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BESS acoplado en AC o en DC en parques solares

Baterías de un parque solar acopladas en AC o en DC: conversiones, energía recortada, límite de inyección, medida, protecciones y control.

Por Shadai García, CEO e ingeniero de protecciones de Tiza Group.

red=~=~bateríaEMSrecortered=~==bus CCEMSa · acople CAb · acople CCmañana: el campo exportamediodía: el campo supera el inversorCC carga la batería; CA recortatarde: la batería descarga a la reda · CArecortadab · CCa la bateríatecho del inversor en línea discontinuaP del campoP a la redCadenaCampoBateríaConversiónPunto de conexión© tizagrp.comred=~=~bateríaEMSrecortered=~==bus CCEMSa · acople CAb · acople CCmañana: el campo exportamediodía: el campo supera el inversorCC carga la batería; CA recortatarde: la batería descarga a la reda · CArecortadab · CCa la bateríatecho del inversor en línea discontinuaP del campoP a la redCadenaCampoBateríaConversiónPunto de conexión© tizagrp.com
BESS acoplado en CA o en CC: excedente del mediodía y descarga en la tarde. Ubicación en el sistema y principio de funcionamiento. Ilustrativo: los valores reales salen de la placa y del manual del fabricante.
Respuesta corta

En un parque solar con baterías hay dos formas de conectarlas. En el acople en AC, el BESS tiene su propio convertidor de potencia (PCS) y se conecta a la barra de media o baja tensión, independiente de los inversores solares. En el acople en DC, las baterías se conectan con un convertidor CC/CC al bus de corriente continua de los inversores solares, que comparten. El acople en DC ahorra conversiones y puede almacenar la energía que el inversor recortaría; el acople en AC da más flexibilidad, sirve para plantas existentes y separa la operación de la batería de la planta solar.

Dónde se conecta la batería

Un BESS junto a un parque solar puede conectarse en dos lugares de la cadena de conversión:

  • Acople en AC. El BESS tiene su propio convertidor de potencia (PCS) y su propio transformador, y se conecta a la barra de media tensión de la planta o, en sistemas pequeños, al tablero de baja tensión. La planta solar y el BESS son dos sistemas en paralelo que comparten el punto de conexión.
  • Acople en DC. Las baterías se conectan, mediante un convertidor CC/CC, al bus de corriente continua del inversor solar. El inversor entrega a la red la energía del campo y la de las baterías. Comparten inversor, transformador y conexión.
AspectoAcople en ACAcople en DC
ConvertidoresPCS propio de la bateríaConvertidor CC/CC por grupo de baterías; el inversor solar es compartido
Carga desde el campo solarPasa por el inversor solar y por el PCS: CC a CA y de nuevo a CCPasa solo por el convertidor CC/CC
Energía recortada por el inversorNo se puede almacenar: el recorte ocurre antes del punto de acopleSe puede almacenar dentro de la potencia de carga y la capacidad de las baterías
Carga desde la redDirecta por el PCSSolo si el inversor solar es bidireccional y está habilitado
Potencia máxima a la redSuma de inversores solares y PCS, limitada por la conexiónLimitada por el inversor compartido
Plantas existentesSe agrega sin cambiar los inversoresExige inversores compatibles o su reemplazo
Independencia de operaciónAlta: la batería opera aunque la planta solar esté paradaMenor: comparte el inversor con el campo

Conversiones y eficiencia

Cada conversión tiene pérdidas. En acople en AC, la energía del campo que se almacena pasa por el inversor solar, el transformador, el transformador del BESS y el PCS para cargar las baterías, y de vuelta por el PCS y su transformador al descargar. En acople en DC, la energía del campo llega a las baterías por un solo convertidor CC/CC, y al descargar pasa por el inversor y el transformador una sola vez.

Por eso el acople en DC suele tener menos pérdidas para la energía que va del campo a la batería. Si el BESS se carga sobre todo desde la red, la ventaja se reduce. En instalaciones pequeñas la misma elección se describe en sistema solar híbrido con baterías. La comparación real se hace con la eficiencia declarada de cada convertidor y el perfil de operación esperado.

La energía recortada

En una planta con relación DC/AC alta, en las horas de máxima irradiancia el campo puede entregar más potencia que la nominal del inversor, que limita y deja esa energía sin aprovechar. En acople en DC, el convertidor CC/CC puede desviar el excedente a las baterías antes del inversor, dentro de su potencia de carga y de la capacidad disponible. En acople en AC, el recorte ocurre en el inversor solar, antes de llegar a la barra donde está la batería, y esa energía se pierde.

Un modelo de configuración y despacho publicado por investigadores del NREL en 2020 incluyó ese aprovechamiento del recorte en el caso acoplado en DC. El beneficio para un proyecto concreto depende del sobredimensionamiento del campo, del perfil de irradiancia y del tamaño de la batería, y se estima con simulación horaria.

