1 Principios básicos

SmartHome-Time-of-use-TI-es-12 | Versión 1.2ESPAÑOL

Información técnicaSMA SMART HOMEControl de carga de baterías para tarifaseléctricas con discriminación horaria

1 Principios básicos SMA Solar Technology AG

Información técnicaSmartHome-Time-of-use-TI-es-122

1 Principios básicos1.1 Tarifas eléctricas con discriminación horaria y sistemas de bateríasCada vez más empresas suministradoras de energía equipan los hogares con contadores inteligentes. El objetivo espoder ofrecer a los clientes tarifas eléctricas acordes al consumo y, al mismo tiempo, reducir la carga de la redeléctrica pública.Si la electricidad es más cara en horario de mayor demanda (tarifa punta) que en horario de menor demanda (tarifavalle), los clientes consumen más electricidad cuando esta es más barata y ahorran cuando es más cara. De estamanera, la carga de la red eléctrica pública se mantiene uniforme y estable de forma automática.¿Es usted propietario de un sistema de baterías, quizás en combinación con una instalación fotovoltaica? Entoncesdispone de una posibilidad adicional y sencilla de utilizar electricidad aún más económica para reducir así su facturaeléctrica: con la función de intervalo de carga de la batería del SMA Smart Home.

1.2 Componentes necesariosSi su empresa suministradora de energía le ofrece una tarifa eléctrica con discriminación horaria que presenta unadiferencia significativa entre la tarifa punta y la tarifa valle, merece la pena instalar los siguientes componentes en elhogar:

• Un sistema de baterías SMA Solar Technology AG, p. ej. un Sunny Boy Storage o un Sunny Island con unabatería adecuada.

• A menudo, el sistema de baterías ya está equipado con un Sunny Home Manager y el SMA Energy Meter.• Para ello siempre es adecuado un sistema fotovoltaico con un inversor SMA, p. ej. un Sunny Boy SB5.0-1AV

para una instalación fotovoltaica típica con una potencia fotovoltaica de entre 5 y 6 kWp instalada en el tejadode la casa.

1.3 Ahorro de costes mediante tarifas eléctricas con discriminaciónhoraria

Un sistema de baterías le permite almacenar corriente con una económica tarifa valle y utilizarla después paraalimentar los electrodomésticos en un momento con una tarifa punta más cara.Mediante este cambio del momento de consumo de energía, usted se ahorra la diferencia entre la tarifa punta y latarifa valle (arbitraje) por cada kWh de energía. Dependiendo de la tarifa eléctrica con discriminación horaria, estadiferencia puede ser de hasta 30 céntimos de euro. Esto permite amortizar un sistema de baterías con una rapidezsignificativamente mayor que con precios de la electricidad fijos.

2 ConfiguraciónSMA Solar Technology AG

Información técnica 3SmartHome-Time-of-use-TI-es-12

2 ConfiguraciónA partir de la versión de firmware 1.13 (agosto de 2016), el Sunny Home Manager puede controlar el sistema debaterías para poder ahorrar costes mediante tarifas eléctricas con discriminación horaria. Dos pasos son necesariospara configurar el Sunny Home Manager en el Sunny Portal.

2.1 Introducción de la tarifa eléctrica (con discriminación horaria)En función de la tarifa eléctrica del proveedor, los precios de la electricidad son diferentes según el horario.Abra la instalación Sunny Home Manager en el Sunny Portal. En la página Configuración > Características de laplanta > Parámetros, en el área Tarifa de corriente es posible introducir los datos en los respectivos campos.El siguiente ejemplo muestra todos los ajustes para una tarifa eléctrica con discriminación horaria. Los preciosdefinidos en este ejemplo son:

• Tarifa punta: 29 cént./kWh• Tarifa media: 19 cént./kWh• Tarifa valle: 9 cént./kWh

20 horas

14 horas12 horas

7 horas

Tarifavalle

Tarifapunta

Tarifamedia

Días entre semana

Tarifavalle

Tarifa media

Fines de semana y festivos

22 horas

24 horas

12 horas

7 horas

22 horas

24 horas

Imagen 1: Ejemplo de tarifa eléctrica con discriminación horaria (fuente: empresa suministradora de energía australiana)

Indicación• No es posible definir un periodo de tiempo más allá de medianoche. En este caso, un periodo de tiempo de

este tipo debe dividirse en los respectivos subperiodos (antes y después de medianoche).• En la versión de firmware implementada para el Sunny Home Manager existe la siguiente limitación: si un

día festivo cae en un día entre semana, se aplica la tarifa para días entre semana.

