Guía detallada sobre la batería del panel solar: conocimientos básicos y cómo elegirla
¿Cuáles son los componentes de un sistema de almacenamiento de energía solar?
El sistema de almacenamiento de energía solar suele incluir los siguientes componentes:
Paneles solares
Los paneles solares funcionan como captadores de luz solar y convierten la energía solar en electricidad de corriente continua.
② Inversor
El objetivo del inversor es convertir la electricidad de CC producida por los paneles solares en electricidad de CA de 240 V, que alimenta los aparatos eléctricos y electrónicos.
Baterías
Las baterías almacenan la energía generada durante el día a través de los paneles solares. La energía almacenada en las baterías proporciona energía durante la noche o en ausencia de energía de la red.
④ Controlador de carga
El regulador de carga regula el flujo de electricidad entre los paneles solares y las baterías para garantizar que la energía eléctrica almacenada en la batería no supere el rango de parámetros de corriente y tensión que la batería puede soportar. Su función garantiza un proceso de carga/descarga seguro y aumenta la vida útil de las baterías.
⑤ Otros componentes
Para construir un sistema de almacenamiento solar se necesitan numerosos componentes, como disyuntores, conmutadores, conductos eléctricos, herramientas de montaje, armarios de baterías, seccionadores de CA/CC y equipos de seguridad.
¿Qué son las baterías de paneles solares?
El almacenamiento de energía solar funciona añadiendo una batería al sistema solar. La batería de un sistema solar tiene dos funciones principales:
① Disponer de energía de reserva en caso de fallo de la red.
② La energía solar almacenada puede utilizarse para generar electricidad por la noche y así reducir sus facturas de electricidad utilizando las tarifas por tiempo de uso.
Introducir cuatro tipos de baterías que se utilizan con paneles solares
Las baterías solares son principalmente de cuatro tipos:
① Ión-litio
Las baterías solares de iones de litio son muy populares entre los propietarios de viviendas. Hay tres razones para ello: Tienen una vida útil más larga y requieren menos mantenimiento. Son más ligeras y pequeñas que las baterías de plomo-ácido.
Además de estas características, estas baterías pueden descargarse hasta 20% SOC, lo que significa que tienen una mayor capacidad utilizable. Sin embargo, las baterías de iones de litio conllevan el riesgo de fuga térmica, y pueden incendiarse si no se instalan correctamente.
② Plomo-ácido
Las baterías de plomo-ácido son el tipo más antiguo de células solares. Existen dos tipos diferentes: baterías de plomo-ácido selladas y baterías de plomo-ácido sumergidas en agua. Las baterías de plomo-ácido son las menos caras de los cuatro tipos de baterías.
Sin embargo, en términos de funcionalidad, las baterías solares de plomo-ácido suelen tener una vida útil más corta, una capacidad de descarga menor en comparación con otras opciones de almacenamiento y, además, requieren un mantenimiento regular.
③ Níquel-cadmio
Las baterías de NiCd son capaces de funcionar a temperaturas extremas sin necesidad de un complejo sistema de gestión de baterías. Por eso son populares en proyectos a escala comercial. Sin embargo, debido a su alta toxicidad, su uso está prohibido en muchos países.
④ Flujo
Las baterías de flujo son una nueva solución de almacenamiento para la tecnología de baterías solares con ciclos de larga duración. Además, son de base acuosa y no tóxicas.
Sin embargo, su tecnología está aún en fase de desarrollo y es más cara que otras opciones. La capacidad de almacenamiento es pequeña y ocupa mucho espacio.
¿Qué batería es mejor para un panel solar?
Las baterías de iones de litio, como las LFP (LiFePO4) y las NMC (LiNiMnCoO2), son las preferidas en los sistemas de almacenamiento de energía solar. Las baterías LiFePO4 tienen un ciclo de vida largo, lo que las hace ideales para instalaciones aisladas de la red, y también funcionan excepcionalmente bien en regiones con temperaturas extremas.
¿Cuánto duran las baterías solares? ¿Cuál es la batería solar más duradera?
La mayoría de las baterías solares del mercado duran entre 3 y 10 años. En el almacenamiento solar se suelen utilizar tres tipos de baterías: de plomo-ácido, de iones de litio y de flujo. De estas tres opciones, las baterías de flujo son las que más duran, pero cuestan mucho, tienen una baja densidad energética y ocupan mucho espacio.
Las baterías de iones de litio también duran mucho. Pueden durar entre 5 y 10 años (la premisa de un ciclo al día). Pero tenga en cuenta que los esfuerzos de mantenimiento de calidad pueden afectar definitivamente a la duración de su batería solar.
¿Cómo calcular cuántos Wh de batería solar y paneles solares necesito?
Para determinar un sistema de almacenamiento solar adecuado es necesario realizar tres cálculos, que se indican a continuación:
Potencia de carga:
En primer lugar, hay que calcular el vataje de carga, que es la cantidad total de electricidad necesaria para alimentar los aparatos. Para un aparato que consume 100 vatios y funciona 10 horas al día, el vataje de carga puede calcularse mediante la siguiente ecuación:
100 vatios x 10 horas = 1000 vatios-hora
Especificaciones del panel solar:
Los paneles solares se clasifican en vatios en función de la electricidad que pueden producir en una sola hora de luz solar directa. No hay que sobrestimar la cantidad de luz solar expuesta, ya que su disponibilidad varía según la estación y el clima de la región.
