¿Qué es una Bateria Solar?
Las baterías solares son dispositivos que almacenan la energía producida por un sistema de paneles solares para su uso posterior.
También se las conoce como baterías de almacenamiento de energía solar.
Aunque los paneles solares generan electricidad durante el día, no todos los sistemas solares generan energía por la noche o durante períodos de baja luz solar. Aquí es donde entran en juego las baterías solares.
La energía que no se consume durante el día se almacena en la batería solar. Así, puede utilizarse durante la noche o cuando se producen cortes de energía. También, durante períodos de alta demanda de energía cuando los paneles solares no pueden producir suficiente electricidad.
Índice de contenidos
- ¿Qué es una Bateria Solar?
- ¿Cómo funcionan las baterías fotovoltaicas?
- Características importantes de las baterías solares.
- Presupuesto para la instalación de placas solares
- Tipos de baterías solares según su composición.
- Precio de las baterías solares en España
- ¿Cuántas baterías necesito?
- Supervisar el estado de las baterías.
- Optimización de las baterías.
- Preguntas frecuentes.
¿Cómo funcionan las baterías fotovoltaicas?
Hemos visto que las baterías fotovoltaicas son una parte integral de muchos sistemas de autoconsumo. Permiten a los usuarios almacenar energía generada durante el día para su uso posterior. Pero, ¿cómo funcionan exactamente estas baterías?
El funcionamiento de una batería fotovoltaica es un proceso de dos pasos:
La carga de la batería solar.
Se produce cuando la energía excedente de los paneles solares se almacena para su uso posterior.
Durante el día, los paneles solares convierten la luz del sol en electricidad de corriente continua (CC). Sin embargo, la mayoría de los electrodomésticos y sistemas eléctricos de una casa usan electricidad de corriente alterna (CA). Por lo tanto, un inversor (reguladores solar) es usado para convertir esta electricidad de CC a CA.
Cuando la energía solar está siendo producida en exceso, en lugar de enviarla de vuelta a la red eléctrica, se puede utilizar para cargar una batería solar. Esto es especialmente útil durante las horas pico de la tarde. En ese momento, la demanda de energía puede ser alta pero la producción de energía solar va disminuyendo.
La descarga de la batería solar.
Cuando esa energía almacenada se convierte y se utiliza para hacer frente a la demanda energética de la instalación.
Durante la noche o en días nublados, la energía almacenada en la batería puede ser utilizada. El inversor vuelve a desempeñar un papel crucial aquí, convirtiendo la electricidad de CC de la batería en electricidad de CA utilizable.
También, las baterías fotovoltaicas también pueden proporcionar una valiosa fuente de energía de reserva en caso de un corte de energía.
Dependiendo de la capacidad de la batería y la demanda de energía, una batería completamente cargada puede proporcionar energía a un hogar durante varias horas.
Características importantes de las baterías solares.
Hay que prestar especial atención a la velocidad de carga y descarga, así como la profundidad de descarga.
Velocidad de Carga y Descarga.
La rapidez con la que una bateria puede ser cargada o descargada. Se mide en amperios (A) o más comúnmente en «C», que es una medida relativa a la capacidad de la batería.
Por ejemplo, una batería con una capacidad de 10 Ah (amperios-hora) que se carga a una velocidad de 1C se cargará completamente en una hora.
La velocidad de carga y descarga puede afectar a la vida útil de la batería. Se debe a que la carga y descarga a altas velocidades genera calor y desgasta la batería más rápidamente.
Profundidad de Descarga (DoD).
Se refiere a cuánta energía se puede usar de una batería antes de que necesite ser recargada. Se expresa como un porcentaje de la capacidad total de la batería.
Por ejemplo, si una batería tiene una DoD del 80%, eso significa que se puede utilizar el 80% de su capacidad total antes de que necesite ser recargada.
Utilizar más allá de la DoD recomendada puede acortar la vida útil de la batería.
Amperaje (Amperios)
El amperaje, medido en amperios (A), es una medida de la cantidad de corriente eléctrica que fluye a través de un punto en un circuito en un segundo.
