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By SmartWallboxes
La tecnología de las baterías solares y saber elegir la mejor batería solar acorde a tus necesidades es una de las piezas fundamentales de la revolución de la electrificación y la energía solar que se está produciendo en estos momentos. Al fin y al cabo, la tecnología de baterías fiable y asequible no sólo ayuda a mantener las luces encendidas cuando se va la luz, sino que puede ayudar a almacenar la energía solar para utilizarla cuando no brilla el sol.
Incluso los vehículos eléctricos enchufables, que utilizan un almacenamiento de energía similar y los puntos de recarga de nueva tecnologia, están desempeñando un papel importante en la aceleración del avance de la batería solar.
Todo esto está conduciendo a mejoras significativas en la tecnología de las baterías, y a la caída de los precios de las mismas. Asimismo, cada vez son más los propietarios de viviendas que consideran el almacenamiento en baterías como parte de sus proyectos solares, este empuje se ha visto aumentado después del anuncio de venta en nuestro país de la Tesla Powerwall, la batería para viviendas del fabricante americano. Veamos algunos de los factores de decisión que hay que tener en cuenta a la hora de ayudar a un cliente a determinar la mejor batería solar para su hogar.
¿Valen la pena las baterías?
Para los clientes de energía solar que realmente quieren sacar el máximo partido a su sistema fotovoltaico, una batería solar doméstica de calidad puede ser una buena opción. No hay que ocultar que su precio es elevado, pero si un cliente de energía solar puede permitírselo, las ventajas de instalar una batería solar son considerables.
Teniendo en cuenta que las baterías solares cumplen una triple función como generador de energía en caso de emergencia, pueden ayudar a reducir las facturas de energía a largo plazo y disminuyen la huella de carbono de una casa, a menudo merece la pena la inversión si el usuario planea mantener la casa a largo plazo.
El periodo de amortización de las baterías solares puede ser de tan sólo cinco años, más o menos, dependiendo de otros factores como la capacidad total del sistema y el diseño y las ayudas disponibles. Por supuesto, algunos beneficios de las baterías solares, como la tranquilidad y la resistencia, no tienen precio para algunos clientes de energía solar, y también deberían ser un factor para decidir si las baterías solares merecen la pena.
Además, los rápidos avances en la tecnología de las baterías solares hacen que entren en el mercado baterías más nuevas mientras las más antiguas siguen en las estanterías. Desde las tradicionales de plomo-ácido, los compradores de energía solar de hoy en día tienen una gran cantidad de tipos de baterías, tecnologías y tamaños para elegir.
En la última década se han producido numerosos avances en el sector del almacenamiento de energía eléctrica. Uno de los más notables es el desarrollo de sistemas modulares, como el PowerWall de Tesla. Estos tipos de baterías han hecho que el almacenamiento de energía sea más flexible, fácil de instalar y transportar, y más asequible de mantener.
Si está pensando en el almacenamiento de baterías para un proyecto solar, lo primero que debes saber es cómo elegir la correcta.
Cómo elegir la mejor batería solar
La mayoría de las personas, sobre todo los propietarios de viviendas, se aventuran en la energía solar con conocimientos limitados. El mercado se ha adaptado a sus necesidades generalizando lo que un comprador debe “esperar” al invertir en un sistema solar. Esta información no siempre es exacta.
La gran cantidad de opciones de baterías solares puede hacer que sea una tarea bastante desalentadora. Aunque la mayoría de la gente opta por un enfoque de talla única, no siempre es la mejor opción.
El problema de las baterías de talla única
Hay tres buenas razones por las que no se debe optar por un tipo de batería solar de talla única:
La tecnología que utiliza la batería rara vez se destaca. La mayoría de las baterías de talla única utilizan tecnología de plomo-ácido para almacenar energía. Esta no es la mejor tecnología del mercado.
Estas baterías pueden tener un tamaño voluminoso, pero a menudo carecen de capacidad de almacenamiento de energía. El coste rara vez justifica la capacidad de energía.
Estas baterías solares estandarizadas están casi siempre sobredimensionadas o subdimensionadas. Las baterías infradimensionadas no pueden satisfacer la demanda de energía. Las baterías sobredimensionadas, por otra parte, no siempre están completamente cargadas, especialmente en invierno.
La batería de tamaño único se promociona como la opción ideal para la mayoría de la gente porque la mayoría de los compradores rara vez saben qué buscar. Sin embargo, a menudo intercambia varias características y capacidades para satisfacer los requisitos mínimos de los diferentes casos de uso.
