Peak shaving: cómo calcular el ahorro real de una batería

En toda reunión sobre almacenamiento la empresa hace la misma pregunta: ¿cuánto nos va a ahorrar esto?

La respuesta que suele volver es una única cifra anual, obtenida multiplicando la capacidad de la batería por el precio de la electricidad por 365. Es limpia, es fácil de producir y casi siempre es demasiado alta. Sobrevive a la conversación comercial y luego se deshace ante un director financiero que pregunta qué pasa los días en que la batería no completa un ciclo.

El ahorro no es capacidad por precio. Es una diferencia de precio, capturada un número limitado de veces al año, menos la energía que se pierde por el camino. Modelar el peak shaving es exactamente eso.

Este artículo construye el modelo primero sobre los cargos de red británicos, donde el regulador trazó con más nitidez la frontera entre lo que el comportamiento puede cambiar y lo que no, y después lo traslada a España, donde la misma aritmética pasa por los seis periodos de la tarifa y por el término de potencia.

¿Qué es el peak shaving?

El peak shaving consiste en descargar energía almacenada en las horas en las que la electricidad es más cara, o en las que la demanda de la instalación alcanza su máximo, de forma que en esos momentos se tome menos de la red. La carga no cambia. Cambia la fuente que la cubre.

El mecanismo de fondo es una diferencia de precio: la energía se compra barata, se guarda y se usa cuando la alternativa habría sido cara. En el lenguaje de los mercados esto se llama arbitraje, pero el término viaja mal, porque en una instalación real el valor aparece como una factura más baja y no como una operación. Para el modelo importan la amplitud de la diferencia, cuántas veces al año se puede capturar y cuánta energía se pierde al hacerlo.

De esa definición se siguen tres consecuencias, y cada una rompe una suposición habitual:

• Una batería más grande no ahorra proporcionalmente más. Una vez cubierta toda la ventana cara, la capacidad adicional queda parada.
• Una tarifa más barata no es automáticamente mejor. Un precio medio bajo sin variación horaria no le deja nada que hacer a la batería.
• El ahorro está limitado por el número de ciclos útiles, no por las horas del año.

No es una aplicación de nicho. El almacenamiento crece más rápido que cualquier otra tecnología limpia disponible en el mercado, y desplazar energía entre periodos de precio es la razón dominante por la que se instala^[1].

Peak shaving, desplazamiento de cargas y respaldo son tres ahorros distintos

Estos tres se funden constantemente en una sola cifra, y no deberían. Vienen de partidas distintas de la factura y dimensionan la batería de forma distinta.

	Qué hace	Qué produce	Qué guía el dimensionado
Peak shaving	Cubre desde el almacenamiento la demanda existente en los periodos caros	Menor precio de energía en punta y excesos de potencia evitados	Los kWh para cubrir la ventana cara y los kW para sostener el pico
Desplazamiento de cargas	Mueve el consumo a un periodo más barato	La misma diferencia de precio, sin coste de capital	Nada, es un cambio operativo
Respaldo	Reserva energía para un corte de suministro	Coste de parada evitado, no un ahorro en factura	Las horas de autonomía exigidas, solo en carga crítica

Además compiten por el mismo equipo. Una instalación que pide a una sola batería cuatro horas de autonomía y un peak shaving agresivo está pidiendo a los mismos kWh estar en dos sitios a la vez, y un modelo que suma ambos ahorros cuenta dos veces. Los marcos de valoración del almacenamiento tratan este problema de apilamiento de forma explícita, porque un flujo de valor contado dos veces es la forma más común en que un caso de negocio se infla solo^[2].

El desplazamiento de cargas es gratis, así que se usa primero: si un proceso puede funcionar de verdad a las dos de la madrugada en lugar de a las cinco de la tarde, debe hacerlo. El peak shaving justifica su capital en las cargas que no se pueden mover, y ese conjunto crece a medida que las instalaciones electrifican calor y transporte, algo que se trata con más detalle en la seguridad energética empieza en el edificio.

Qué partidas de la factura puede reducir realmente una batería

Es el paso que la mayoría de los modelos se salta, y donde la cifra suele romperse. Una factura eléctrica de empresa no es un precio: es una pila de componentes, y la batería solo toca algunos.

Término de energía, facturado por kWh. Aquí vive la discriminación horaria y aquí gana la batería con la diferencia. En el Reino Unido incluye la parte de los cargos de red que sigue siendo horaria: las bandas Red, Amber y Green continúan aplicándose a la proporción que permanece en el precio unitario^[4]. La banda roja, una ventana estrecha de tarde y primera noche en días laborables, es donde la batería hace la mayor parte de su trabajo.