En términos simples, es una medida de la «cantidad» de electricidad.
En una batería, el amperaje puede ayudar a determinar la capacidad de la batería para proporcionar energía a dispositivos y aparatos eléctricos.
Voltaje (Voltios).
El voltaje, medido en voltios (V), es una medida de la fuerza o presión eléctrica que impulsa los electrones a través de un circuito.
En términos simples, es una medida de la «potencia» de la electricidad.
En una batería, el voltaje puede ayudar a determinar la capacidad de la batería para proporcionar energía a dispositivos y aparatos eléctricos.
Una batería con una alta velocidad de carga y descarga y una alta DoD será capaz de proporcionar más energía en un corto periodo de tiempo y almacenar una mayor cantidad de energía respectivamente.
Al seleccionar un sistema de baterías solares, es importante tener en cuenta la velocidad de carga y descarga. También, la DoD, amperaje y voltaje para aquirir el equipo que más se adapta a nuestra instalación. Es esencial equilibrar todos estos factores con las necesidades de energía específicas y la vida útil deseada de la batería.
Las baterías solares son imprescindibles en las instalaciones solares aisladas. Al no contar con la red de suministro como respaldo, necesitas usar las baterías cuando las placas no producen la suficiente energía ocmo para mantener el sistema. En otras instalaciones como las de riego agrícola mediante bombeo solar, pueden ser opcionales. El sistema puede funcionar siempre, utilizando baterías o únicamente cuando haya produccion por parte de los paneles solares.
Presupuesto para la instalación de placas solares
Con los datos que nos facilites, haremos un estudio para que sepas exactamente que necesitas para poner en marcha tu proyecto de instalación de placas solares. Es gratuito y sin compromiso.
Tipos de baterías solares según su composición.
Existen varios tipos de baterías que pueden utilizarse en un sistema de energía solar, cada una con sus propias ventajas y desventajas.
Plomo – Ácido.
Este tipo de batería ha sido utilizado durante décadas en una variedad de aplicaciones, incluyendo sistemas de energía solar. Son asequibles y fiables, pero tienen una menor vida útil y eficiencia energética en comparación con otros tipos de baterías.
Gel de Plomo.
Son un tipo de batería de plomo-ácido que utiliza un gel para inmovilizar el ácido, lo que las hace menos propensas a derrames y por lo tanto más seguras. Tienen una vida útil más larga que las baterías de plomo-ácido convencionales, pero también son más caras.
Ácido de Plomo Sellado (AGM).
Las baterías AGM utilizan una malla de fibra de vidrio para inmovilizar el ácido, lo que las hace seguras y resistentes a derrames. Son más eficientes y tienen una vida útil más larga que las baterías de plomo-ácido convencionales, pero también son más caras.
Iones de Litio.
Son el tipo de batería más comúnmente utilizado en los sistemas de energía solar modernos. Ofrecen una alta eficiencia energética, una larga vida útil, y son capaces de ciclos de carga y descarga profunda sin dañar la batería. Sin embargo, son más caras que las baterías de plomo-ácido.
Baterías de Flujo.
Este tipo de batería almacena energía en líquidos electrolíticos que fluyen a través de una celda de combustible para producir electricidad. Las baterías de flujo son escalables y tienen una larga vida útil, pero son más costosas y menos eficientes en términos de energía que otros tipos de baterías.
Níquel-Cadmio (NiCd).
Son baterías robustas y duraderas que pueden soportar un amplio rango de temperaturas y cargas de alta demanda. Sin embargo, son menos eficientes energéticamente y más caras que las baterías de plomo-ácido y de iones de litio. Además, el cadmio es un material altamente tóxico.
Níquel-Hierro (NiFe).
Son extremadamente duraderas y pueden estar operativas durante décadas. A cambio, son menos eficientes en términos de energía y más caras que otros tipos de baterías.
Las baterías de litio son la opción de almacenamiento de energía más avanzada y eficiente disponible para los sistemas de energía solar en la actualidad. Sin embargo, existe una gran variedad de alternativas para adaptarse a las necesidades de cada instalación.
