¿Qué necesitas para crear un banco de baterías de gran capacidad?

El almacenamiento de energía está ganando cada vez más importancia dentro de las instalaciones fotovoltaicas. Una batería puede permitir aprovechar parte de la energía producida durante las horas de sol para utilizarla cuando la producción fotovoltaica disminuye o cuando aumenta el consumo.

Pero cuando hablamos de instalaciones con necesidades energéticas más elevadas, una única batería puede no ser suficiente.

En estos casos puede ser necesario crear un banco de baterías de gran capacidad, formado por varias unidades que trabajan conjuntamente como un sistema de almacenamiento.

Esto puede resultar interesante para:

• Viviendas con un consumo elevado.
• Grandes viviendas.
• Pequeños y medianos negocios.
• Instalaciones agrícolas.
• Naves industriales.
• Sistemas aislados.
• Instalaciones con necesidades de respaldo.
• Proyectos fotovoltaicos que necesitan almacenar una mayor cantidad de energía.

Sin embargo, crear un banco de baterías no consiste simplemente en conectar muchas baterías entre sí.

Para que el sistema funcione correctamente es necesario tener en cuenta aspectos como la capacidad, la potencia, el BMS, la comunicación, el inversor, el cableado, las protecciones y las condiciones de instalación.

Además, en España el almacenamiento forma parte de un marco técnico y regulatorio en evolución, especialmente cuando se trata de instalaciones de mayor escala o sistemas conectados a la red. (Ministerio de Transición Ecológica)

En este artículo te explicamos qué necesitas para crear un banco de baterías de gran capacidad y qué debes analizar antes de ampliar un sistema de almacenamiento.

¿Qué es un banco de baterías?

Un banco de baterías es un conjunto de baterías conectadas y configuradas para funcionar como un sistema de almacenamiento de mayor capacidad.

De forma sencilla:

1 batería → capacidad limitada

Varias baterías compatibles → mayor capacidad de almacenamiento

Por ejemplo, si un sistema modular permite incorporar varias unidades de 5 kWh, la capacidad total puede aumentar progresivamente.

Sin embargo, el resultado no depende únicamente de sumar los kWh de cada batería.

También es necesario comprobar:

• Cómo se conectan las unidades.
• Cuántos módulos admite el sistema.
• Qué sistema de gestión utilizan.
• Cuánta potencia pueden entregar.
• Qué inversor se utilizará.
• Cómo se protegen los circuitos.

Por eso, un banco de baterías debe considerarse como un sistema completo, no simplemente como una acumulación de baterías.

El primer paso: calcular cuánta energía necesitas

Antes de elegir las baterías es necesario saber cuánta energía necesitas almacenar.

Esta capacidad se expresa normalmente en kilovatios hora (kWh).

Por ejemplo, si una instalación necesita disponer de 30 kWh de energía útil almacenada, el sistema deberá dimensionarse teniendo en cuenta no solo la capacidad nominal de las baterías, sino también las condiciones reales de funcionamiento.

Para calcular las necesidades conviene analizar:

• Consumo diario.
• Consumo nocturno.
• Horas en las que no existe producción solar.
• Cargas que se quieren respaldar.
• Autonomía deseada.
• Potencia simultánea de los equipos.

No es lo mismo crear un banco para almacenar energía durante unas horas que diseñar un sistema capaz de mantener una instalación funcionando durante un periodo prolongado.

Capacidad y potencia: dos conceptos diferentes

Este es uno de los puntos más importantes.

Capacidad: kWh

Indica cuánta energía puede almacenar el banco.

Por ejemplo:

20 kWh, 50 kWh o 100 kWh.

Cuanto mayor sea la capacidad, mayor cantidad de energía podrá almacenarse.

Potencia: kW

Indica la capacidad del sistema para suministrar energía en un momento determinado.

Por ejemplo, una instalación puede necesitar alimentar simultáneamente:

• Equipos de climatización.
• Bombas.
• Maquinaria.
• Electrodomésticos.
• Sistemas informáticos.

Por tanto, no basta con instalar muchos kWh de batería.

También hay que comprobar si el sistema puede suministrar los kW necesarios.

Un banco puede tener una gran capacidad, pero si la potencia de descarga es insuficiente, no podrá alimentar determinadas cargas simultáneamente.

¿Cuántas baterías necesitas?

La respuesta dependerá de la capacidad que necesites y de la arquitectura del sistema.