Término de potencia, facturado por kW. Se factura sobre la potencia contratada o sobre el pico medido en el periodo, no sobre el consumo total, y se comporta de forma completamente distinta. El término de energía premia repetirlo cada día: un ciclo perdido cuesta el ahorro de una jornada y nada más. El de potencia premia no fallar ni una vez, porque un solo intervalo sin cubrir fija el importe de todo el periodo. El ahorro en energía está limitado por la capacidad en kWh y la reducción de pico por la potencia en kW, y la misma instalación puede necesitar baterías distintas según qué capa domine su factura.

Partidas fijas y no evitables. Es la capa que infla los casos de negocio en silencio, y en el Reino Unido creció por decisión del regulador: el Targeted Charging Review de Ofgem determinó que los costes residuales de red se cobren como cargos fijos^[3]. El coste residual supone alrededor del 90% del cargo de transporte y cerca del 50% del de distribución, con variaciones regionales, y la banda fija de un suministro se asigna por tensión, potencia e historial de consumo, no por lo que haga este año. La parte de distribución se aplica desde abril de 2022 y la de transporte desde abril de 2023^[4].

La consecuencia es rotunda: una porción sustancial del coste de red queda por diseño fuera del alcance de la batería, y un modelo que le atribuye la reducción de un coste medio por kWh sobreestima el resultado aproximadamente en el tamaño de esa porción.

Cómo cambia el cálculo una tarifa por periodos

Una tarifa por periodos cobra importes distintos según la hora del día en lugar de una tarifa plana. Para una batería, esa es la diferencia entre tener un caso de negocio y no tenerlo.

Lo que importa es la diferencia, no la media. Tome dos tarifas con el mismo precio medio anual, donde la primera varía a lo largo del día una fracción de céntimo por kWh y la segunda nueve veces más. La batería gana unas nueve veces más con la segunda mientras el coste medio de la electricidad de la instalación no cambia. Un departamento de compras que optimiza solo por el precio medio más bajo puede destruir el caso de negocio en silencio, y no se nota hasta que el ahorro no aparece. "¿En qué tarifa debe estar esta instalación?" y "¿cuánto va a ahorrar la batería?" son la misma pregunta hecha dos veces.

Más allá del tamaño de la diferencia importan dos propiedades. La previsibilidad, porque una tarifa de periodos fijos se modela como un ciclo diario repetible y una de precio dinámico no. Y la coincidencia con la curva de consumo, porque una diferencia amplia al anochecer no sirve a una instalación que cierra por la tarde.

Por qué las medias anuales sobreestiman el ahorro

Para modelar hacen falta los datos de la propia instalación: un año completo de curva horaria, la estructura tarifaria incluida la medida del término de potencia, el perfil de generación si hay fotovoltaica, y la capacidad útil, la potencia, el rendimiento y la curva de degradación de la batería. Sin eso lo que hay es una estimación disfrazada de modelo.

Aun con esos datos, las medias fallan por una razón concreta: el valor de la batería depende de la coincidencia entre precio alto y demanda alta, y promediar destruye justo esa información. Se pierden cuatro cosas:

1. Días sin ciclo completo. Fines de semana, paradas, festivos y días en los que la demanda es demasiado baja para absorber una descarga completa. Una instalación que opera 250 días no captura 365 ciclos, permita lo que permita la ficha técnica.
2. Restricciones de estado de carga. Si la ventana barata es demasiado corta para recargar, la captura del día siguiente es parcial.
3. Pérdidas de ida y vuelta. Con un rendimiento del 88% se compran unos 1,14 kWh por cada kWh entregado, y esa diferencia se paga al precio barato.
4. Degradación. Un caso de negocio a doce años construido sobre la capacidad útil del primer año sobreestima todos los siguientes.

Nada de esto es exótico. Los cuatro factores se conocen en fase de diseño, y omitirlos produce justo la cifra que el departamento financiero del cliente desmonta en una reunión.

Los datos horarios no son opcionales. Un modelo hecho con totales mensuales no distingue una instalación con un pico marcado de 90 minutos de otra con perfil plano y el mismo consumo anual, y sus casos de almacenamiento son completamente distintos. Si de verdad no hay curva horaria, dígalo en la propuesta y marque el resultado como indicativo.

