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Baterías para placas solares. Cómo funcionan, Tipos de baterías y Rentabilidad

Este es otro de los componentes de los sistemas fotovoltaicos a los que debes prestar especial atención.

Las baterías para placas solares son las encargadas del almacenamiento energético, para poder suministrar energía en momentos de poca o nula producción eléctrica, como durante las noches o en días nublados.

En este post encontrarás todos los datos que necesitas para que conozcas las aplicaciones de las baterías y la importancia que tienen en tu instalación.

¿Qué es una batería de placa solar?

Es el dispositivo que necesitas en tu instalación para que guardes la electricidad que se genera en los paneles solares, y logres desconectarte al 100 % de la red eléctrica, lo que se traduce en un mayor ahorro económico. 

Es un elemento esencial en los sistemas fotovoltaicos aislados en los que se hace realmente necesario contar con una fuente de electricidad en los momentos en los que se trabaja sin luz, y así tener mayor autonomía energética.

Los acumuladores también permiten usar una intensidad de corriente superior que la que proporcionan las placas solares en funcionamiento, y esto es un valor agregado en el momento de poner en uso diversos aparatos a la vez.

¿Cómo funciona?

Antes de explicar cómo funciona una batería para placas solares es importante conocer que está compuesta por una o más celdas electroquímicas, cuya función es la de transformar la energía química almacenada en electricidad. 

Esas celdas están conformadas por dos electrodos: uno positivo y otro negativo. También contienen electrolitos que permiten que los iones se muevan entre los electrodos, con lo que se logra la fluidez en la corriente fuera de la batería para que pueda cumplir con su función.

Cuando las placas solares están produciendo una cantidad de energía mayor a la que estás consumiendo, ese excedente se utiliza para cargar los acumuladores. 

Este excedente almacenado se puede utilizar por la noche o en largos periodos de tiempo con condiciones climatológicas adversas que impidan el uso del sistema fotovoltaico.

Cada batería dispone de una capacidad para el almacenaje de energía solar que va en función de la velocidad de descarga de la misma. De este modo, a mayor capacidad, mayor será la cantidad de energía que la batería es capaz de suministrar.

Como parte elemental de su funcionamiento es muy relevante que sepas que al inyectarle electricidad a la batería se cierra el circuito, evitando que al mismo tiempo se esté descargando.

Características y tipos de baterías

Es importante tener en cuenta ciertas características básicas de los acumuladores de sistemas solares:

  • Capacidad: Se define como la intensidad de corriente, expresada en amperios, de una descarga completa de la batería cuando tiene un estado de carga total.
  • Eficiencia de carga: Es la relación entre la energía utilizada para cargar el acumulador y la almacenada. Es ideal que esté siempre lo más próximo al 100%.
  • Profundidad de descarga: Es la cantidad de energía que se obtiene durante una descarga estando en carga total.

Respecto a los tipos de acumuladores para placas solares, al momento de elegir uno se debe evaluar cuánta energía necesitas almacenar y la rapidez con la que podrás disponer de esa energía. En ese sentido, podemos hacer la siguiente clasificación:

Baterías Monoblock

Son las más sencillas y básicas y suelen utilizarse en instalaciones de potencia baja-media, como en pequeñas instalaciones fotovoltaicas aisladas con iluminación, televisor, ordenador y frigorífico, sin incluir motores, ya que no soportan bien los picos de arranque altos que producen estos aparatos.

Son acumuladores ideales cuando se busca una buena relación precio – calidad y como evaporan gases, requieren mantenimiento anual del nivel de electrolito y no pueden ser instaladas en caravanas, ni en lugares cerrados sin ventilación.

Su vida útil es de alrededor de 10 años (unos 600 ciclos con descargas del 40%), y destacan tecnologías como las baterías solares de gel y las AGM.

Baterías de ciclo profundo

Estos acumuladores cuentan con un formato muy parecido a las monoblock, pero son más grandes y pueden estar en instalaciones fotovoltaicas de uso diario, porque tienen una vida útil de 3 a 4 veces mayor.