Además, a la hora de investigar sobre las baterías para nuestra instalación fotovoltaica, podemos encontrar referencias a monoblock y estacionarias.
- Baterías Monoblock: están diseñadas como una única unidad en la que se encuentran todas las celdas. Son las más comunes en sistemas de energía solar de pequeña y mediana escala. Tienen un precio relativamente bajo y son fáciles de instalar. Las baterías monoblock, que suelen ser de plomo-ácido, requieren un cierto grado de mantenimiento, como el llenado regular con agua destilada.
- Baterías Estacionarias: son baterías de plomo-ácido de ciclo profundo. Están diseñadas para ser cargadas y descargadas regularmente. Tienen placas más gruesas que las baterías monoblock. Esto, les permite soportar un mayor número de ciclos de carga y descarga. Son más caras, pero ofrecen una mayor vida útil. Son más adecuadas para sistemas de energía solar que requieren un almacenamiento de energía regular y constante.
Precio de las baterías solares en España
El precio de las baterías para sistemas de energía solar puede variar ampliamente.
Depende de factores como la capacidad, la tecnología utilizada, el fabricante y otros factores. Por tanto, el siguiente listado debe considerarse como una estimación general de los rangos de precios que puedes esperar en España para los diferentes tipos de baterías:
- Baterías Monoblock: Estas baterías son generalmente las más económicas, y puedes esperar pagar entre 100€ y 500€, dependiendo de la capacidad y la calidad.
- Baterías AGM (Absorbent Glass Mat): Las baterías AGM son un poco más caras debido a su mayor eficiencia y vida útil. Los precios pueden variar entre 200€ y 1.000€.
- Baterías Estacionarias: Estas baterías están diseñadas para un uso a largo plazo y pueden costar entre 500€ y 2.000€ dependiendo de la capacidad y la marca.
- Baterías de Litio: Las baterías de litio tienen el precio más alto y son las que ofrecen la mayor eficiencia y vida útil. Los precios pueden oscilar entre 1.000€ y 5.000€. Incluso más para modelos de alta capacidad.
Aunque las baterías de litio son más caras, ofrecen un mejor rendimiento a largo plazo. Tienen una mayor eficiencia y vida útil, lo que puede compensar la inversión inicial.
¿Cuántas baterías necesito?
Determinar cuántas baterías solares necesitas para tu instalación de placas solares depende de varios factores:
- Tus necesidades energéticas: ¿Cuánta energía consumes en un día? Esto se mide en kilovatios-hora (kWh). Puedes calcularlo examinando tus facturas de electricidad o utilizando un medidor de energía.
- La autonomía deseada: ¿Cuántos días quieres que tu sistema pueda funcionar sin sol? En un lugar con mucho sol, puedes necesitar menos días de autonomía. En un lugar con muchos días nublados, querrás más días de autonomía.
- La capacidad de la batería: Las baterías solares se miden en términos de voltios (V) y amperios-hora (Ah). Para convertir esto a kilovatios-hora, que es la medida que se utiliza para el consumo de energía en el hogar, multiplica los voltios por los amperios-hora y luego divide por 1000.
- Eficiencia de la batería y profundidad de descarga (DoD): Todas las baterías tienen una cierta eficiencia, y no todas pueden descargarse completamente sin dañarse. Necesitas tener en cuenta estos factores al calcular cuántas baterías necesitas.
- Tipo de batería: Diferentes tipos de baterías tienen diferentes características. Las baterías de litio, por ejemplo, suelen tener una mayor DoD y una mayor vida útil que las baterías de plomo-ácido.
Cálculo rápido del número de baterías.
Una vez que sepas cuántos kWh necesitas almacenar, puedes determinar cuántas baterías necesitas.
Por ejemplo: si necesitas almacenar 10 kWh y tienes una batería de 5 kWh, necesitarás 2 baterías. Si tu batería tiene una eficiencia del 90% y una DoD del 50%, necesitarás el doble de capacidad de la que calculaste inicialmente.
