Una batería de 10 kWh no significa 10 horas de respaldo
El tiempo de respaldo de la batería del hogar debe calcularse a partir de la energía AC utilizable dividida por la potencia promedio de las cargas que se están respaldando. La regla básica es:Backup time (hours) = usable AC energy (kWh) ÷ average backup load (kW). Utilice energía del lado AC siempre que sea posible, ya que la capacidad nominal de la batería, el estado de carga de reserva, los límites de descarga, las pérdidas del inversor y el consumo del sistema pueden reducir la energía que realmente llega a los electrodomésticos.
Por eso dudo cuando alguien pregunta:
"¿Cuánto tiempo funcionará una batería de 10 kWh en mi casa?"
Mi respuesta es otra pregunta:
¿Qué parte de la casa?
NREL hace la misma distinción en la modelización del almacenamiento residencial: la capacidad deenergía de la bateríayla capacidad de potenciason características separadas. Una batería puede tener suficientes kWh para varias horas, mientras que su inversor aún no puede soportar una carga doméstica instantánea grande.NREL
Comienza con la energía AC utilizable, no con el número en la batería
Considere una batería de hogar hipotética con:
Capacidad nominal: 10 kWh
Suponga que el sistema permite usar el 90% de esa capacidad:
10 × 0.90 = 9.0 kWh de energía DC utilizable
Ahora suponga una eficiencia de conversión de batería a AC del 92% para este ejemplo trabajado:
9.0 × 0.92 = 8.28 kWh de energía AC utilizable
Por lo tanto, la batería de 10 kWh entrega aproximadamente8.28 kWh a las cargas AC bajo estas suposiciones.
Ese es el número que quiero para un cálculo de tiempo de respaldo.
El resultado exacto depende de la batería real, el inversor, el punto de operación, la configuración de reserva y las pérdidas del sistema. NREL también ha utilizado suposiciones de profundidad de descarga y eficiencia del inversor al modelar el respaldo residencial, advirtiendo que la duración real del respaldo depende del estado de carga de la batería y la carga del hogar en el momento de la interrupción.NREL
Ahora divide por las cargas que realmente permanecen encendidas
Suponga que el panel de carga esencial del propietario de la vivienda suministra:
| Carga de respaldo | Potencia promedio utilizada en el ejemplo |
|---|---|
| Refrigerador/congelador | 200 W |
| Internet/router | 30 W |
| Iluminación | 120 W |
| Equipo de seguridad/control | 50 W |
| Circulación/calefacción/control | 300 W |
| Otras cargas esenciales | 300 W |
| Carga promedio total | 1.0 kW |
Usando los 8.28 kWh de energía AC utilizable:
Tiempo de respaldo = 8.28 kWh ÷ 1.0 kW = 8.28 horas
Ahora encienda otros 2 kW de cargas continuas:
Carga total = 3 kW
Tiempo de respaldo = 8.28 ÷ 3 = 2.76 horas
La misma batería.
Casi tres veces menos tiempo de respaldo.
Por eso un distribuidor debe tener cuidado con afirmaciones como:
"10 kWh = 8 horas de respaldo."
Solo tiene sentido cuando se indica la carga asumida junto a ella.
La carga rara vez es constante
Hay otro problema con el cálculo simple.
Un compresor de refrigerador tiene ciclos.
Una bomba de calor cambia de potencia.
Las luces se encienden y apagan.
Una tetera puede consumir 2–3 kW durante varios minutos y luego desaparecer del perfil de carga.
Así que separo dos preguntas:
Pregunta de energía:¿Cuántos kWh consumirán las cargas protegidas durante el corte?
Pregunta de potencia:¿Cuál es el máximo kW simultáneo que el inversor y la batería deben soportar?
Una batería de 10 kWh puede teóricamente proporcionar ocho horas de energía para cargas esenciales, pero aún así puede apagarse si un motor grande o un electrodoméstico superan la capacidad continua o de sobrecarga del inversor.
Por eso nunca dimensionaría un paquete de respaldo doméstico Ruibit/Dawnice solo a partir de kWh.
La reserva de SoC puede cambiar la respuesta antes de que comience el corte
Imagina que el propietario usa la batería todos los días para autoconsumo solar.
A las 18:00, la red falla.
El SoC de la batería es solo45%.
Si el sistema fue diseñado en torno a 8.28 kWh de energía AC disponible con un SoC inicial alto, esa estimación de respaldo original ya no se aplica.