Especificaciones de las baterías solares
Todas las baterías solares se fabrican de forma diferente. Algunos fabricantes utilizan robots, mientras que otros ensamblan las baterías manualmente. La forma de control de calidad puede afectar a la calidad de las baterías. Se sabe que algunos fabricantes utilizan más plomo y rejillas más pesadas, lo que repercute en el rendimiento de las células de la batería. Lo más importante es que algunas marcas de baterías se someten a pruebas exhaustivas de seguridad y rendimiento, mientras que otras no.
Como resultado, no es raro que baterías con especificaciones similares tengan un rendimiento y una vida útil diferentes. Encontrar las baterías adecuadas para su instalación solar puede significar la diferencia entre un buen y un mal rendimiento del sistema de energía. También puede significar la diferencia entre un mantenimiento insignificante o elevado.
Consideraciones más importantes a la hora de comprar una batería solar
Capacidad de la batería
Las baterías se clasifican en amperios-hora, o simplemente en amperios. La potencia nominal indicada suele ser la capacidad totalmente desarrollada de la batería. Esto significa que pueden ser necesarios decenas o cientos de ciclos de carga antes de que la batería pueda alcanzar la capacidad total indicada. En otras palabras, puede ser engañoso probar tu batería después de sólo unos pocos ciclos de carga.
No es necesario que entienda la física que hay detrás de la electricidad para calcular tus necesidades de energía o dimensionar correctamente tus baterías.
Como regla general, calcula siempre tus necesidades de potencia máxima utilizando amperios-hora. Una batería de 100 amperios-hora, por ejemplo, puede teóricamente suministrar 1 amperio de energía eléctrica durante 100 horas o 10 amperios durante 10 horas. A la hora de seleccionar una batería solar, entender sus necesidades de energía es la clave para elegir la batería con suficiente almacenamiento de energía.
Tenga en cuenta que las baterías con largos ciclos de calentamiento antes de alcanzar la plena capacidad tienen más probabilidades de durar más que las baterías que presumen de una alta capacidad inicial.
Vida útil y ciclos de carga/descarga
La vida útil de una batería es un factor crucial en el que compiten los fabricantes a la hora de diseñar baterías solares robustas. El proceso de diseño suele centrarse en hacer que la batería resista los ciclos de calor y frío para ofrecer el máximo rendimiento durante más tiempo. El tipo de tecnología de la batería también desempeña un papel importante a la hora de determinar su vida útil.
Hay tres factores que afectan a la longevidad de una batería y que debería comprobar cuando compre una:
Profundidad de descarga: Es el grado de descarga o uso de la batería en relación con su capacidad. Dado que las baterías se degradan a medida que se utilizan, su capacidad se deteriora con el tiempo.
Vida cíclica: Es el número de ciclos de carga y descarga de la batería. Durante un uso regular, las baterías suelen durar entre 300 y 700 ciclos. Las baterías de gel pueden almacenar y suministrar potencia máxima durante 500 a 5000 ciclos. Las baterías de litio pueden durar hasta 200 ciclos.
Temperatura: La actividad química dentro de las baterías aumenta con la temperatura. Para prolongar la vida útil de tus baterías solares, instálalas en una habitación con temperatura controlada.
Baterías inundadas vs. selladas
Las baterías solares se pueden clasificar en dos categorías: inundadas y selladas.
Las baterías inundadas son las baterías de plomo-ácido estándar que se utilizan en los vehículos y en las instalaciones solares fuera de la red. Son asequibles y, como pueden limpiarse y repararse fácilmente, tienen una vida útil más larga. Cuando se utilizan, estas baterías generan pequeñas cantidades de gas hidrógeno.
Las baterías selladas también se conocen como baterías VRLA (plomo-ácido regulado por válvula). No se pueden reparar ni mantener porque están selladas. Un controlador de carga mantiene los fluidos y las placas dentro de la batería para prolongar su vida útil. Estas baterías no emiten gas hidrógeno cuando se utilizan.
Potencia máxima
Las baterías de energía solar pueden clasificarse por su kilovatio pico o kWp. El kWp es la potencia máxima teórica del sistema en condiciones ideales. La potencia máxima es más una medida de comparación que una unidad absoluta.
A la hora de elegir una batería solar, el índice de kWp indica la mayor cantidad de energía que puede producir en su mejor rendimiento: cuanto mayor sea el índice de potencia máxima, mejor batería solar sera.
Eficiencia
La eficiencia de ida y vuelta de una batería es la cantidad de energía que se puede calcular como porcentaje de la energía utilizada para almacenarla. Por ejemplo, si se introducen 100 kWh de electricidad en una batería y ésta sólo puede producir 90 kWh, la eficiencia de ida y vuelta de la batería sería del 90% (90 kWh / 100 kWh x 100).