Por ejemplo, si necesitas una capacidad aproximada de 40 kWh y trabajas con módulos de 5 kWh, en principio podrías necesitar varias unidades para alcanzar esa capacidad.

Pero este cálculo es solo el punto de partida.

También debes comprobar:

• Capacidad útil de cada batería.
• Profundidad de descarga recomendada.
• Número máximo de módulos permitidos.
• Compatibilidad entre unidades.
• Capacidad máxima del sistema.
• Requisitos del fabricante.

Por eso, no es recomendable elegir las baterías únicamente sumando sus capacidades nominales.

1. Baterías compatibles y diseñadas para trabajar en conjunto

Para crear un banco de gran capacidad, las baterías deben ser compatibles entre sí.

Esto es fundamental.

No conviene conectar baterías diferentes simplemente porque tengan:

• El mismo voltaje.
• Una capacidad parecida.
• Una tecnología aparentemente similar.

Las diferencias entre equipos pueden afectar a:

• La comunicación.
• La carga.
• La descarga.
• El equilibrio entre módulos.
• La seguridad del sistema.

Lo más recomendable es utilizar un sistema diseñado específicamente para crecer mediante módulos compatibles.

Actualmente existen soluciones modulares que permiten aumentar la capacidad incorporando nuevas unidades, siempre dentro de los límites definidos por el fabricante.

2. Un sistema de gestión de baterías adecuado

El BMS, o sistema de gestión de baterías, es una de las piezas fundamentales de un banco de almacenamiento.

Su función puede incluir la supervisión de parámetros como:

• Voltaje.
• Corriente.
• Temperatura.
• Estado de carga.
• Estado de funcionamiento.

Cuando el sistema está formado por varias unidades, la gestión y comunicación entre ellas se vuelve todavía más importante.

Dependiendo de la arquitectura, puede existir:

• Un BMS integrado en cada batería.
• Una unidad de control principal.
• Un módulo de comunicación adicional.
• Un sistema jerárquico de gestión.

La configuración exacta dependerá del fabricante.

Por eso, antes de crear un banco de gran capacidad es necesario conocer cómo se comunica y controla todo el conjunto.

3. Un inversor capaz de trabajar con el banco

El inversor es otro de los elementos fundamentales.

No importa tener una gran capacidad de almacenamiento si el inversor no es capaz de gestionar correctamente la energía disponible.

Hay que comprobar aspectos como:

• Compatibilidad con la batería.
• Tensión del banco.
• Potencia de carga.
• Potencia de descarga.
• Número de baterías admitidas.
• Posibilidad de funcionamiento en paralelo.
• Función de respaldo.

Por ejemplo, una instalación puede disponer de 60 kWh de almacenamiento, pero eso no significa automáticamente que pueda alimentar cargas de cualquier potencia.

El inversor seguirá teniendo sus propios límites.

4. Cables correctamente dimensionados

A medida que aumenta la potencia del sistema, el diseño del cableado adquiere una mayor importancia.

Los cables deben estar dimensionados según aspectos como:

• Corriente.
• Longitud del recorrido.
• Tensión.
• Método de instalación.
• Condiciones ambientales.

Un cable incorrectamente dimensionado puede generar:

• Caídas de tensión.
• Calentamiento.
• Pérdidas.
• Problemas de funcionamiento.

Además, en un banco de gran capacidad es importante que las conexiones entre módulos estén correctamente organizadas.

Una instalación de este tipo debe diseñarse para que las corrientes se distribuyan de acuerdo con la arquitectura prevista.

5. Protecciones eléctricas

Un banco de baterías de gran capacidad necesita una estrategia de protección adecuada.

Dependiendo del diseño, puede incluir diferentes elementos como:

• Fusibles.
• Interruptores automáticos adecuados para DC.
• Seccionadores.
• Protecciones contra sobretensiones.
• Sistemas de puesta a tierra cuando corresponda.
• Protecciones específicas indicadas por el fabricante.

En España, el autoconsumo puede incorporar elementos de almacenamiento siempre que dispongan de las protecciones exigibles conforme a la normativa de seguridad y calidad industrial aplicable. (BOE)

Las protecciones no deben seleccionarse únicamente por la capacidad total del banco.

También hay que analizar:

• Corriente máxima.
• Tensión.
• Poder de corte.
• Tipo de corriente.
• Configuración del sistema.

6. Una estructura o rack adecuado

Cuando se instalan varias baterías, es necesario pensar también en su ubicación física.

Dependiendo del sistema, las baterías pueden instalarse:

• Apiladas.
• En rack.
• Dentro de armarios.
• En estructuras específicas.
• En soluciones tipo BESS para proyectos de mayor escala.