Para una estimación simplificada:
10 kWh × 45% de SoC restante × 92% de eficiencia de conversión ≈ 4.14 kWh AC
Con una carga de respaldo promedio de 1 kW:
4.14 ÷ 1 = 4.14 horas
Por eso los ajustes de reserva de respaldo son importantes.
Un propietario que desea una reserva garantizada debe aceptar que parte de la capacidad de la batería permanecerá indisponible para el cambio solar diario o el arbitraje de tarifas.
La copia de seguridad y el ahorro diario compiten por los mismos kWh.
La energía solar durante un corte puede extender el respaldo, pero no lo prometas
Si la casa tiene paneles solares compatibles que pueden operar durante la copia de seguridad aislada, la energía solar diurna puede soportar cargas y recargar la batería.
Eso puede extender la copia de seguridad de manera sustancial.
Pero no pondría un número fijo sin modelar:
tamaño de PV
temporada
clima
arquitectura de respaldo
carga del hogar
límite de carga de la batería
NREL señala que la duración real de la copia de seguridad residencial depende de factores como el nivel de carga de la batería, el tiempo de corte, el perfil de carga del hogar y la generación solar disponible.NREL
Un corte en junio soleado y un corte en una noche de invierno no son el mismo evento.
El cálculo que pondría en una hoja de trabajo para el instalador
Para una estimación inicial:
Energía DC utilizable = Capacidad nominal × Fracción utilizable permitida
Energía AC utilizable = Energía DC utilizable × Eficiencia de batería a carga
Tiempo de respaldo = Energía AC utilizable ÷ Carga promedio de respaldo
Por ejemplo:
10 kWh × 90% × 92% = 8.28 kWh AC
Entonces:
| Carga de respaldo promedio | Tiempo de respaldo aproximado |
|---|---|
| 0.5 kW | 16.6 h |
| 1.0 kW | 8.3 h |
| 2.0 kW | 4.1 h |
| 3.0 kW | 2.8 h |
| 4.0 kW | 2.1 h |
Estos son valores de ejemplo trabajados, no reclamos de rendimiento para una batería específica.
Antes de citar un sistema real, reemplazaría cada suposición con los datos del producto real y el horario de carga protegida del cliente.
Ese es el número que un comprador B2B debería vender:
energía AC utilizable bajo las condiciones establecidas.
No simplemente el número de kWh más grande impreso en la batería.
El tiempo de respaldo pertenece a la batería y a la casa juntas. Cambie las cargas, el estado de carga inicial, la configuración de reserva, las pérdidas del inversor o la disponibilidad solar, y las horas cambiarán con ellas.
Preguntas frecuentes
1. ¿Cómo calculo el tiempo de respaldo de la batería del hogar?
Usa:
Tiempo de respaldo (horas) = Energía AC utilizable (kWh) ÷ Carga promedio de respaldo (kW)
Por ejemplo, 8.28 kWh de energía AC utilizable suministrando una carga promedio de 1 kW proporciona aproximadamente 8.3 horas de respaldo.
2. ¿Una batería de 10 kWh es realmente 10 kWh de energía de respaldo?
No necesariamente. La energía utilizable puede ser menor debido a límites de DoD, reserva de SoC, pérdidas del inversor, consumo del sistema y condiciones de operación. Utiliza la energía AC utilizable real en lugar de la capacidad nominal al estimar el tiempo de respaldo.
3. ¿Por qué cambia tanto el tiempo de respaldo entre hogares?
La duración del respaldo depende de las cargas que se alimentan. Una batería utilizable de 8.28 kWh podría teóricamente soportar una carga promedio de 1 kW durante aproximadamente 8.3 horas, pero una carga de 3 kW solo durante aproximadamente 2.8 horas.
4. ¿Pueden los paneles solares extender el tiempo de respaldo de la batería del hogar?
Sí, si el sistema solar está diseñado para operar durante un corte. La energía fotovoltaica disponible puede suministrar cargas domésticas y potencialmente recargar la batería, pero la extensión real del respaldo depende del clima, la temporada, la producción de PV y la arquitectura del sistema.
5. ¿Afecta la potencia del inversor el tiempo de respaldo de la batería?
Sí, pero de manera diferente a la capacidad de la batería. kWh determina la energía disponible y la duración aproximada, mientras que kW determina si el sistema puede soportar las cargas instantáneas y de sobrecarga del hogar.
