Antes del inversor, la instalación tenía que ser segura
Un sistema off-grid no es solamente una batería y un inversor. Entre la fuente de energía, el inversor y las cargas necesita una estructura intencional de distribución, aislamiento, transferencia, protección y medición. Construí una caja dedicada de protección y distribución para que el banco de pruebas pudiera alimentar cargas de 120 V entre cualquiera de las líneas y el neutral, y aproximadamente 240 V entre L1 y L2.
- Protección de entrada y salida correctamente dimensionada
- Protección contra sobretensiones conectada al sistema de puesta a tierra
- Monitoreo de voltaje con un contactor
- Transferencia segura entre fuentes que evita el backfeed
- Medición en vivo de voltaje, corriente, potencia y energía
Teníamos 240 V, pero el Tesla todavía se negaba a cargar
El inversor encendió, L1 y L2 estaban presentes y el medidor mostraba aproximadamente 240 V. Conectamos el EVSE NEMA 14-50, pero el Tesla no aceptaba la energía. La pieza que faltaba no era el voltaje. En esta configuración aislada, el neutral estaba flotante respecto a la tierra de protección, por lo que las comprobaciones de seguridad del vehículo no encontraban la referencia esperada.
El Humsienk incluye una opción N to PE Connection relacionada con establecer la relación necesaria entre neutral y tierra de protección cuando el inversor funciona como fuente independiente. Corregir esa referencia permitió que el vehículo de prueba reconociera la alimentación y comenzara a cargar.
El Tesla reveló el límite de una sola batería
El EVSE puede solicitar hasta aproximadamente 32 A a 240 V, lo que lo convierte en una carga controlable especialmente útil. Comencé con poca corriente y fui aumentándola gradualmente. El sistema continuó funcionando hasta llegar aproximadamente a 22 o 23 A, cuando la única batería activó su protección y desconectó la salida.
Ese resultado demostró la diferencia entre energía y potencia. Una batería de aproximadamente 5 kWh almacena cerca de cinco kilowatt-hora de energía, pero su salida continua máxima todavía depende del BMS, las celdas, el estado de carga, la temperatura, los cables, los conectores y las protecciones.
A 240 V y 22 A, la carga AC es de aproximadamente 5.28 kW. Suministrar cerca de 5.5 kW desde una batería de 51 V requiere alrededor de 108 A en el lado DC antes de contabilizar por completo las pérdidas de conversión y la variación de voltaje. Una batería había llegado al punto práctico donde su protección dijo basta.
El próximo paso es un banco de dos baterías y 10 kWh
Añadir una segunda batería Humsienk de 5 kWh lleva el banco planificado a aproximadamente 10 kWh y, con la misma importancia para este experimento, permite repartir la corriente de descarga entre dos packs cuando el banco está configurado correctamente.
La conexión física en paralelo requiere el cable double-ended quick-connect apropiado del fabricante. El cable que tenía estaba pensado para una ruta de batería a inversor, no para la cadena específica de batería a batería. Humsienk accedió a enviar la interconexión correcta, por lo que la prueba completa de 10 kWh permanece en pausa hasta que llegue.
Los conductores de potencia son solamente la mitad del trabajo. Las baterías también necesitan su cadena de comunicación, usando LINK OUT desde la batería master hacia LINK IN en la siguiente unidad. La configuración del inversor debe reflejar el banco instalado y respetar el menor límite de corriente entre baterías, BMS, cableado, conectores, protecciones y entrada DC del inversor.
¿Podrán dos baterías cargar el Tesla a 32 A?
Eliminar un cuello de botella solamente revela el siguiente. Dos baterías deberían ofrecer más energía y mayor capacidad conjunta de descarga, pero el propio inversor todavía tiene límites de operación. Una solicitud de 32 A a 240 V equivale aproximadamente a 7.68 kW antes de añadir el resto del garaje, y no debemos asumir que la cifra principal de 8 kW se aplica de forma idéntica en todas las condiciones de batería, bypass y operación.
El Tesla no es el objetivo final y esto no se presenta como la manera más eficiente de cargar un EV todos los días. Es el dinamómetro eléctrico del proyecto. La corriente de carga puede pasar por 10, 15, 20, 22, 24 y 32 A mientras registro la potencia, autonomía, temperatura, comportamiento de las protecciones, consumo del inversor y la diferencia entre una y dos baterías.
Convirtiendo todo el garaje en un espacio de trabajo off-grid
Después de las pruebas de alta potencia, el proyecto cambia hacia un caso de uso más realista: mantener el garaje como espacio de trabajo desde el banco de baterías. Las cargas planificadas incluyen iluminación, ventiladores, monitor, laptop, teléfonos, cámaras, cargadores de herramientas, Starlink, un freezer pequeño y posiblemente aire acondicionado portátil.
