Publicación de invitado: Cómo los paneles solares y las baterías ahora pueden funcionar ‘cerca de 24/365’ en algunas ciudades
Hace unos años, la energía solar se convirtió en la «La electricidad más barata de la historia«, Pero aún carecía de la capacidad de satisfacer la demanda las 24 horas del día y los 365 días del año.
Desde entonces, ha habido mejoras significativas en el costo y el rendimiento de las baterías, lo que hace que sea más barato que nunca combinar solar con almacenamiento de energía usando baterías.
En nuestra nueva Ember «papel blanco«, Presentamos modelos que muestran que la energía solar con baterías en las principales ciudades soleadas, como Las Vegas o la Ciudad de México, ahora puede obtener más del 90% de la forma de generación continua, a costos por debajo de los de carbón o energía nuclear.
Incluso en ciudades más nubladas lejos del ecuador, como Birmingham en el Reino Unido, es posible funcionar con el almacenamiento Solar Plus en la mayoría de las horas del año.
El Libro Blanco establece cómo la energía solar «24/365» casi continua se ha convertido en una realidad económica y tecnológica en las regiones soleadas.
Solar y almacenamiento ‘Gamechangers’
Un panel solar genera la mayor parte de la electricidad cuando el sol brilla, lo que significa que no puede proporcionar una potencia constante durante todo el año. Dicho de otra manera, 100 vatios (W) de capacidad solar solo genera alrededor de 20W en promedio, y esa salida se concentrará en las horas diurnas.
Nuestro informe muestra que el almacenamiento de energía de la batería puede desbloquear el máximo potencial de la energía solar, convirtiendo la generación diurna en electricidad las 24 horas.
De hecho, cuando se combina con suficiente almacenamiento de batería, los mismos 100W de capacidad solar pueden proporcionar electricidad durante todo el día, hasta el 100% del tiempo.
Esto también significa que se puede entregar hasta cinco veces más generación solar utilizando la misma conexión con la red eléctrica, reduciendo la necesidad de actualizaciones costosas de la red.
El almacenamiento de energía de la batería ahora es más barato que nunca, con precios promedio global cayendo en un 40% solo en 2024. El costo de un sistema de batería completo cayó a un récord de $ 165 por kilovatio por hora (kWh), según Bloombnef.
Además, ha habido una serie de mejoras tecnológicas que aumentan el almacenamiento de energía de la batería.
Las innovaciones recientes significan que casi todas las baterías de la cuadrícula ahora no tienen cobalto y níquel, lo que reduce la necesidad de la llamada «minerales críticos«. Son más duraderos que nunca, con algunas baterías que ahora tienen 20 años garantías. Y son más seguros que nunca, con riesgo de incendio mejorando por cien veces desde 2019.
Mejorado diseño de contenedores También ha reducido los costos de mantenimiento e instalación.
Nuestro documento blanco muestra que el suministro está listo para escala, con una capacidad de fabricación que ya excede la demanda. También hay una nueva capacidad de producción significativa en construcción fuera de China.
La siguiente frontera son las baterías de «sal» de iones de sodio, lo que eliminaría la necesidad de litio y reduciría aún más los precios. Una gran planta de baterías de sal ya ha sido oficial en China.
Estos avances tecnológicos y los costos en declive significan que las primeras plantas de batería y solares «24/365» del mundo están en línea:
- En Hawai, Varios proyectos de solares solares están proporcionando electricidad durante la noche después del desmantelamiento del Última central eléctrica de carbón en 2022.
- En los Emiratos Árabes Unidos (EAU), a 100 megavatios (MW), Centro divertido es el centro de datos 100% más grande del mundo, comisionado en 2022.
- En Arabia Saudita, un proyecto de mega turística, que incluye 16 resorts de hoteles que se alimentan completamente por la electricidad solar, fue terminado en 2023.
- El primero El proyecto solar de 24 horas a escala de Gigawatt ya está en desarrollo en los EAU. EMIRATI ESTATE ESTATE ENERGÍA RENEDABLE COMPAÑÍA Masdar lidera el proyecto, que se anunció en enero de 2025 y consistirá en una planta solar fotovoltaica (PV) de 5.2 gigavatios (GW) junto con un sistema de almacenamiento de baterías de 19 gigavatios (GWH) para proporcionar 1GW de suministro de electricidad solar ininterrumpida a la cuadrícula.
Estos ejemplos muestran que la electricidad solar 24/365 ya ha estado suministrando clientes y que comenzará a usarse cada vez más para alimentar partes de la red.
Más barato al sol
Para investigar el potencial de solar 24/365, el papel blanco de Ember modeló un sistema hipotético, utilizando datos climáticos reales, para una serie de ciudades de todo el mundo.
El modelado se basa en un sistema con 6 GW de capacidad solar y 17 GWBr de almacenamiento de baterías, porque hay aproximadamente 15 horas de oscuridad en invierno en las latitudes medias.
El modelado muestra que la energía solar y la batería en las ciudades más solares ya podrían obtener más del 90% del camino para la generación solar 24/365, que cubre casi cada hora de cada día en el año.
Por ejemplo, Muscat en Omán podría aprovechar 1GW de electricidad solar continua durante el 99% de las horas en el año, si combinaba 6 GW de paneles solares con 17 GWH de capacidad de batería.
Las Vegas en los Estados Unidos, la Ciudad de México en México y Johannesburgo en Sudáfrica podrían depender de tales sistemas de almacenamiento solares con al menos el 95% de las horas en el año.
