cargador. Si todo está en la parte de la salida, no es necesario. (Véase Diseño del sistema.)
FV (opcional)
El sistema puede usar inversores FV conectados a la red, cargadores solares SmartSolar y BlueSolar, o una combinación de ambos. También puede funcionar sin paneles solares, lo que es habitual en centrales eléctricas virtuales, en las que muchos pequeños sistemas de almacenamiento apoyan a la red en momentos de demanda pico.
2.6. Requisitos mínimos
El ESS necesita como mínimo:
un inversor/cargador VE.Bus, un MultiPlus o un Quattro,
un dispositivo GX, como el Cerbo GX o el Ekrano GX, y
una batería.
Todo lo demás: paneles solares, contador de red, inversores/cargadores adicionales, es opcional y se añade según las necesidades del diseño. Véase Diseño del sistema.
Aviso
Este manual cubre el ESS en inversores/cargadores VE.Bus, el MultiPlus y Quattro. No es de aplicación a la gama RS, como el Multi RS Solar, que usa una interfaz VE.Can en vez de VE.Bus. Para la configuración del ESS en estos modelos, véase el manual de producto RS correspondiente.