La estructura debe estar preparada para soportar:

• El peso total.
• La disposición de las baterías.
• El acceso para mantenimiento.
• Las condiciones de ventilación necesarias.
• Las indicaciones de instalación del fabricante.

En instalaciones de baterías deben tenerse en cuenta las condiciones del emplazamiento, la ventilación y las protecciones correspondientes; la normativa técnica aplicable contempla expresamente estos aspectos para instalaciones de acumuladores. (BOE)

7. Ventilación y condiciones ambientales

Las baterías no deben instalarse en cualquier lugar.

Es necesario tener en cuenta factores como:

Temperatura.

Humedad.

Ventilación.

Exposición directa al sol.

Riesgo de fuentes de calor cercanas.

La temperatura puede influir en el funcionamiento y la vida útil del sistema.

Por eso, antes de instalar un banco de gran capacidad conviene elegir un espacio que permita mantener unas condiciones adecuadas según las especificaciones del fabricante.

8. Comunicación entre los diferentes módulos

Cuando varias baterías forman parte de un mismo banco, deben comunicarse correctamente.

Dependiendo del sistema, pueden utilizarse diferentes conexiones y protocolos de comunicación.

La comunicación permite que el conjunto pueda gestionar adecuadamente aspectos como:

• Estado de carga.
• Límites de corriente.
• Temperatura.
• Estado de los módulos.
• Alarmas.

Si una batería no está correctamente integrada en el sistema de comunicación, el banco puede no funcionar como se esperaba.

Por eso, además de las conexiones de potencia, también es necesario prestar atención a los cables y conexiones de comunicación.

9. Planificar el crecimiento futuro

Una de las grandes ventajas de los sistemas modulares es que pueden permitir ampliar la capacidad con el tiempo.

Por ejemplo:

Primera fase

20 kWh de almacenamiento.

Segunda fase

40 kWh.

Tercera fase

 Mayor capacidad, si el sistema lo permite.

Pero para poder ampliar correctamente es recomendable planificar desde el principio.

Por ejemplo, hay que comprobar:

• Capacidad máxima del inversor.
• Número máximo de baterías.
• Espacio físico disponible.
• Capacidad del rack.
• Dimensionado de protecciones.
• Posibilidad de ampliar la instalación fotovoltaica.

Planificar el crecimiento desde el principio puede evitar tener que sustituir componentes más adelante.

10. ¿Es mejor conectar las baterías en serie o en paralelo?

La respuesta depende del tipo de sistema.

Tradicionalmente, las conexiones en serie y paralelo se utilizan para modificar determinados parámetros eléctricos:

• En serie, aumenta la tensión total.
• En paralelo, aumenta la capacidad disponible y la capacidad de corriente, según la configuración.

Sin embargo, en los sistemas modernos de almacenamiento no siempre es recomendable diseñar estas conexiones manualmente.

Muchas baterías modulares ya están diseñadas para conectarse de una forma concreta.

Por eso, siempre debe seguirse la arquitectura indicada por el fabricante.

No se deben improvisar conexiones entre baterías para intentar aumentar la capacidad.

11. ¿Se pueden conectar baterías nuevas con otras antiguas?

Depende del sistema.

Este punto es especialmente importante cuando se quiere ampliar un banco existente.

Con el tiempo, una batería puede experimentar cambios en su comportamiento debido al uso y al envejecimiento.

Por eso, antes de añadir una unidad nueva hay que revisar:

• Compatibilidad.
• Antigüedad de las baterías existentes.
• Número de ciclos.
• Estado de salud.
• Versiones de firmware.
• Recomendaciones del fabricante.

Algunos sistemas permiten ampliaciones bajo determinadas condiciones y otros establecen limitaciones.

12. ¿Necesitas más paneles solares?

Esta es una pregunta que muchas veces se pasa por alto.

Si aumentas considerablemente la capacidad del banco, también debes analizar si existe suficiente energía para cargarlo.

Por ejemplo, instalar 50 kWh de baterías no significa que el sistema vaya a disponer cada día de 50 kWh adicionales de energía solar para almacenarlos.

Hay que analizar:

Producción fotovoltaica.

Consumo directo.

Energía disponible para cargar las baterías.

Variaciones estacionales.

Durante determinados periodos del año, la producción solar puede ser menor.

Por eso, el banco debe dimensionarse teniendo en cuenta el funcionamiento real del sistema.

