Opciones de energía de respaldo: batería solar, grupo electrógeno diesel y microturbina de gas

Un suministro de energía de respaldo es muy importante para los edificios, especialmente durante apagones prolongados y otras emergencias. Tradicionalmente, la energía de respaldo la proporcionaban generadores diésel , pero también son viables las microturbinas de gas natural y los sistemas de baterías alimentados por energía solar. Como ocurre con cualquier decisión de ingeniería, cada opción tiene ventajas y limitaciones.

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Independientemente de cómo reciba energía su edificio durante las emergencias, el diseño profesional garantiza un sistema de energía de respaldo confiable y al mismo tiempo cumple con los códigos de construcción. En este artículo, proporcionaremos una descripción general de las tres opciones mencionadas anteriormente.

Sistemas de baterías solares

La energía solar es la fuente de electricidad de más rápido crecimiento en Estados Unidos , y la capacidad instalada total del país superó los 100 gigavatios durante los primeros meses de 2021. Los paneles solares se vuelven aún más útiles cuando se combinan con sistemas de baterías: su electricidad se puede utilizar en cualquier momento. no sólo cuando hay luz solar disponible. Las baterías también se pueden utilizar como energía de respaldo, algo que no es posible solo con paneles solares.

Una de las principales ventajas de un sistema de batería solar es que no requiere ningún aporte externo de combustible, mientras que el diésel debe entregarse por camión y el gas natural debe proporcionarse como servicio público. Además, los generadores de respaldo alimentados por combustibles fósiles no realizan ninguna función cuando el edificio funciona normalmente, mientras que un sistema de energía solar reduce constantemente sus facturas de electricidad.

Estados Unidos ofrece un crédito fiscal federal para los sistemas de energía solar, actualmente fijado en el 26% hasta finales de 2022. Sin embargo, el crédito fiscal también cubre los sistemas de baterías alimentados por energía solar siempre que cumplan la siguiente condición:

• Sistemas de baterías residenciales: Obteniendo el 100% de su carga de paneles solares.
• Sistemas de baterías empresariales: obtener al menos el 75 % de su carga de paneles solares.

Un sistema de energía solar con baterías también funciona con cero emisiones, mientras que los generadores diésel y las microturbinas de gas liberan gases de efecto invernadero cuando se utilizan. La adopción de la energía solar es especialmente útil para los edificios de Nueva York cubiertos por la Ley Local 97 de 2019: la ley impone límites de emisiones a partir de 2024, penalizando a los propietarios de edificios que los superen.

Generadores diésel

Los generadores diésel han sido probados en el campo como sistemas de energía de respaldo y se ha probado su confiabilidad en ubicaciones remotas como minas y campos petroleros. Los generadores diésel también son aceptados por la gran mayoría de los códigos de construcción, mientras que los sistemas de baterías y las microturbinas de gas a menudo enfrentan limitaciones.

• Por ejemplo, en muchos códigos de construcción no se aceptan turbinas de gas independientes como sistemas de energía de emergencia, ya que no pueden almacenar su combustible localmente.
• Por otro lado, un generador diésel puede equiparse fácilmente con un tanque de almacenamiento más grande.

Sin embargo, la fiabilidad de los grupos electrógenos diésel tiene un precio. Generar electricidad con diésel es muy costoso: se puede esperar un costo de más de $0,30 por kilovatio-hora en la mayoría de los edificios, y más de $1,00 por kilovatio-hora en ubicaciones remotas.

El uso de diésel también plantea un desafío logístico, ya que el combustible sólo puede entregarse por camión. Esto puede convertirse en un problema si el transporte se ve interrumpido durante emergencias prolongadas, como fenómenos climáticos extremos. Si las entregas de diésel no pueden llegar a un edificio, pronto se quedará sin energía de respaldo.

Microturbinas de Gas Natural

A diferencia del diésel, que llega por camión, el gas natural utiliza una red de tuberías subterráneas para llegar a los edificios. Como resultado, es mucho menos probable que se interrumpa el suministro de combustible para los generadores de gas natural y los propietarios de los edificios no tienen que preocuparse por mantener el tanque lleno y programar las entregas.

El gas natural produce emisiones como cualquier combustible fósil, pero sus emisiones de CO2 por BTU son inferiores a las del diésel en alrededor de un 27%. Las microturbinas también pueden lograr un costo operativo más bajo que los grupos electrógenos diésel, lo que las convierte en una fuente de energía de respaldo menos contaminante y más barata.

• Dependiendo de las tarifas eléctricas locales y los precios del gas natural, puede haber casos en los que utilizar una microturbina como principal fuente de energía sea más económico que utilizar la red.
• También se puede utilizar una microturbina de gas como parte de un sistema combinado de calor y energía (CHP), que proporciona electricidad y calefacción.

Sin embargo, las microturbinas de gas también tienen sus limitaciones. Suponiendo la misma capacidad, son más caros que los generadores diésel. Además, su uso como sistemas de energía de emergencia puede estar limitado por códigos de construcción que requieren almacenamiento de combustible en el sitio.

Conclusión

Las baterías solares, los generadores diésel y las microturbinas de gas natural pueden proporcionar energía de respaldo a los edificios. Sin embargo, es muy importante comprender los pros y los contras de cada sistema. Los generadores diésel son una opción comprobada para satisfacer los requisitos de energía de emergencia de la mayoría de los códigos de construcción, pero las microturbinas de gas y las baterías solares se pueden utilizar para otros fines además de la energía de respaldo.