El TMS en sistemas BESS: cuando la temperatura lo es todo

En un sistema de almacenamiento energético, cada componente cumple una función crítica. Pero si hay un factor que lo atraviesa todo —la seguridad, el rendimiento, la vida útil y hasta la eficiencia operativa— ese es la temperatura. Y el responsable de mantenerla bajo control es el TMS (Thermal Management System).

El TMS no es un accesorio. Tampoco un complemento. Es, en términos simples, la garantía de que las baterías hagan su trabajo sin degradarse antes de tiempo, ni comprometer al sistema completo.

¿Qué es el TMS y por qué es crucial?

El TMS es el sistema encargado de mantener la temperatura de operación de las baterías dentro de un rango seguro y estable. Las celdas de ion-litio, las más comunes en sistemas BESS, funcionan de forma óptima entre 20 °C y 30 °C, aunque pueden tolerar márgenes más amplios. Sin embargo, fuera de ese rango, los efectos negativos se multiplican:

• A temperaturas bajas, la resistencia interna aumenta y se reduce la capacidad disponible.
• A temperaturas altas, se acelera la degradación química.
• Y en condiciones extremas, puede incrementarse el riesgo de thermal runaway, un evento térmico no deseado que debe prevenirse desde el diseño.

Pero más allá de la seguridad, el control térmico tiene un impacto directo sobre el rendimiento operativo del sistema.

Tipos de TMS más utilizados

Actualmente, los sistemas térmicos más implementados en soluciones BESS son:

1. Aire forzado: Utiliza ventiladores que mueven aire a través de los racks o gabinetes, extrayendo el calor generado por las baterías.

• Es una solución simple, económica y fácil de mantener.
• Adecuada para climas templados o instalaciones de menor densidad energética.

2. Enfriamiento por líquido: Circula un fluido refrigerante (como glicol) cercano a los módulos o celdas.

• Brinda una disipación de calor más eficiente y homogénea.
• Es más costoso y requiere mayor control, pero resulta ideal en ambientes calurosos o aplicaciones con altos ciclos de carga y descarga.

La elección entre uno u otro depende del perfil térmico del sitio, la densidad energética del sistema y los requerimientos de operación. Diseñar sin considerar estos factores puede comprometer la seguridad, la vida útil y la entrega real del sistema.

Temperatura y degradación: una relación directa

A mayor temperatura sostenida, mayor tasa de degradación. Esto se traduce en pérdida de capacidad, reducción del SOH (State of Health) y, en última instancia, en un sistema menos rentable.

Cada ciclo a temperatura elevada debilita la estructura química de la celda. Esta degradación no es inmediata, pero sí acumulativa y silenciosa: se manifiesta con el tiempo, cuando el sistema ya ha perdido eficiencia o autonomía. Un TMS bien diseñado no solo prolonga la vida útil del sistema, sino que preserva su estabilidad operativa, especialmente en ambientes hostiles o con cargas exigentes.

Temperatura, corriente y equilibrio: una relación directa

El TMS no solo enfría. También es responsable de mantener la uniformidad térmica entre los distintos módulos del sistema, y eso tiene implicaciones eléctricas y operativas profundas.

Cuando hay diferencias de temperatura entre celdas o racks, la resistencia interna cambia. Esto provoca una distribución desigual de corriente: algunos módulos entregan más que otros, y el sistema se vuelve eléctricamente desbalanceado.

En muchos sistemas, basta que un solo rack alcance su SOC mínimo para que el BESS completo detenga su descarga, aunque los demás aún tengan energía disponible. Es decir, la capacidad entregada será menor a la nominal, no por falta de energía, sino por falta de control térmico. Controlar la temperatura es controlar la corriente. Y controlar la corriente es garantizar la entrega real de energía.

“Controlar la temperatura es controlar la corriente. Y controlar la corriente es garantizar la entrega real de energía”.

Gracias a ese equilibrio térmico, es posible evitar también la necesidad de instalar dispositivos adicionales —como contactores, shunts inteligentes o controladores activos— que encarecen el sistema y aumentan su complejidad.

En otras palabras, un TMS bien diseñado no solo protege, sino que desbloquea el verdadero potencial operativo del sistema.

Consumo interno y eficiencia térmica

El TMS, como cualquier sistema activo, requiere energía para operar. Motores, bombas, ventiladores, sensores y controladores consumen una fracción de la energía disponible. En climas cálidos, este consumo puede ser significativo, afectando el rendimiento neto del sistema.

Por eso, el diseño debe buscar un equilibrio entre eficiencia térmica y eficiencia energética global. Un sistema de enfriamiento sobredimensionado puede consumir más energía de la que ayuda a preservar. Uno subdimensionado, puede causar daños irreversibles.

Si el sistema se calienta… todo se enfría

En almacenamiento energético, hablar de temperatura es hablar de todo. Del rendimiento, de la seguridad, de la vida útil y del valor del sistema en operación real.

El TMS no es un lujo. Es un componente crítico que debe diseñarse con el mismo rigor que el banco de baterías, la electrónica de potencia o el EMS. Porque si el sistema se calienta… todo lo demás se enfría: la eficiencia, la confiabilidad y la rentabilidad.

Y en un país como México, con climas tan diversos, ignorar el diseño térmico no es solo un descuido técnico: es un error estratégico que compromete la esencia misma del almacenamiento.

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