Como cada sistema y cada hogar son diferentes, es mejor hablar con un profesional de la energía solar que pueda evaluar tus necesidades y ayudarte a calcular cuántas baterías necesitarás para tu instalación fotovoltaica.
Otra opción interesante es adquirir las baterías como parte de un kit solar. En estos casos ya están dimensionadas para los paneles solares, inversor, cargador solar y todo lo que necesita la instalación. Únicamente tienes que seleccionar el kit que mejor se ajusta a tus necesidades. Además, por lo general puedes instalarlo tu mismo si te ves capacitado o acudir a un profesional para que te lo entregue llave en mano.
Supervisar el estado de las baterías.
Un sistema de monitorización de baterías solares es crítico para mantener la salud y eficiencia de un sistema de energía solar.
Proporciona información en tiempo real sobre el estado de carga de la batería, su temperatura y su rendimiento general. La monitorización constante permite identificar y prevenir problemas a tiempo, evitando así sobrecargas o descargas excesivas que pueden disminuir la vida útil de la batería.
La relación del sistema de monitorización con el cargador solar es igualmente importante. El cargador solar controla la cantidad de energía que fluye hacia las baterías para evitar sobrecargas. Los datos recogidos por el sistema de monitorización ayudan a ajustar la actividad del cargador solar. Permite mantener un equilibrio óptimo entre la carga y la descarga.
Además, tener un sistema de monitorización permite maximizar la eficiencia del sistema solar. Con base en los datos recogidos, es posible ajustar el consumo de energía de acuerdo a la capacidad de la batería.
Optimización de las baterías.
La función principal de las baterías es garantizar el suministro cuando las placas solares no producen suficiente energía para satisfacer la demanda de la instalación. Para que puedan almacenar la mayor cantidad de energía, se necesita que toda la instalación trabaje de la forma más eficiente posible.
Así, tenemos que optar por paneles solares que cubran la demanda de energía, un inversor o microinversores adecuados y un cargador acorde. También, debemos prestar especial atención a la estructura solar de los paneles para que tenga la orientación e inclinación más adecuada en nuestra zona.
Nos aseguramos que los paneles produzcan la mayor cantidad de energía posible y las baterías estén siempre cargadas para cuando se necesiten. Al mismo tiempo, debemos evitar la descarga profunda de las baterías (más allá de lo recomendado). Esto, puede dañarlas o acortar su vida útil rápidamente. A la hora de dimensionar el número de acumuladores deberemos tener en cuenta los escenarios en las peores condiciones.
Cuando todo está ajustado y optimizado y lo unimos a toda la información que nos proporcionan los sitemas de monitorización, podemos esperar una larga vida de las baterías y unos rendimientos acordes a las especificaciones que proporciona el fabricante.
Preguntas frecuentes.
¿Es rentable instalar baterias solares?
La rentabilidad de las baterías solares depende de factores específicos como los hábitos de consumo de energía, la tarifa eléctrica, la cantidad de energía solar producida y la capacidad de almacenamiento de la batería.
Si en tu hogar o negocio se consume más energía durante la noche, o si vives en una zona con cortes de luz frecuentes, las baterías solares pueden ser una opción rentable. Además, con las tarifas de electricidad que penalizan el consumo en horas punta, el almacenamiento de energía solar para su uso en estos periodos puede generar un ahorro significativo.
Sin embargo, el alto costo inicial de las baterías puede hacer que el período de recuperación de la inversión sea más largo. Por tanto, es recomendable realizar un análisis detallado antes de decidir instalar baterías solares.
¿Cómo funcionan los diferentes tipos de reguladores de carga solares?
La vida útil de una batería solar depende del tipo de batería, de su uso y del cuidado que reciba. En términos generales, se puede esperar que una batería solar de calidad dure entre 5 y 15 años.
Las baterías de litio, por ejemplo, tienen una vida útil más larga que las de plomo-ácido. Pueden durar hasta 15 años con un uso y mantenimiento adecuados.
Con el paso del tiempo, la capacidad de almacenamiento de todas las baterías disminuye. Al mismo tiempo su rendimiento también disminuirá.