La duración de las baterías a gran escala depende de cómo se usen

A finales de 2021, Estados Unidos tenía 4.605 megavatios (MW) de capacidad operativa de almacenamiento de energía en baterías a escala de servicios públicos, según el último Inventario Preliminar Mensual de Generadores Eléctricos de la Administración de Información Energética de EEUU (EIA). La capacidad de potencia se refiere a la mayor cantidad de energía que una batería puede descargar en un momento dado. Las baterías utilizadas para los servicios de red tienen duraciones promedio relativamente cortas. La duración promedio de una batería es la cantidad de tiempo que una batería puede aportar electricidad a la capacidad de potencia de su placa de identificación hasta que se agota. Las baterías utilizadas para el cambio de carga de electricidad tienen duraciones relativamente largas.

La EIA calcula la duración de una batería utilizando la relación entre la capacidad de energía (medida en megavatios-hora [MWh]) y la capacidad de potencia (en MW). La capacidad de energía se refiere a la cantidad total de energía que estas baterías pueden almacenar. Según los últimos datos de capacidad energética de la EIA, las unidades de batería construidas hasta 2020 podrían producir su capacidad de potencia nominal durante aproximadamente 3,0 horas de media antes de recargarse.

El Informe Anual de Generadores Eléctricos también contiene información sobre cómo las empresas de servicios públicos utilizan el almacenamiento de energía. El almacenamiento en baterías a gran escala se puede utilizar principalmente de dos maneras: servir aplicaciones de red y permitir el cambio de carga eléctrica.

Los operadores de baterías informan que más del 40% de la capacidad de energía de almacenamiento en baterías operada en los Estados Unidos en 2020 podría realizar servicios de red y aplicaciones de cambio de carga eléctrica. Aproximadamente el 40 % realizaba solo el cambio de carga eléctrica y aproximadamente el 20 % realizaba solo los servicios de la red.

Las baterías con una duración de menos de dos horas se consideran baterías de corta duración y casi todas pueden proporcionar servicios de red que ayuden a mantener la estabilidad de la red. Las baterías que brindan servicios de red descargan energía durante cortos períodos de tiempo, a veces incluso durante segundos o minutos, por lo que puede ser económico implementar baterías de corta duración. La mayor parte de la capacidad de la batería instalada a fines de la década de 2010 estaba compuesta por baterías de corta duración utilizadas para los servicios de la red, pero esa tendencia ha cambiado con el tiempo.

Las baterías con una duración de entre cuatro y ocho horas generalmente se ciclan una vez al día y se utilizan para cambiar la electricidad de momentos de demanda relativamente baja a momentos de alta demanda. En una región con una capacidad de energía solar relativamente alta, las baterías de ciclo diario pueden almacenar electricidad solar al mediodía y descargar esa electricidad durante las horas pico de consumo de electricidad por la noche cuando la energía solar está disminuyendo.

De acuerdo con las instalaciones planificadas recopiladas en el Inventario Preliminar Mensual de Generadores Eléctricos de EIA, se espera que el almacenamiento en baterías aumente en 10 gigavatios (GW) para finales de 2023. Más del 60% de la capacidad de estas baterías está destinada a ser emparejada con plantas de energía solar. A partir de 2020, la mayoría de las baterías de almacenamiento de ubicación compartida instaladas en instalaciones solares funcionan para cambiar las cargas eléctricas y tienen una duración media de cuatro horas o más.