Por ejemplo, si se dispone de luz solar durante 5 horas al día, los requisitos de potencia en vatios de los paneles solares pueden calcularse mediante la siguiente ecuación:
1000 vatios-hora ÷ 5 horas = 200 vatios (un panel solar de 200 vatios)
Requisitos de la batería:
Una vez determinados los requisitos de potencia y las especificaciones de los paneles solares, el siguiente paso es la estimación del almacenamiento en baterías.
Para elegir la batería solar adecuada, el cálculo de la capacidad en Amperios Hora (Ah) de la batería se realiza siguiendo la ecuación:
1000 vatios-hora ÷ 12 V = 83,33 Ah
¿Cuáles son los pros y los contras de las baterías solares de iones de litio?
Las baterías solares de iones de litio son medios prometedores de almacenamiento de energía. LiFePO4 es un tipo de batería de iones de litio disponible en el mercado adecuado para sistemas de almacenamiento de energía solar.
Ventajas de las baterías de iones de litio
Las baterías de iones de litio son compactas y no requieren mantenimiento. Tienen una mayor densidad energética y una vida útil más larga. Las baterías de iones de litio pueden proporcionar entre 2.000 y 4.000 ciclos sobre 80% DOD.
Contras de las baterías de iones de litio
Las baterías de iones de litio son relativamente más caras que sus homólogas. Además, necesitan un circuito estabilizador para funcionar con seguridad.
Introducir las diferentes especificaciones de la batería de iones de litio común para el panel solar
| Especificaciones | Descripción |
|---|---|
| Capacidad de la batería solar | La potencia nominal es la capacidad de la batería para suministrar energía. Se mide en kilovatios-hora (kWh). |
| Tensión de la batería solar | Las baterías están marcadas con la tensión nominal. Es el valor medio de la tensión de trabajo durante todo el proceso de descarga. Las baterías de iones de litio tienen la tensión celular más alta de todos los tipos de baterías, entre 3,2-3,7 V. |
| Eficacia de ida y vuelta | La eficiencia de ida y vuelta de una batería solar es la relación entre la energía cargada en la batería y la energía descargada de la misma. Suele estar entre 85~98% en las baterías de iones de litio. |
| Carga/Descarga | La tasa c de carga o descarga se expresa como una relación entre la capacidad de la batería (C) y el periodo de tiempo de carga o descarga en horas. |
| Procedimiento de almacenamiento | Temperatura de almacenamiento recomendada: -20°C a 60°C. |
| Duración de la batería | La vida útil de las baterías se mide con tres parámetros: años de funcionamiento previstos, vida útil del ciclo y ciclos previstos. La vida útil prevista puede calcularse dividiendo el número de ciclos por el número de días al año. |
| Temperatura de funcionamiento | La temperatura de funcionamiento del ión-litio oscila entre 20°C y 60°C. |
| Seguridad y medio ambiente | Todas las baterías solares deben cumplir unos requisitos de seguridad específicos para ser certificadas para su instalación. |
¿Cuál es la eficiencia de las baterías de paneles solares en invierno?
Cuando hace frío, el rendimiento de carga y descarga de las baterías de iones de litio se ve afectado. La solución a este problema es el BMS (sistema de gestión de baterías), que utiliza la energía para calentar el paquete de baterías antes de iniciar el proceso de carga.
Esto hace que las baterías solares de litio tengan un rendimiento excelente en invierno en comparación con sus homólogas.
¿Cuántas baterías se necesitan para alimentar una casa con energía solar?
Las baterías solares se están convirtiendo en un elemento esencial para los propietarios de viviendas en función del uso que pretendan dar a los sistemas de almacenamiento de energía solar.
Considerando un tamaño medio de batería solar de 10 kilovatios-hora (kWh), la estimación del número de baterías dedicadas puede describirse del siguiente modo:
① Ahorrar dinero: Una casa necesitará 2-3 baterías para reducir el coste de las facturas de electricidad.
② Resiliencia: En el caso de mantener la energía cuando la red está caída, la resistencia de la red sólo se consigue con 1 batería solar.
③ Autosuficiencia: Una casa puede llegar a ser autosuficiente con 8-12 baterías solares cuando el propósito es desconectarse completamente de la red.
¿Cuánto cuestan las baterías solares de iones de litio?
El coste medio actual de la batería solar de iones de litio varía en función de la marca y las especificaciones.
Marcas populares de baterías solares de iones de litio
| Marca de batería | Almacenar energía | Garantía | Precio |
|---|---|---|---|
| Tesla Powerwall 2 | 13,5 kWh | ≥10 años | $12,000 |
| Enphase IQ | 3,4-10,5 kWh | ≥10 años | $3.000 y $8.000 |
| LG Chem RESU 10H | 9,8 kWh | ≥10 años | $10,000 |
| BYD Battery-Box HVS | 5,1-12,8 kWh | ≥10 años | $3.000 a $7.000 |
| Tycorun Energía T-EES5510 | 10-20kWh | ≥10 años | $3289 |
¿Cómo elegir la mejor batería solar para sus necesidades?
La elección del mejor tipo de batería solar viene definida por las necesidades personales, además de las características técnicas de la batería.
A continuación se indican los aspectos esenciales que hay que tener en cuenta para limitar la elección de la mejor batería solar.
| Necesidades personales | Características técnicas de las baterías solares |
|---|---|
| Geografía y clima | Capacidad energética |
| Producción de energía | Eficiencia de ida y vuelta |
| Estilo de vida | Vida útil y seguridad de la batería |