Un ejemplo numérico y sus supuestos

Las cifras siguientes son ilustrativas. Los precios de energía para empresas se contratan instalación por instalación, así que cada uno de estos valores es un dato propio del suministro. El ejemplo sirve para mostrar cómo se comporta el cálculo, no para dar números reutilizables.

Dato	Valor
Capacidad útil de la batería	100 kWh
Potencia	50 kW
Precio en periodo caro	0,32 £ por kWh
Precio en periodo barato	0,14 £ por kWh
Diferencia	0,18 £ por kWh
Rendimiento de ida y vuelta	88%
Días con ciclo útil completo	250

El cálculo ingenuo, el que llega a la mayoría de las primeras propuestas:

100 kWh x 0,18 £ x 365 días = 6.570 £ al año

La misma instalación, bien modelada:

100 kWh x 0,32 £            = 32,00 £ cubiertos en periodo caro
(100 kWh / 0,88) x 0,14 £   = 15,91 £ de coste de carga
(32,00 £ - 15,91 £) x 250 días = 4.023 £ al año

La brecha es de un 40% aproximadamente, y nada de ella viene de un supuesto pesimista. Viene de contar solo los días en que la batería puede trabajar y de pagar la energía perdida en el ciclo. Fíjese en dónde actúa el rendimiento: no sobre la diferencia de precio, sino sobre la energía comprada, porque 1 kWh entregado en periodo caro cuesta 1/0,88 kWh en el barato. Añada la degradación del primer año y el año dos vuelve a bajar.

Esos 4.023 £ son además solo el término de energía. Un pico medido o una potencia contratada son un segundo flujo, calculado a partir del intervalo más alto de cada periodo de facturación, antes y después de la batería, con los mismos datos. Lo que no son es una parte de las partidas fijas, que se quedan donde están haga lo que haga la batería.

Muestre las dos cifras en la propuesta. La ingenua junto a la modelada, con la diferencia explicada, convence más que la conservadora sola: demuestra que el resultado sale de un modelo y no de una multiplicación, que es exactamente lo que un comprador escéptico está comprobando.

España: seis periodos y una potencia que se contrata, no se mide

En España la estructura de peajes es pública y muy detallada, lo que ayuda al modelo, pero el término de potencia funciona de una forma que cambia lo que la batería puede prometer.

Seis periodos, con escalones crecientes. La metodología vigente reparte el año en seis periodos, de P1 a P6, con precios de energía y de potencia propios, y cada suministro contrata una potencia en cada uno de ellos respetando la regla de que la potencia de un periodo no puede ser menor que la del anterior^[5]. Para el modelo esto significa que la diferencia de precio no es una sola: hay varias, cambian por mes y por hora, y una media anual las borra todas. La ventaja es que la estructura está publicada, así que el modelo puede partir de un calendario real en lugar de una suposición.

La potencia se factura sobre lo contratado, no sobre el pico. La facturación de potencia resulta de multiplicar la potencia contratada en cada periodo por su precio y por los días de factura, y cuando hay maxímetro aparece además un término de excesos de potencia, con precio propio e independiente^[5]. La consecuencia para una propuesta es directa: la batería no reduce el término de potencia por el mero hecho de recortar el pico. Lo reduce cuando ese recorte es sostenido y permite bajar la potencia contratada de los periodos afectados, y eso es una modificación de contrato, no una salida de la simulación. La regla de escalones crecientes limita además cuánto se puede bajar solo un periodo.

Donde la batería sí ahorra desde el primer mes es en los excesos. Al ser un término con precio propio, evitar los rebasamientos es un ahorro medible y atribuible, y debe ir en una línea separada de la propuesta: uno es un ahorro que se repite a diario, el otro es una penalización que se evita.

La reserva de respaldo vuelve a ser una decisión con precio. La capacidad guardada para un corte es capacidad que no está disponible en P1. No se trata de dejar la reserva a cero, sino de elegirla de forma deliberada y escribir al lado el valor de ciclado al que se renuncia.

Las estructuras tarifarias de ambos mercados se mantienen por país en tarifas y normativa y, para el Reino Unido, en UK solar tariffs and regulations.

Qué cambia en el residencial

El mismo mecanismo mueve el mercado doméstico, con tres diferencias. La diferencia entre periodos suele ser proporcionalmente mayor, porque las ofertas construidas alrededor de la carga nocturna juntan un precio bajo de madrugada con uno alto al anochecer. La batería es mucho más pequeña, así que la amortización depende tanto del coste por kWh instalado como de la tarifa. Y el término de potencia pesa de otra manera, lo que simplifica el caso y lo deja apoyado sobre la diferencia.