2 Configuración SMA Solar Technology AG


La transferencia de los ajustes al Sunny Portal es la siguiente:

A B C

E

F

G

F

E

E

F

E

H

I

D

Imagen 2: Configuración para una tarifa eléctrica con discriminación horaria en el Sunny Portal

Posición Explicación

A Hora de inicio de la tarifa eléctrica con discriminación horaria

B Hora de finalización de la tarifa eléctrica con discriminación horaria

C Precio por kWh de la tarifa eléctrica con discriminación horaria de la empresa suministrado-ra de energía

D Selección del día de la semana en el que es válida la tarifa eléctrica en el periodo de tiem-po indicado

E Tarifa valle

F Tarifa media

G Tarifa punta

H Día entre semana

I Fin de semana

Añadir un periodo adicional para la tarifa eléctrica

Eliminar un periodo para la tarifa eléctrica

En la representación en color en el lado superior izquierdo se muestran los datos en forma de gráfico. En caso desolapamientos o periodos aún no definidos, se indica la posibilidad de realizar correcciones.



2.2 Definir intervalo de carga de la bateríaUna vez definida la tarifa eléctrica es posible introducir los datos para el intervalo de carga de la batería. De acuerdocon los datos de la tarifa eléctrica (consulte el capítulo 2.1 “Introducción de la tarifa eléctrica (con discriminaciónhoraria)”, página 3), es conveniente ajustar un intervalo de carga de la batería entre las 2:00 de la mañana y las4:00 de la mañana. Debido a que el periodo de validez de la tarifa valle es idéntico para todos los días entresemana, el intervalo de carga de la batería también puede ser el mismo para todos estos días.

A B C

D

Imagen 3: Configuración para el intervalo de carga de la batería en el Sunny Portal

Posición Explicación

A Hora de inicio de la carga de la batería (de la lista desplegable o mediante entrada directacon los minutos exactos)

B Hora de finalización de la carga de la batería (de la lista desplegable o mediante entradadirecta con los minutos exactos)

C Como valor predeterminado se muestra aquí automáticamente la potencia de carga máximadel inversor de batería que el Sunny Home Manager ha detectado en la instalación.En la imagen se muestra el ejemplo de un Sunny Island 4.4M con una potencia de cargamáxima de 3300 W. Si se considera un sistema trifásico con 3 inversores de batería del tipo Sunny Island 4.4M,la potencia indicada equivale a la potencia por conductor de fase, lo que significa que lapotencia de carga máxima es entonces de 3 x 3300 W.Si la capacidad de la batería no es muy alta y el intervalo de carga de la batería se ajustaen consecuencia a un valor alto, es posible definir una potencia de carga menor.Si la potencia de carga se ajusta a un valor demasiado bajo es posible que la batería no secargue completamente.También es posible indicar un valor de 0 W como potencia de carga (consulte el capítu-lo 3.3 “Guardar en la batería energía fotovoltaica económica”, página 10).

D Selección del día de la semana en el que es válido el intervalo de carga de la batería en elperiodo de tiempo indicado

Añadir un intervalo adicional de carga de la batería

Eliminar un intervalo de carga de la batería

2 Configuración SMA Solar Technology AG


2.3 Comportamiento de la batería dentro del intervalo de carga de labatería

Si se ha definido un intervalo de carga de la batería, para este son válidas las siguientes condiciones:• La batería se carga con la potencia de carga ajustada. Por la noche, la potencia se toma directamente de la red

eléctrica pública. Por el día se utiliza la energía fotovoltaica excedente. Si la energía fotovoltaica excedente nofuera suficiente, la parte que falta para alcanzar la potencia de carga fijada se toma de la red eléctrica pública.

• La descarga de la batería está bloqueada durante el intervalo.• Todos los controles de la batería están bloqueados durante el intervalo.

Indicación• Si la batería ya estuviera completamente cargada (estado de carga = 100 % u otro valor máximo ajustado),

está claro que no puede cargarse. En este caso, la batería se comporta de forma pasiva hasta que finalizael intervalo. Esto quiere decir que ni se carga ni se descarga.

• Si la batería ya estuviera bastante cargada (estado de carga > 90 %), es posible que no se carguecompletamente con la potencia ajustada. Esto se debe a motivos funcionales: en función del tipo, la bateríamuestra un comportamiento de carga diferente al final del proceso de carga.

• Las baterías de iones de litio son controladas por un sistema propio de gestión de baterías (BMS). A pesarde que el Sunny Home Manager envía a la batería una instrucción de carga correspondiente, es posibleque el BMS la rechace y no tenga lugar una carga. Normalmente, el BMS se ocupa de proteger la bateríapara que no sufra daños ni un envejecimiento prematuro.