Incluso Birmingham en el Reino Unido podría alcanzar 1 GW de producción solar durante el 62% de las horas anuales. (Esto es más bajo que para las ciudades más soleadas debido a un ciclo estacional más fuerte y un clima más nublado).
En los lugares más solares, la energía solar y el almacenamiento podrían generar una producción confiable, cerca de 24/365, por alrededor de $ 100 por megavatio por hora (MWH), según los costos globales promedio de la energía solar y las baterías en 2024.
Para cada ciudad, el sombreado amarillo en la siguiente figura muestra la parte de horas cada año que podría confiar en 1GW de salida solar si instaló un sistema de batería solar de 6GW Plus 17GWH, dadas las condiciones climáticas históricas.
Solo durante el año pasado, el Costo nivelado de la electricidad (LCOE) para los sistemas solares de mayor almacenamiento cayeron un 22%, impulsado por un 40% de caída en precios de la batería. Esto se basa en $ 165/kWh, que fue Bloombegnef‘s evaluación del precio global de la batería a fines de 2024. El LCOE de la energía solar y la batería había caído un 28% en los últimos cuatro años.
Esto hace que la energía solar con almacenamiento de batería sea más barata que el carbón y la nuclear en comparación con LCOE con sede en EE. UU.Como se muestra en el cuadro a continuación.
Hay evidencia de que los precios de la energía solar y la batería de 2025 continuarán cayendo nuevamente. Ya a principios de 2025, licitaciones Para proyectos de almacenamiento de baterías a gran escala en Tabuk y Hail, Arabia Saudita, reportó precios de la batería tan bajos como $ 72/kWh.
Desafíos de día nublado
Nuestro modelado muestra que el mayor desafío para generar electricidad constante durante todo el año a partir del almacenamiento Solar Plus no es la noche, sino las nubes.
En las latitudes medias, con alrededor de 15 horas de oscuridad en invierno, alrededor de las 17 horas de capacidad de la batería son suficientes para cerrar el período desde el atardecer hasta el amanecer.
Esto se debe a que las baterías generalmente no cargan y se descargan completamente para mantener un alto rendimiento con el tiempo.
Sin embargo, llegar a la energía solar 24/365 es más difícil, ya que mientras cada día tiene luz del día, no todos los días tienen plena luz solar. A pesar de que las nubes no reducen la generación solar a cero, y a pesar de que las baterías son más baratas que nunca, el almacenamiento adicional de la batería todavía no es una opción económica para unir períodos turbios en varios días.
El siguiente gráfico ilustra esto, basado en el mismo sistema de almacenamiento de 6GW Solar Plus 17GWH como se describió anteriormente, generando electricidad en las condiciones climáticas y los ciclos estacionales de las mismas 12 ciudades de todo el mundo.
La tabla de cada ciudad se extiende de enero a diciembre en el eje horizontal y durante las 24 horas de cada día en el eje vertical. El uso directo de la energía solar se muestra en naranja, con energía solar almacenada de la batería que se muestra en amarillo y períodos con un déficit en azul oscuro.
La figura muestra que, incluso en el día más nublo del año en Muscat, este sistema de almacenamiento solar más generaría electricidad constante durante 18 horas. Madrid en España vería una producción más baja en algunos días más cortos y nubes en noviembre, diciembre y enero. En contraste, Hyderabad en India se vería afectado en el verano por los días de monzón nublados.
En general, la figura muestra que las ciudades más solares solo quedarían ligeramente menos que la electricidad solar 24/365, pero las nubes tendrían un mayor impacto en otros lugares.
La compensación
El Agencia Internacional de Energía (IEA) tiene descrito La energía solar ofrece la «electricidad más barata de la historia».
Por ejemplo, la energía solar cuesta solo $ 41/MWh en Las Vegas, de acuerdo con los cálculos de Ember utilizando equipos globales promedio y costos de préstamo. Sin embargo, esto solo está entregando electricidad hasta las horas diurnas. Como resultado, en promedio en todo el mundo, la energía solar tiene un «factor de capacidad» del 21%, lo que significa que cada unidad de capacidad solar genera el 21% de su producción teórica máxima.
Elevar esto hasta el 97% aumenta el precio a $ 104/MWh. Sin embargo, esto también mejora sustancialmente el valor de la energía solar, ahora que está entregando cerca de 24/365. Sin embargo, como muestra el cuadro a continuación, satisfacer el último por ciento de la demanda de la energía solar y el almacenamiento solo aumenta significativamente el precio.
El mejor valor entre energía solar o solar con abundante almacenamiento depende del caso de uso.
Puede ser óptimo construir energía solar sin batería, siempre que una fábrica pueda acceder a la electricidad de la red barata cuando los paneles solares no están generando, por ejemplo.
Por otro lado, puede ser óptimo construir solar y baterías para llegar al 99.7% para un centro de datos fuera de la red que valora la confiabilidad sobre el precio. Incluso en los lugares más soleados, exactamente el 100% de suministro generalmente no será económico, pero es posible acercarse mucho.
Para muchos casos y, según los precios actuales, el punto óptimo puede ser el tamaño del sistema para un suministro constante de electricidad solar para el 60-90% del tiempo, sugiere nuestro modelado.
Esto proporciona energía solar barata y baja en carbono la mayor parte del tiempo. Permitiría que la electricidad se use de manera flexible durante la noche o durante las horas de alto precio.
Si se implementa ampliamente, dichos sistemas permitirían una necesidad significativamente reducida de inversión en la red, ya sea que sean granjas solares a gran escala que exportan más electricidad a la red o sitios industriales que se basan en suministros públicos con menos frecuencia.