Son una gran opción para sistemas solares con consumos medios durante todo el año. Cuentan con una capacidad para soportar numerosas descargas completas sin que eso influya de manera negativa en su vida útil.

Baterías AGM

También se les llama “sin mantenimiento”, tienen una duración media y, por su diseño, son más resistentes a las vibraciones y los golpes.

Son empleadas, por lo general, en pequeñas instalaciones fotovoltaicas donde resulta muy difícil o costoso hacerles el mantenimiento debido, y donde se necesite un acumulador seguro y totalmente sellado por razones de seguridad o ambientales y consumos altos.

Suelen instalarse en sistemas para energía de reserva médica, departamentos con UPS de sala de ordenadores, dentro de vehículos recreativos, carritos de golf, motocicletas, embarcaciones, caravanas, autocaravanas y aviones.

Funcionan a una capacidad óptima en un amplio rango de temperaturas, por lo que son recomendadas para ambientes fríos, pero también resisten mejor el deterioro en ambientes cálidos, asegurando un voltaje estable.

Baterías estacionarias

Son ideales para instalaciones solares de consumo medio-alto, de uso diario y durante largos períodos de tiempo.

Tienen una vida útil de unos 20 años y soportan una gran exigencia, por lo que son aplicables a cualquier tipo de instalación fotovoltaica ya que permiten ciclos de descarga profundos diarios con un buen rendimiento.

Baterías de gel

Son las más usadas en instalaciones de tamaño medio – grande en las que se requiere su operatividad por largos periodos de tiempo o donde las labores de mantenimiento sean complicadas por la dificultad de acceso, por ejemplo, o instalaciones muy aisladas.

Baterías de litio

 Estos son los acumuladores que aportan mayor y tienen baja autodescarga, además una muy buena respuesta frente a descargas profundas.

Están fabricados con componentes muy ligeros y con rendimientos mucho más altos que las baterías convencionales, ya que cuenta con densidades energéticas hasta tres veces mayores que otros acumuladores. Además, tiene fuente de alimentación autónoma, incluso en caso de fallo de alimentación.

¿Sabes cómo son los paneles con seguimiento solar?

Aquí te explicamos qué son y cómo funcionan

Mantenimiento de baterías/acumuladores

Para aumentar su vida útil y rendimiento, la mayoría de las baterías para placas solares necesitan un mantenimiento periódico cada año.

Lo que se debe chequear en cada mantenimiento del acumulador es el nivel del líquido electrolito, la temperatura de la estancia de las baterías y el estado de los bornes y de las conexiones.

Hay baterías que requieren de un control del nivel de agua destilada de su interior, ya que en su reacción química se evaporará y se debe compensar para mantener el buen funcionamiento del dispositivo.

Respecto a la temperatura se debe verificar que la del lugar donde se encuentren instaladas las baterías sea lo más estable posible alrededor de los 20°C. 

La limpieza de los bornes del acumulador precisa mucho cuidado y debe hacerse con un pañuelo seco y limpio sin tocar a la vez con las manos los polos positivo y negativo de una batería solar. Será obligatorio hacer siempre la limpieza de los bornes de uno en uno para evitar cualquier accidente.

Adicionalmente, hay que controlar el estado del cableado y de las conexiones, principalmente entre las baterías y el inversor de corriente.

Rentabilidad

Todo depende de si en el autoconsumo hay o no excedentes de energía. Al decidir por un sistema sin excedentes, es indispensable contar con baterías solares para guardar el exceso de producción. 

Su incorporación al sistema significa 50 % de la inversión inicial, por lo que se necesita más tiempo para amortizar la instalación fotovoltaica.

Pero su importancia es innegable. Se estima que con las baterías solares se podrá llegar a un 80 % de independencia energética. Esto significa que la rentabilidad de las baterías solares para una instalación fotovoltaica estaría entre el 6 % y el 8 %, pero son datos variables y que están en constante cambio.