No hace falta fotovoltaica para nada de esto: una batería doméstica puede cargarse de madrugada y descargarse en el pico de la tarde sin generación alguna, y es una segunda línea de producto que se vende sobre la tarifa y no sobre la cubierta. La disciplina no cambia: un presupuesto residencial construido sobre 365 ciclos perfectos está equivocado igual que uno comercial.

Cómo hacer que la cifra sobreviva a compras

Una cifra de ahorro es una afirmación, y se pone a prueba. Lo que la sostiene no es la prudencia, es enseñar el trabajo.

• Publique la tabla de supuestos. Diferencia, ciclos, rendimiento, degradación y días operativos, visibles en el documento. Quien puede ver los datos discute los datos en lugar de descartar el resultado.
• Dé un rango, no un punto. Modele un escenario desfavorable con diferencia más estrecha y menos ciclos. Un rango con base explicada convence más que una única cifra segura de sí misma.
• Mantenga separados los flujos de valor. Ahorro en energía, excesos evitados, autoconsumo y respaldo tienen niveles de confianza distintos, y una cifra combinada esconde qué parte es sólida.
• Diga el método de cálculo. Un periodo de retorno simple y un coste nivelado a lo largo de la vida útil responden a preguntas distintas.

Todo esto importa porque la forma de la red sigue moviéndose. La curva de pato ya ha cambiado cuándo es cara la energía en mercados con alta penetración solar, y las estructuras tarifarias siguen a la curva: el Reino Unido sacó buena parte del coste de red del alcance del desplazamiento de cargas, y la estructura española de periodos se revisa periódicamente. Un modelo con supuestos visibles se puede recalcular cuando cambian las reglas. Una cifra única no. La misma disciplina aplica aguas arriba, donde una estimación de producción es tan defendible como el análisis de sombras y el dimensionado de strings que hay detrás.

Cómo lo implementa solarVis

El peak shaving es un problema de datos antes que un problema de baterías. En el modelado de baterías de solarVis, un sistema de almacenamiento se simula hora a hora contra el perfil de consumo de la instalación y la estructura tarifaria aplicable, de modo que el ahorro sale de un año simulado de operación y no de una multiplicación. Hay tarifas y normativa soportadas en más de 45 países, lo que aquí importa porque justo las partidas que hacen valioso el peak shaving son las que más difieren entre un suministro español y uno británico.

Lo que necesita el modelo	Dónde está en solarVis
Curva horaria, no totales mensuales	Datos horarios cargados como un único archivo .xlsx y usados directamente por todas las simulaciones en lugar de los datos manuales[8]
Una tarifa con periodos reales y estacionalidad	Tariff Settings, con calendarios de días laborables y fines de semana que cruzan 12 meses con 24 celdas horarias. Cada mes conserva su asignación, que es lo que permite representar una estructura estacional[7]
Términos de potencia y excesos	Demand Charges, con precio por kW y días de aplicación configurables para laborables y fines de semana[7]
Capacidad útil, pérdidas y límites de potencia	Una banda útil del 10 al 90%, con límites de estado de carga, pérdidas de rendimiento y restricciones de potencia de carga y descarga dentro del cálculo[6]
Ciclos realmente disponibles en el año	Despacho horario con curva de estado de carga, que muestra cuándo se llena la batería, cuándo se vacía y cuándo no hace ninguna de las dos cosas
Flujos de valor separados	La comparación de ahorro anual en factura, que reporta la factura antes de solar, después de solar y con solar más batería como tres escenarios distintos[9]

La capa tarifaria hace la mayor parte del trabajo, porque es la que convierte una curva de despacho en dinero. Junto al calendario y los términos de potencia incorpora tramos escalonados, cuotas fijas, tipo de IVA, hipótesis de inflación y factura mínima^[7]. El campo de cuota fija es el sitio de las partidas no evitables, lo que las mantiene visibles en el modelo y fuera del ahorro atribuido a la batería. En el lado de la batería, el Backup Reserve Rate es el campo que gobierna el doble conteo descrito antes: decide de forma explícita cuánta capacidad se retira del ciclado^[6].

Conviene declarar dos límites. La simulación funciona por horas, así que un pico realmente inferior a la hora, por ejemplo una punta de arranque, queda suavizado, y eso pesa sobre todo en la parte de potencia. Y no existe un modo de despacho dedicado al peak shaving: las estrategias documentadas son autoconsumo, respaldo y autonomía, y la economía llega a través del motor tarifario que pone precio a ese despacho contra periodos reales.