Sin embargo, la descarga de un sistema de almacenamiento se produce generalmente a baja potencia cuando no hay producción fotovoltaica. Exceptuando aquellos momentos puntuales en los que se activan grandes consumos como el horno o el secador de pelo, la batería se descarga para cubrir los consumos residuales de la vivienda, es decir, iluminación, frigorífico o dispositivos electrónicos en stand-by (100-200 W). En una vivienda media, el 80% del consumo a lo largo del día está compuesto por cargas inferiores a 500 W. Por lo tanto, un sistema de baterías va a funcionar la mayor parte de su vida útil descargándose a baja potencia.
Teniendo en cuenta que las baterías se descargan principalmente a bajas potencias, la eficiencia de una batería a baja potencia es mucho más crítica e importante que la eficiencia a plena potencia, donde la batería rara vez opera. Es aquí donde las IQ Batteries de Enphase con tecnología PowerMatch marcan la diferencia.
Funcionamiento de sistemas de almacenamiento convencionales
En un sistema de almacenamiento convencional, es un único inversor el que convierte la energía en corriente continua almacenada en las celdas de las baterías en corriente alterna para utilizar en la vivienda. En sistemas residenciales, estos inversores suelen tener una potencia nominal de 4 kW o superior. Pueden ser inversores híbridos, es decir, que hacen la conversión tanto para el sistema de baterías como para el sistema fotovoltaico, o baterías acopladas en corriente alterna, que hacen la conversión solo para el sistema de baterías mediante un único inversor interno.
Todos los inversores híbridos del mercado tienen una curva de eficiencia similar a la de la Figura 1.
Figura 1: Curva de eficiencia típica de un inversor fotovoltaico
El eje de las Y representa la eficiencia de conversión del inversor, mientras que el eje de las X representa la potencia de salida del inversor (en porcentaje de su potencia nominal). De modo que, si un inversor de 5 kW está funcionando a 250 W, estaría trabajando al 5% de su potencia nominal, y por lo tanto, su eficiencia de conversión sería en torno al 75 %, muy lejos de su pico de eficiencia del 97%. Esto implica que para cubrir este consumo, la batería necesita descargarse a 333 W (250 / 0,75) de manera continua. Si este patrón de consumo se mantiene durante 8 horas (de 23:00 a 07:00, por ejemplo), significa que un inversor híbrido consume 2664 Wh para entregar 2000 Wh de energía a lo largo de la noche.
Figura 2: Funcionamiento de un inversor híbrido convencional a baja carga
IQ Battery de Enphase con tecnología PowerMatch
Sin embargo, las IQ Batteries de Enphase con tecnología PowerMatch incorporan seis microinversores bidireccionales de 640 W para hacer la conversión de corriente continua de la batería a corriente alterna utilizada en el hogar. Estos microinversores tienen la capacidad de encenderse o apagarse para ajustarse a los consumos del hogar, de forma que la eficiencia de conversión siempre sea óptima.
Figura 3: Funcionamiento de la IQ Battery de Enphase con tecnología PowerMatch a baja carga
Es decir, en el caso anterior en el que el consumo del hogar es de 250 W, la tecnología PowerMatch encendería un solo microinversor en la batería (640 W), haciendo que este funcione a un 39% de su potencia nominal, y por lo tanto, la eficiencia de conversión sería del 94%. Esto implica que la IQ Battery de Enphase con tecnología PowerMatch consumiría 2128 Wh para entregar 2000 Wh a lo largo de la noche, es decir, ahorraría más de 500 Wh cada noche en comparación con un inversor híbrido convencional.
Siguiendo la gráfica mostrada previamente, esta sería la zona típica de funcionamiento de la IQ Battery de Enphase con tecnología PowerMatch, siempre funcionando a una elevada eficiencia.
Figura 4: Zona típica de funcionamiento de la IQ Battery de Enphase con tecnología PowerMatch
Comparativa con sistemas de baterías convencionales
La tecnología PowerMatch implica que durante las noches, cuando el consumo de electricidad es bajo, la eficiencia de un sistema de almacenamiento de Enphase es considerablemente superior a la eficiencia de un sistema de baterías convencional. Gracias a la tecnología de microinversores integrados en la batería de Enphase, se optimiza la eficiencia de conversión a bajas cargas. En la siguiente imagen se muestra de manera gráfica la diferencia en la eficiencia de conversión de la IQ Battery de Enphase y un sistema de baterías convencional con inversor híbrido:
Figura 5: Delta de eficiencia a bajas cargas entre la IQ Battery de Enphase y un sistema de baterías convencional
Por último, en el siguiente gráfico se muestra una comparativa de la curva de eficiencia de un inversor híbrido convencional de 4 kW y la IQ Battery 5P de Enphase con tecnología PowerMatch. Si bien la eficiencia es muy parecida cuando los consumos son elevados (>1000 W), la diferencia entre eficiencias se acentúa cuando los consumos son menores (
Figura 6: Curva de eficiencia de la IQ Battery de Enphase y un inversor híbrido convencional
Conclusiones
Gracias a la arquitectura distribuida de la IQ Battery de Enphase, con seis microinversores integrados para realizar la conversión entre corriente continua y corriente alterna, y al desarrollo de la tecnología IQ PowerMatch de Enphase que permite encender y apagar distintos microinversores para ajustar al máximo la potencia nominal del inversor al consumo instantáneo del hogar, la IQ Battery de Enphase consigue una mayor eficiencia que los sistemas de almacenamiento convencionales cuando opera a baja carga, es decir, durante la mayor parte del tiempo en una vivienda media. Esto se traduce en menos pérdidas energéticas y en una mayor utilización de la energía disponible a lo largo de la vida útil del sistema, y por lo tanto, en una reducción del tiempo de amortización de la inversión.
