Diseñar un sistema BESS (Battery Energy Storage System) conectado a red es un proceso técnico que involucra varias disciplinas: energía, electrónica de potencia, normativa eléctrica y economía. A continuación te doy una guía clara paso a paso, desde el enfoque de ingeniería aplicada:


⚙️ PASOS PARA DISEÑAR UN SISTEMA BESS CONECTADO A RED


🔹 1. Definir el objetivo del sistema

Antes de diseñar, debes saber para qué se usará el BESS:

Objetivo del BESSEjemplo
Peak ShavingReducir demanda en horas pico
Energy arbitrageComprar energía barata y venderla cara
Respaldo (Backup)Energía en caso de corte
Regulación de frecuencia/tensiónSoporte técnico a la red
Integración renovableAmortiguar variabilidad solar/eólica

👉 Cada objetivo impacta el tamaño, configuración y control del sistema.


🔹 2. Análisis de carga y perfil energético

Debes tener datos reales o simulados del consumo o generación:

  • Historial de consumo (15 min, 1 h)
  • Previsión de generación renovable (si aplica)
  • Curvas de precios de energía si se usará para arbitraje
  • Criterios de respaldo (tiempo, carga crítica, etc.)

Esto te permite definir:

  • 🔋 Capacidad en kWh (energía)
  • Potencia en kW o MW (capacidad de entrega)

🔹 3. Seleccionar tecnología de baterías

Elegir entre:

TecnologíaIdeal paraComentario
Li-ion (LFP/NMC)Alta densidad, rápida respuestaMás usada hoy
Plomo-ácidoBajo costo, ciclos limitadosMenor vida útil
Flow batteriesAlta durabilidad, larga descargaCostosas y voluminosas
Na-ion / otrosNuevas opciones emergentesAún en despliegue

✅ Revisa:

  • Profundidad de descarga (DoD)
  • Vida útil (ciclos)
  • Seguridad térmica
  • Certificaciones (UL1973, IEC 62619…)

🔹 4. Dimensionamiento técnico

Capacidad energética (kWh): Capacidad requerida=Demanda energeˊtica netaDoD×(1−Margen de seguridad)\text{Capacidad requerida} = \frac{\text{Demanda energética neta}}{\text{DoD} \times (1 – \text{Margen de seguridad})}

Potencia (kW): depende del tiempo en que deseas entregar o absorber la energía.

Ejemplo:

  • Respaldo de 500 kW por 2 h = 1000 kWh
  • Baterías LFP con DoD 90%, margen 10% ⇒

10000.9×0.9≈1235 kWh instalados\frac{1000}{0.9 \times 0.9} \approx 1235 \text{ kWh instalados}


🔹 5. Selección e integración del inversor (PCS)

El Power Conversion System debe cumplir:

  • Bidireccionalidad (carga/descarga)
  • Conexión trifásica (para sistemas >10 kW)
  • Compatible con red y baterías (voltajes, protocolos)
  • Soporte para funciones grid-forming o grid-following
  • Certificaciones (UL1741, IEEE 1547, etc.)

🔹 6. Controlador de energía (EMS)

Este sistema gestiona:

  • Cuándo cargar o descargar
  • Interacción con tarifas y red
  • Integración con energías renovables
  • Gestión de SOC (estado de carga) y vida útil
  • Comunicación con SCADA u operadoras

🔹 7. Interconexión a red

  • Nivel de tensión (BT, MT, AT)
  • Cumplir regulaciones locales (ej: CFE, REE, FERC, ENEL…)
  • Estudios de conexión (flujo de carga, cortocircuito, protección)
  • Esquemas de protección (sobrecarga, falla, isla)

❗ Esto suele requerir validación con el operador de red o distribuidora.


🔹 8. Componentes auxiliares

  • Sistema de refrigeración (pasiva o activa)
  • Sistema antiincendios (como Novec 1230, FM200)
  • Contenedor/armario IP65/IP54 (outdoor)
  • Monitoreo y comunicación (Modbus, Ethernet, 4G)
  • Cumplimiento con normas eléctricas locales

🔹 9. Simulación y validación

  • Usar herramientas como HOMER, DIgSILENT, ETAP, MATLAB Simulink
  • Verificar curvas de carga/descarga, perfil de SOC
  • Evaluar retorno de inversión (ROI, LCOE)

🔹 10. Instalación y puesta en marcha

  • Pruebas FAT / SAT (en fábrica y en sitio)
  • Programación de EMS
  • Certificación y monitoreo remoto
  • Plan de mantenimiento

📦 Resultado: Diagrama básico

Red eléctrica ──────┬──── Inversor BESS ──────── Baterías
                    │
             EMS / Controlador


Calculadora BESS

🔋 Calculadora de BESS conectado a red

Aqui tienes algunas Utilidades que te pueden ayudar el diseño dependiendo del tipo de Instalacion:


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