Elija siempre baterías con una mayor eficiencia porque son más económicas.
Temperatura ambiente de trabajo
La temperatura ambiente es la temperatura media del aire que rodea a la batería, o la temperatura de la habitación en la que está instalada. La clasificación indica la temperatura óptima bajo la cual la batería funcionará normalmente.
La temperatura ambiente de trabajo de una batería solar es un dato crucial a la hora de elegir la mejor batería solar que a menudo se pasa por alto. Esto es especialmente importante para las personas que viven en regiones con temperaturas extremas.
Marca y garantía
Muchos fabricantes diferentes compiten por desarrollar la mejor batería solar. Sus procesos de diseño y fabricación difieren y, por tanto, los productos finales también son diferentes.
La marca es un factor importante a la hora de elegir las baterías solares. Tus prioridades y tu presupuesto deben dictar si debes comprar una batería desarrollada por una nueva empresa o por una gran compañía. Independientemente de tu elección, asegúrate de examinar los detalles de la garantía y opta por el producto que ofrezca la garantía más amplia.
Coste
Los precios de las baterías solares varían mucho. El coste de las baterías solares oscila entre 200 y 750 euros por kWh. Las baterías de plomo-ácido cuestan una media de 260 euros por KWh y las de iones de litio una media de 271 euros por KWh. Esto hace que el coste total de las baterías sea de entre 3.000 y 5.000 euros. Los precios reales pueden variar en función de tu ubicación y de las marcas disponibles.
Los diferentes tipos de baterías solares
El tipo, o la tecnología, es la consideración más crucial a la hora de comprar la mejor batería solar. Tu presupuesto y Tus necesidades específicas deben determinar el tipo de batería que elijas.
- Plomo-ácido
Las baterías de plomo-ácido, de eficacia probada, son el estándar para el almacenamiento de energía eléctrica. Este tipo de batería existe desde que se inventó en el siglo XVII, pero sigue siendo la más utilizada para almacenar energía. Hasta hace cinco años, eran las únicas baterías prácticas que podían utilizarse para almacenar electricidad para uso doméstico o industrial.
Ventajas de las baterías de plomo-ácido
El punto fuerte más notable de las baterías de plomo-ácido es que son asequibles. Se instalan ampliamente en zonas rurales y remotas porque son más baratas de comprar que de pagar una conexiona a la red eléctrica.
Las baterías de plomo-ácido son baterías de ciclo profundo, lo que significa que pueden producir de forma constante durante un largo periodo. Su tasa de descarga es constante. Estas baterías existen en las variedades inundada y sellada. Ambas funcionan según el mismo principio.
Contras de las baterías de plomo-ácido
A primera vista, las baterías de plomo-ácido son aburridas: son voluminosas, feas y pesadas. Como ocupan mucho espacio y su temperatura ambiente de trabajo está por debajo de la temperatura ambiente, deben instalarse en una nave climatizada.
Dónde se utilizan las baterías de plomo-ácido
Las baterías de plomo son la primera opción para una instalación solar fuera de la red. Su precio y estabilidad las hacen muy fiables y fáciles de actualizar o sustituir. La mayoría de los sistemas de respaldo de energía de emergencia siguen utilizando baterías de plomo.
- Iones de litio
Las baterías de iones de litio se están haciendo populares porque son el almacenamiento de energía al que recurren los fabricantes de vehículos eléctricos. El potencial del ión-litio como medio de almacenamiento de energía aún no se ha explorado del todo, pero es prometedor. Sin embargo, al ritmo que se están mejorando, es sólo cuestión de tiempo que se conviertan en la batería más popular para el almacenamiento de energía solar. La batería Powerwall de Tesla es la solución de almacenamiento de energía más popular que utiliza esta tecnología.
Hay dos tipos de baterías de iones de litio en el mercado. El primero, y más popular entre los fabricantes de vehículos eléctricos, es el tipo de química NMC (níquel-manganeso-cobalto). La otra es la batería de tipo LiFePO 4 (fosfato de hierro y litio).
La batería de tipo NMC tiene un ciclo de vida elevado, lo que la hace ideal para su uso en instalaciones sin conexión a la red. Las baterías LiFePO tienen un rendimiento excepcional en temperaturas extremas, por lo que son adecuadas para su uso en regiones con temperaturas extremas
Ventajas de las baterías de iones de litio
Las baterías de iones de litio requieren un mantenimiento mínimo o nulo. Tienen una mayor densidad de energía de la batería. Esto significa que una batería de iones de litio puede almacenar más energía que una batería de plomo-ácido del mismo tamaño físico.