2.4 Comportamiento de la batería fuera del intervalo de carga de labatería

Fuera del intervalo de carga de la batería, esta reacciona de acuerdo con su funcionamiento normal:• Si la potencia se toma del punto de conexión a la red, el inversor de batería intenta compensar el consumo de la

red mediante la descarga de la batería.• Si se inyecta energía fotovoltaica excedente en el punto de conexión a la red, el inversor de batería intenta

compensar la inyección a red cargando la batería.• Si se superan en este modo las potencias de carga máximas del sistema de baterías, se produce una inyección a

red.• Si se superan en este modo las potencias de descarga máximas del sistema de baterías, se produce un consumo

de la red.Además, fuera del intervalo de carga de la batería es válido lo siguiente:

• Si el Sunny Home Manager activa controles especiales de la batería, estos se ejecutan (p. ej. carga de la bateríabasada en pronóstico para aprovechar la limitación dinámica de potencia activa o inyección cero).

2.5 Limitaciones del funcionamiento de la carga de la batería

No es posible calcular/visualizar la cuota de autoconsumo ni la cuota autárquicaDentro del intervalo de carga de la batería se utiliza la potencia de carga ajustada. Debido a que no es posiblegarantizar que esta potencia pueda tomarse siempre de un excedente fotovoltaico, la batería también utilizarápotencia de la red eléctrica pública para la carga. Sin embargo, las fórmulas actualmente utilizadas para la cuota deautoconsumo y la cuota autárquica parten de la base de que la energía de la batería es únicamente energíafotovoltaica almacenada temporalmente.Para evitar que aquí se muestren valores incorrectos, los siguientes valores ya no se muestran a partir del periodo detiempo en el que se definió el intervalo de carga de la batería:

• Cuota de autoconsumo• Cuota autárquica



Los diferentes periodos de tiempo se encuentran en la página Balance energético del Sunny Portal. Si se eliminantodos los intervalos de carga de la batería, los valores antes mencionados se vuelven a mostrar a partir del siguienteperiodo.

IndicaciónUna vez que se ha definido en la instalación un intervalo de carga de la batería, en la vista general (todos losaños a partir de la puesta en marcha) no vuelve a mostrarse nunca más la cuota de autoconsumo/autárquicaválida. No es posible restablecer con posterioridad ni ocultar datos parciales.

No es posible descargar la batería durante el intervalo de carga de la bateríaDurante el intervalo de carga de la batería solo es posible cargar. Ni siquiera en el caso de que se produzca unconsumo de la red cambia la batería a un modo de descara.Consejo: si se introduce una potencia de carga de 0 W en el intervalo de carga de la batería, la batería se ajustacomo inactiva para el intervalo definido, es decir, ni se carga ni se descarga. Este puede ser un modo útil paraguardar energía ya almacenada y utilizarla en un momento determinado.

No hay un modo para evitar la descarga de la bateríaEn el Sunny Home Manager aún no hay previsto un modo para evitar la descarga de la batería a la vez que seutiliza la posibilidad de cargar la batería a partir del excedente fotovoltaico.

3 Caso práctico SMA Solar Technology AG


3 Caso práctico3.1 Consumo de energía barata en horario caro (arbitraje)Situación:De acuerdo con la tarifa eléctrica con discriminación horaria de la empresa suministradora de energía, la electricidades especialmente económica durante la noche. A mediodía, la electricidad es significativamente más cara y en elhogar hay aparatos que deben funcionar en ese horario. La generación de corriente por la instalación fotovoltaicalocal no es suficiente para cubrir la necesidad de corriente de estos aparatos.

Acción:Ajuste un intervalo de carga de la batería durante la noche lo suficientemente largo como para cargar completamentela potencia ajustada para la batería (consulte el capítulo 3.2 “Optimización del ahorro de costes”, página 8).

IndicaciónPara esta aplicación del intervalo de carga de la batería no es absolutamente necesaria una instalaciónfotovoltaica. También sin la generación propia de energía fotovoltaica es posible amortizar los costes deadquisición del sistema de baterías mediante el uso de corriente barata en un horario caro.

3.2 Optimización del ahorro de costes

Consumo energético durante el intervalo de carga de la bateríaAjuste el intervalo de carga de la batería de manera que en el periodo seleccionado se consuma, en lo posible, pocao nada de electricidad.Motivo: si hay activo un intervalo de carga de la batería, no es posible suministrar electricidad de la batería a losaparatos en el hogar. La batería solo puede cargar en el intervalo de carga de la batería activo.Ejemplo: si hay una tarifa valle en horario nocturno, ajuste el intervalo al periodo de tiempo en el que normalmenteno se consume corriente.