Qué acople evaluar primero
  • ¿La planta solar ya está construida?
    • Sí¿Sus inversores admiten baterías en el bus de CC según el fabricante?
      • SíCompare ambas opciones con simulación horaria y el costo de adaptar los inversores
      • NoAcople en AC, con PCS propio
    • No¿La batería debe cargarse sobre todo con el recorte y el excedente solar?
      • SíEvalúe primero el acople en DC con una relación DC/AC alta
      • NoEvalúe primero el acople en AC, que da independencia para cargar desde la red y prestar servicios

Límite de inyección y capacidad

El punto de conexión tiene una capacidad asignada en el procedimiento de la CREG 075 de 2021. En acople en AC, la suma de la planta solar y del BESS podría superarla, así que el control de planta debe limitar la inyección conjunta. En acople en DC, el inversor compartido limita la potencia total, y la batería extiende la duración de esa potencia en lugar de aumentarla.

Esto cambia también el estudio de conexión: en acople en AC hay dos tipos de convertidores en la planta, cada uno con su modelo, sus curvas de capacidad de reactiva y su respuesta ante huecos; en acople en DC el comportamiento ante la red es el del inversor compartido, que debe modelarse con la batería disponible y sin ella.

Medida y figura regulatoria

La regulación colombiana distingue la generación de los sistemas de almacenamiento: la CREG 101 113 de 2026 define los mecanismos para incorporar los SAEB al Sistema Interconectado Nacional y exige inversor formador de red desde 1 MW. Cómo se mide la energía de la batería, si se registra una frontera separada y qué requisitos aplican a cada parte depende de la figura del proyecto. Esas definiciones se resuelven con el comercializador, el operador de red y la frontera comercial antes de elegir el acople, porque el acople en DC dificulta separar físicamente las dos energías.

Protecciones

  • Acople en AC. El BESS tiene su propio circuito de media tensión con su relé, su transformador con sus protecciones y su PCS con las suyas. Es una bahía más de la subestación de la planta.
  • Acople en DC. El bus de CC del inversor queda alimentado por dos fuentes: el campo y las baterías. La corriente de falla que aporta la batería es alta y no depende de la irradiancia, así que los interruptores, fusibles y seccionadores de ese bus se eligen para ella, y la coordinación con las protecciones del campo cambia.
  • En ambos casos, las protecciones del punto de conexión y el anti-isla siguen el Acuerdo CNO 2233 de 2026, y la seguridad de las baterías, las normas que describimos en sistema BESS: partes, funciones y normas.

Control

El EMS del BESS y el controlador de planta deben responder como una sola planta en el punto de conexión. En acople en AC, el controlador reparte potencia activa y reactiva entre inversores solares y PCS. En acople en DC, el reparto entre campo y batería ocurre dentro del inversor y su convertidor CC/CC, y el controlador de planta ve un solo grupo de inversores. En ambos casos, la lógica de prioridades (cumplir consignas, limitar la inyección, cargar con excedente) se define en la ingeniería y se prueba en la puesta en servicio. El diseño del parque que rodea esta decisión se reúne en ingeniería y diseño de parques solares.

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Referencias

  • IEC 62933-1, Electrical energy storage (EES) systems – Part 1: Vocabulary.
  • CREG, Resolución 101 113 de 2026, sistemas de almacenamiento de energía eléctrica con baterías (SAEB): https://gestornormativo.creg.gov.co/gestor/entorno/docs/resolucion_creg_101-113_2026.htm
  • N. DiOrio, P. Denholm y W. Hobbs, A model for evaluating the configuration and dispatch of PV plus battery power plants, Applied Energy, vol. 262, 2020 (NREL/JA-6A20-74288).
  • Eurek y otros, Representing DC-Coupled PV+Battery Hybrids in a Capacity Expansion Model, NREL/TP-5C00-77917, 2021.

Preguntas frecuentes

¿Qué es un BESS acoplado en DC?

Es un sistema de baterías que se conecta, mediante un convertidor CC/CC, al bus de corriente continua de un inversor solar. El inversor convierte a alterna tanto la energía del campo como la de las baterías. Comparte así el inversor, el transformador y la conexión, y puede cargar las baterías con la energía del campo que el inversor no podría entregar a la red.

¿Qué ventajas tiene el acople en AC?

La batería tiene su propio PCS y su propio circuito, de modo que opera con independencia de la planta solar: puede cargarse desde la red, dar servicios aunque no haya sol y mantenerse sin afectar la producción. Es la forma natural de agregar almacenamiento a una planta que ya existe, porque no exige cambiar los inversores.

¿El acople en DC aprovecha toda la energía recortada?

Solo la que cabe en las baterías. Cuando el campo entrega más potencia que la nominal del inversor, el convertidor CC/CC puede desviar el excedente a las baterías hasta su potencia de carga y hasta llenarlas. Lo que supere esos límites se sigue recortando. El beneficio depende de la relación DC/AC de la planta, del perfil de irradiancia y del tamaño de la batería, y se evalúa con simulación horaria.

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