Al tener ciclos de vida más largos, tienen una mayor duración y una mayor profundidad de descarga. La batería de iones de litio puede ofrecer entre 4.000 y 6.000 ciclos a una profundidad de descarga del 80% y seguir durando hasta 15 años.
Contras de las baterías de iones de litio
El principal inconveniente de las baterías de iones de litio es que son caras. Cuestan hasta el doble que las baterías de plomo-ácido con una capacidad de almacenamiento de energía similar. Estas baterías, a diferencia de las de plomo-ácido, son también muy frágiles y requieren un circuito estabilizador para garantizar un funcionamiento seguro.
Dónde se utilizan las baterías de iones de litio
Las baterías de iones de litio han encontrado su lugar en la industria del automóvil. La demanda de esta batería está en su punto más alto, ya que los fabricantes de vehículos eléctricos se pelean por hacerse con ella.
- Flujo
También conocida como flujo redox, la batería de flujo es un nuevo participante en la carrera de las baterías solares. Estas baterías utilizan una solución de zinc y bromo a base de agua y vanadio para almacenar la carga eléctrica. Hoy en día sólo hay un puñado de empresas que fabrican esta batería, siendo la más notable Redflow, una empresa australiana.
Ventajas de las baterías de flujo
Las baterías de flujo son altamente escalables. Esto significa que la capacidad y los rendimientos de la batería pueden aumentarse o reducirse proporcionalmente al tamaño de la misma. Se diferencian de las demás baterías de esta lista en que la descarga profunda no tiene efectos sobre el rendimiento o la vida útil de la batería. Tienen un ciclo de vida largo y una autodescarga muy baja. También cabe destacar que las baterías de flujo no se calientan durante su uso.
Contras de las baterías de flujo
Los fluidos utilizados para fabricar la batería de flujo son prohibitivos. Aunque la tecnología sobre la que trabajan existe desde hace décadas, estas baterías apenas son conocidas en el ámbito general porque pocas empresas las producen comercialmente.
Debido a su química, las baterías de flujo son voluminosas. Además, los elementos de zinc y bromo de la batería son muy corrosivos y tóxicos.
Dónde se utilizan las baterías de flujo
Las baterías de flujo son ideales para su uso en situaciones en las que las baterías se someten a múltiples ciclos de carga/descarga cada día. Son ideales para su uso en instalaciones a gran escala.
- Cloruro de sodio y níquel
La batería de sodio-cloruro de níquel es un formidable competidor de la batería de iones de litio. Este almacenamiento de energía utiliza una química única que la hace totalmente reciclable. No emite sustancias químicas tóxicas y no presenta riesgo de calentamiento o incendio. A diferencia de las baterías de iones de litio, las de cloruro de sodio-níquel no requieren sofisticados sistemas de refrigeración para funcionar con eficacia.
Ventajas de las baterías de sodio-cloruro de níquel
Debido a su química, la batería de sodio-cloruro de níquel es segura y fiable. Puede funcionar de forma óptima incluso a temperaturas extremas de entre -20° y 60°. Las pilas son totalmente reciclables porque no contienen productos químicos peligrosos o tóxicos.
Contras de las pilas de cloruro de sodio-níquel
Tienen una vida útil limitada de unos 3.000 ciclos y sólo un 80% de profundidad de descarga. Esto significa que no se puede utilizar hasta el 20% de la energía que almacena. Además, la instalación de estas baterías es bastante costosa, sobre todo para los sistemas solares residenciales y los grandes proyectos.
Dónde se utilizan las baterías de sodio-cloruro de níquel
Las baterías de cloruro de sodio-níquel se utilizan mejor en grandes instalaciones de energía solar fuera de la red y en sistemas de reserva de energía de emergencia.
Conclusión sobre cual es la mejor batería solar
La batería y el tamaño adecuados para su cliente dependen de sus necesidades energéticas específicas. La mayoría de los que compran por primera vez utilizan una herramienta de análisis de baterías solares para obtener estimaciones más rápidas y precisas.
La mejor batería solar y la más recomendada actualmente para la mayoría de las instalaciones industriales y residenciales es la batería de iones de litio. A medida que la tecnología de las baterías evoluciona, éstas son cada vez más compactas, densas en energía y más baratas.
Si el presupuesto es ajustado, o si necesitas instalar un sistema solar básico, las baterías de plomo-ácido pueden ser igual de buenas. Sin embargo, cómo los factores ambientales influyen directamente en el rendimiento y la longevidad de estas baterías, asegúrate de sopesar sus características con el consumo previsto y el clima, entre otros factores.