No descargar la batería en el horario económicoSi se carga la batería en el horario de tarifa valle, ajuste la finalización del intervalo de carga de la batería por lomenos a la hora en la que finaliza la tarifa valle.Motivo: no tendría sentido almacenar en la batería corriente con la tarifa económica y a continuación alimentaraparatos mediante descarga de la batería durante el mismo horario de tarifa valle. Como es lógico, es provechosotomar la energía para los aparatos directamente de la red eléctrica pública con la tarifa valle.Ejemplo: la tarifa valle empieza a las 22:00 horas y finaliza a las 7:00 de la mañana. A partir de las 2:00 de lamadrugada, todos los electrodomésticos están desconectados y apenas se consume corriente. Ajuste el intervalo decarga de la batería entre las 2:00 y las 7:00 horas. A partir de las 7:00, la batería se vuelve a utilizarautomáticamente de manera que suministre energía a los aparatos mediante descarga cuando se produce consumode la red. El ahorro de costes por kWh es la diferencia entre la tarifa valle y la tarifa media o pico después de las7:00 horas.

El intervalo de carga de la batería no debe ser demasiado largoAjuste el intervalo de carga de la batería a una duración en la que en la batería no se cargue más de lo necesario.Evite que el intervalo de carga de la batería continúe más allá del horario de tarifa valle.Motivo: si la batería ya se ha cargado antes de finalizar el intervalo de carga de la batería definido, durante el restodel intervalo se bloquea una descarga para los electrodomésticos que deban utilizarse eventualmente. Además, conun estado de carga > 90 %, una batería ya no se carga con la potencia máxima posible. Es posible que el último10 % hasta que la batería está 100 % cargada dure demasiado tiempo y bloquee la alimentación de los aparatoscon corriente de la batería. Por motivos funcionales, algunas baterías no deben cargarse hasta el 100 %.

3 Caso prácticoSMA Solar Technology AG


Ejemplo: normalmente es suficiente un estado de carga de la batería del 90 % para alimentar los electrodomésticosen el horario caro. Si por la noche, antes de irse a la cama, el estado de carga de la batería es típicamente del 30 %,la batería debería cargarse un 60 %. El sistema disponible es, por ejemplo, un Sunny Island 4.4M con una batería deiones de litio de 10 kWh.Un sencillo cálculo determina la duración correcta del intervalo de carga de la batería:

• Potencia de carga máxima de un Sunny Island 4.4M = 3,3 kW– Ajuste la potencia de carga a 3,3 kW.

• Capacidad de la batería = 10 kWhEstado de carga de la batería al final del día = 30 % (3 kWh)Cantidad de energía deseada para cargar con la tarifa valle = 60 % (6 kWh)

– Esto equivale a un estado de carga de la batería deseado del 90 % (9 kWh).• Para la potencia de carga ajustada de 3,3 kW se cargan 6 kWh en 1,8 horas (1 hora y 48 minutos).

– Ajuste el intervalo de carga de la batería, p. ej. entre las 2:00 y las 3:48 horas.• Si se ajusta una menor potencia de carga, es posible una duración de carga mayor.

No debe sobrecargarse la conexión doméstica con la potencia de cargaAsegúrese de que, dentro de un intervalo de carga de la batería, la suma de la potencia de carga y el consumoeléctrico restante en el hogar no supere el límite de consumo de la conexión doméstica.Motivo: de lo contrario podrían generarse costes adicionales debido a tarifas de cargas pico. Además, se arriesga aque se disparen los fusibles principales y se desconecte la alimentación completa de corriente en el hogar.Ejemplo: el límite de consumo de la conexión doméstica está especificado con 15 kW. Un consumo típico que puededarse durante la noche (durante la tarifa valle) es, p. ej., de 10 kW (para una calefacción). Por ello, la potencia decarga en el intervalo de carga de la batería no debería ajustarse a un valor mayor que 5 kW. Es posible que seanecesario ajustar un valor aún más bajo para tener en cuenta otros electrodomésticos que puedan conectarse almismo tiempo.

Selección de la potencia de carga óptimaAsegúrese de que en el intervalo de carga de la batería se selecciona una potencia de carga conveniente.

• Es posible que una carga con potencia máxima no tenga lugar con el rendimiento de carga máximo.• Una potencia de carga demasiado baja en combinación con un intervalo de carga corto puede que no permita

cargar completamente la batería.Motivo: en función del inversor de batería utilizado, la potencia de carga tiente otro valor con rendimiento máximo.