Una corriente de carga reducida para el Tesla combinada con luces, Internet, computadoras y climatización representará mucho mejor una casa pequeña durante un apagón que una sola lámpara de 100 W. También quiero hacer un livestream donde la cámara, las luces, la computadora y la conexión Starlink funcionen completamente con el sistema mientras los espectadores ven en tiempo real la potencia, el estado de carga y la autonomía estimada.
Un experimento práctico de respaldo para Florida
Esta instalación también tiene una aplicación directa en Florida durante la temporada de huracanes. Un apagón prolongado no siempre requiere alimentar toda la casa como si nada hubiera ocurrido. Internet, refrigeración, ventilación, luces, teléfonos, computadoras, algunas cargas de cocina y aire acondicionado limitado pueden priorizarse según la energía disponible.
Un banco modular de baterías hace que esas prioridades sean medibles y ampliables. La meta es documentar los compromisos con cargas y autonomías reales, en lugar de depender solamente de una ficha técnica.
La próxima comparación será con una batería de carrito de golf
Un experimento posterior conectará una batería LiFePO₄ de 48 o 51.2 V diseñada originalmente para un carrito de golf o vehículo eléctrico ligero. Un voltaje y una capacidad energética similares no la convierten automáticamente en plug-and-play con un inversor híbrido. La batería puede tener su propio BMS de protección y aun así no contar con el protocolo CAN o RS485 que el Humsienk espera para una comunicación closed-loop.
Si su rango de voltaje y sus límites de carga y descarga son compatibles, podría ser posible una configuración user-defined conservadora. Esto exigiría configurar cuidadosamente la química, el voltaje de carga, el corte por bajo voltaje, la corriente máxima y el comportamiento de reconexión para que el inversor permanezca dentro de los límites de la batería antes de obligar al BMS interno a intervenir.
La comparación va más allá de la capacidad bruta. Una batería de pared prioriza la integración residencial, mientras que un pack de carrito de golf está diseñado para entregar alta corriente en un formato compacto y resistente. El precio, los conectores, la comunicación, el embalaje y la posibilidad de enviar la batería posteriormente a Cuba importan para la audiencia real de esta prueba.
Lo que realmente pone a prueba esta segunda miniserie
La primera instalación me enseñó cómo funciona el ecosistema. Esta segunda serie pregunta hasta dónde podemos llevarlo. Comienza con las protecciones y la distribución split-phase, sigue el diagnóstico del neutral flotante, mide el límite de una batería, avanza hacia un banco de dos baterías y después repite las mismas pruebas de carga controlada.
- Una batería comparada con dos
- Aproximadamente 5 kWh comparados con 10 kWh
- Cargas cotidianas ligeras comparadas con una carga extrema de EV
- Especificaciones publicadas comparadas con el comportamiento medido
- Comunicación closed-loop de una batería residencial comparada con una batería de carrito de golf configurada manualmente
Actualización pendiente de la prueba de 10 kWh
Al momento de publicar todavía estoy esperando el cable double-ended quick-connect necesario para completar la interconexión de potencia entre las dos baterías Humsienk. Todos los resultados de carga del Tesla descritos actualmente en este artículo provienen de una sola batería de aproximadamente 5 kWh. No voy a inventar el rendimiento del banco de 10 kWh antes de probarlo.
- Máxima corriente estable de carga del Tesla
- Potencia AC máxima observada
- Potencia DC aproximada
- Estado de carga inicial y final
- Temperatura y comportamiento bajo carga
- Primera protección o componente limitante encontrado
Energía sin límites significa conocer cada límite
El propósito es crear un espacio que pueda funcionar independientemente de la red, pero hacerlo responsablemente requiere conocer los límites de la batería, el BMS, los cables, las protecciones, el inversor y las cargas que realmente necesitamos. Quiero mantener el garaje funcionando durante horas, trabajar desde allí, transmitir desde allí y mostrar exactamente qué ocurrió cuando el sistema se acercó a sus límites.
Una especificación nos dice lo que un producto debería hacer. Esta segunda miniserie está diseñada para descubrir lo que el sistema completo realmente puede hacer.
Un 6% de descuento para quienes construyan su propio sistema
Como parte de mi colaboración con Humsienk, la audiencia de AMS Lab recibe actualmente un descuento exclusivo del 6% con el código SHUFFLIN o mediante mi enlace de referido. Ese apoyo ayuda a financiar los cables, protecciones, materiales y equipos utilizados en futuras pruebas.