13. Define qué quieres conseguir con el almacenamiento

Antes de diseñar un banco de gran capacidad debes responder a una pregunta:

¿Para qué quiero almacenar energía?

Las necesidades pueden ser muy diferentes.

Aumentar el autoconsumo

Almacenar excedentes solares para utilizarlos posteriormente.

Disponer de respaldo

Mantener determinadas cargas funcionando durante una interrupción.

Reducir el consumo en determinados horarios

Utilizar la energía almacenada en momentos concretos, según la estrategia energética del sistema.

Crear una instalación aislada

Utilizar el almacenamiento como parte fundamental del suministro eléctrico.

Gestionar consumos elevados

En determinadas instalaciones, el almacenamiento puede formar parte de una estrategia más amplia de gestión energética.

La finalidad del banco influirá directamente en:

• Capacidad.
• Potencia.
• Autonomía.
• Configuración del inversor.
• Número de módulos.

Ejemplo práctico: banco de baterías para una instalación de gran consumo

Imaginemos un pequeño negocio que quiere aumentar su aprovechamiento de energía solar.

Su consumo es especialmente elevado durante la tarde y la noche.

El proyecto podría analizar:

Producción solar

Cuánta energía genera la instalación durante el día.

Consumo directo

Cuánta energía se utiliza inmediatamente.

Excedente disponible

Cuánta energía podría destinarse al almacenamiento.

Consumo posterior

Cuánta energía será necesaria después de que disminuya la producción solar.

A partir de estos datos se podría dimensionar un banco formado por varias baterías compatibles.

El sistema también tendría que contar con:

• Inversor adecuado.
• Sistema de gestión.
• Cableado dimensionado.
• Protecciones.
• Estructura de instalación.
• Monitorización.

¿Cuándo un banco de baterías empieza a ser un sistema BESS?

Cuando hablamos de almacenamiento de mayor escala, es habitual encontrar el concepto BESS, procedente de Battery Energy Storage System.

Un BESS es un sistema de almacenamiento que integra diferentes elementos, como:

• Baterías.
• Sistemas de control.
• Conversión de energía.
• Protecciones.
• Monitorización.
• Gestión térmica, según el diseño.

En proyectos de gran escala, estos sistemas pueden instalarse en armarios o contenedores específicos.

En España ya existen proyectos de almacenamiento electroquímico de gran tamaño, incluidos sistemas híbridos con plantas fotovoltaicas, lo que refleja el crecimiento del almacenamiento dentro del sistema energético. (BOE)

Sin embargo, para una vivienda o negocio no siempre es necesario instalar una solución BESS completa de escala industrial.

Un banco modular correctamente diseñado puede adaptarse a necesidades mucho menores.

Aspectos normativos en España

La complejidad administrativa y técnica depende mucho del tamaño y de la configuración del proyecto.

Para instalaciones de autoconsumo, la normativa española permite incorporar elementos de almacenamiento, siempre que cuenten con las protecciones exigibles por la normativa de seguridad y calidad industrial aplicable. (BOE)

En proyectos de mayor escala o instalaciones de almacenamiento con interacción relevante con la red pueden existir requisitos adicionales relacionados con autorizaciones, acceso y conexión y requisitos técnicos. El marco regulatorio español ha incorporado cambios recientes para el desarrollo de instalaciones de almacenamiento. (Ministerio de Transición Ecológica)

Por eso, cuanto mayor sea el proyecto, más importante será realizar un estudio técnico y normativo específico.

Conclusión: un banco de gran capacidad es mucho más que sumar baterías

Crear un banco de baterías de gran capacidad puede ser una excelente solución para aumentar el aprovechamiento de la energía solar, disponer de mayor autonomía o alimentar determinadas cargas durante más tiempo.

Pero para que el sistema funcione correctamente, no basta con añadir más baterías.

Es necesario diseñar el conjunto teniendo en cuenta:

Capacidad en kWh.

Potencia en kW.

Sistema de gestión BMS.

Inversor compatible.

Protecciones adecuadas.

Comunicación entre módulos.

Condiciones de instalación.

Posibilidad de ampliación futura.

La mejor solución no siempre será instalar el mayor número posible de baterías, sino crear un sistema que esté correctamente dimensionado para el consumo, la producción solar y el objetivo de la instalación.

Porque un buen banco de almacenamiento no se define únicamente por cuántos kWh puede almacenar, sino por cómo todos sus componentes trabajan juntos para ofrecer una solución segura, escalable y adaptada a las necesidades reales.