3 Caso práctico SMA Solar Technology AG


Ejemplo: para Sunny Island 4.4M, la potencia de carga ideal es de aproximadamente el 20 % de la potencia decarga nominal (3300 W x 0,2 = 660 W). En este caso, el rendimiento es del 95,3 %.

86

88

90

92

94

96

98

SI4.4M-13

0 0,4 1,00,80,2 0,6

Potencia de salida / Potencia asignada

Co

efic

ient

e d

e re

ndim

ient

o [

%]

U = 42 V CCBAT

U = 48 V CCBAT

U = 54 V CCBAT

Imagen 4: Curva de rendimiento del Sunny Island 4.4M

Por ello y si la tarifa valle lo permite, para el Sunny Island 4.4M debería seleccionarse una potencia de carga de660 W para poder aprovechar el mejor rendimiento. Sin embargo, si el intervalo completo de la tarifa valle esdemasiado corto para alcanzar la energía requerida (en kWh) con una potencia de carga de 660 W, puede quesea más económico cargar con una potencia correspondientemente alta. En este caso, la posible pérdida de potenciasería de aproximadamente el 3,5 % (rendimiento a potencia de carga nominal 3300 W = 91,8 %).

3.3 Guardar en la batería energía fotovoltaica económicaEn las siguientes situaciones puede ser conveniente que la energía almacenada en la batería solo esté disponible enun horario determinado para su uso por parte de los electrodomésticos.

Situación 1:La batería contiene energía de una tarifa eléctrica económica o de una instalación fotovoltaica local. En vez deutilizar esta energía en el horario de tarifa valle o media, el operador de la planta prefiere esperar a que comience latarifa punta para usar la energía fotovoltaica almacenada. Esto permite un máximo ahorro de costes.

Situación 2:Durante la tarifa valle, la batería puede cargarse completamente en 2 horas con la potencia de carga ideal. Sinembargo, el intervalo en el que la empresa suministradora de energía ofrece la tarifa valle dura más de 2 horas. Paraevitar que se vuelva a consumir en el horario de tarifa valle la energía almacenada en la batería, el operador de laplanta desea bloquear la batería durante el resto del intervalo de tarifa valle.

Acción:• Defina un intervalo de carga de la batería con una potencia de carga adecuada (consulte el capítulo 3.2

“Optimización del ahorro de costes”, página 8) durante el periodo de tiempo necesario para cargar los kWhrequeridos (consulte el capítulo 2.2 “Definir intervalo de carga de la batería”, página 5).

3 Caso prácticoSMA Solar Technology AG


• Defina un intervalo de carga de la batería con una potencia de carga = 0 W que vaya desde el fin del intervalode carga de la batería anterior hasta el siguiente punto en el tiempo:De esta manera se bloquea la carga y descarga de la batería hasta que, en función de la situación, seaconveniente volver a utilizar la energía de la batería para los electrodomésticos.

– Hora de inicio del intervalo de tarifa punta (para situación 1)– Hora de finalización del intervalo de tarifa valle (para situación 2)

• En caso de que el horario de tarifa valle comience antes que el intervalo de carga de la batería activo con lapotencia de carga > 0 W, se recomienda bloquear de la misma manera la hora de inicio del intervalo de tarifavalle.

Imagen 5: Bloquear el intervalo de carga de la batería en la tarifa valle

4 Localización de errores SMA Solar Technology AG


4 Localización de erroresEn caso de que las siguientes explicaciones no ofrezcan solución a su problema, póngase en contacto con el ServicioTécnico de SMA.

Problema Explicación

La batería no carga, a pesar deque la carga de la batería estáactiva.

Dependiendo de las funciones internas de la batería, puede ocurrir que el siste-ma de gestión de la batería (BMS) no siempre permita la carga o la descarga.La batería se protege frente a influencias que podrían causar daños internos.

Si está activado el intervalo parala carga de la batería, ya no semuestra la cuota de autoconsu-mo ni la cuota autárquica en elSunny Portal.

Esto es correcto. Para su carga, la batería también puede tomar corriente de lared eléctrica pública, por lo que ya no es posible calcular estas dos cuotas. Des-pués de eliminar todos los ajustes para el intervalo de carga de la batería sevuelven a mostrar las cuotas para el siguiente espacio de tiempo acumulado(día, mes, año).

En la configuración del intervalode carga de la batería no es po-sible ajustar una potencia de car-ga alta.

Automáticamente, el sistema solo acepta la potencia nominal del respectivo in-versor de batería (p. ej. Sunny Island 4.4M: potencia de carga máxima =3300 W).

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