¿Cómo funciona el almacenamiento de energía en una batería?

¿Cómo funciona el almacenamiento de energía en una batería solar?

Cada vez más personas o empresas que deciden pasarse al autoconsumo lo hacen acompañando las placas solares de un sistema de almacenamiento de energía. Y razones no faltan: desde maximizar tu autoconsumo; hasta ganar en independencia de la red eléctrica; pasando por el aumento del ahorro que supone.

Vinculados a los sistemas de almacenamiento, en el que las baterías de litio han tomado la cabeza, puedes encontrar toda una serie de términos y conceptos que debes conocer para saber cómo funcionan estos sistemas.

En Cambio Energético queremos compartir contigo nuestra experiencia en autoconsumo fotovoltaico. Por lo que si tienes alguna duda sobre cómo ahorrar con energía limpia, contacta con nosotros.

En este artículo te explicamos de manera sencilla los términos clave que debes conocer y tener en cuenta para saber cómo funcionan los sistemas de almacenamiento de energía.

Operaciones de batería

Empecemos por el principio. Dos términos clave sobre almacenamiento de energía tienen que ver con las dos operaciones básicas que realizan las baterías: carga y descarga.

Carga

Cargar una batería solar consiste en agregar electricidad a tu sistema de almacenamiento. Esto es exactamente lo mismo que cargar tu teléfono móvil. Puedes cargar tu batería con la red eléctrica o con una fuente renovable de energía, gracias a las placas solares.

Descarga

Si la carga hace referencia a la electricidad que metes en la batería, la descarga consiste en la capacidad de utilizar la energía del sistema de almacenamiento para alimentar las cargas de tu vivienda o empresa.

De la misma manera que la batería de tu móvil disminuye en el transcurso de un día a medida que lo usas, ocurre lo mismo con las baterías solares. Cuantas más aplicaciones utilices en tu teléfono, más rápido se agotará la batería; del mismo modo, cuantos más electrodomésticos enciendas gracias a tu sistema de almacenamiento solar, más rápido se descargará la batería.

Química de la batería

Existen diferentes baterías que utilizan químicas diferentes para el almacenamiento de electricidad. Hasta hace no mucho, las baterías de plomo-ácido eran las que dominaban el mercado fotovoltaico. Pero hoy día son las baterías de litio las que se han hecho con este mercado en un periodo relativamente corto de tiempo. Esto es por las ventajas que ofrecen las baterías de litio: más eficiencia y capacidad; ocupan menos espacio para la misma capacidad; mayor rapidez de carga; no emiten gases; no necesitan mantenimiento, entre otras.

Si quieres saber más sobre las diferencias entre ambas químicas, puedes consultar nuestro artículo: Comparación de baterías de plomo-ácido y baterías de litio para energía solar.

Términos clave sobre almacenamiento de energía para referirnos al tamaño

Cuando se habla del tamaño de la batería en general, podemos referirnos a diferentes términos clave de los sistemas de almacenamiento que debes distinguir, empezando por la potencia y la capacidad.

Potencia de un sistema de almacenamiento de energía (kW)

La potencia se mide en kilovatios (kW) y te dice la cantidad máxima de electricidad que un determinado aparato eléctrico requiere en un instante para funcionar. Para las baterías, la potencia es una métrica importante porque determina cuántos aparatos eléctricos puede alimentar una batería al mismo tiempo. Para comprender el tamaño de la batería que puedes necesitar, tendrás que saber cuáles son los requisitos de potencia de los electrodomésticos que deseas que funcionen con tu batería.

Los electrodomésticos de tu casa van desde el uso de varios vatios (W) de potencia hasta varios cientos o incluso miles de vatios de potencia. En el extremo inferior, una bombilla LED usa alrededor de 5W y un cargador de teléfono usa menos de 10W. Tanto un refrigerador como un televisor LED consumen alrededor de 200W de potencia. Mientras que electrodomésticos como lavadoras y secadoras de ropa, aire acondicionado e incluso secadores de pelo o cafeteras, utilizan más de mil vatios de potencia.

Potencia pico o máxima

Según lo dicho, la potencia máxima o pico que aparece en las especificaciones técnicas de tu batería representa la cantidad máxima absoluta de energía que una batería puede descargar en un período corto de tiempo (varios segundos o minutos).

Y ¿por qué es importante tener en cuenta la potencia pico? Porque hay determinados equipos eléctricos que necesitan un extra de potencia cuando se encienden. Una vez encendidos, se estabilizan y necesitan menos potencia. Pero para ponerlos en marcha, necesitas esa potencia máxima durante un periodo corto de tiempo.

Potencia continua

La potencia continua se refiere a la cantidad constante de energía que una batería puede descargar durante un período prolongado de tiempo. Antes decíamos que algunos equipos eléctricos requieren de un extra de potencia cuando son encendidos (potencia pico) y luego se estabilizan en una potencia constante; esta potencia a la que funcionan los aparatos eléctricos de manera constante es a lo que nos referimos con potencia continua. Por tanto, la potencia continua de una batería siempre será inferior a la potencia pico.

Si tu idea es hacer funcionar muchos electrodomésticos que consumen mucha energía al mismo tiempo, necesitarás una batería que tenga una potencia nominal continua más alta para poder alimentar muchos equipos eléctricos a la vez.

Capacidad de energía (kWh)

Otros términos clave sobre almacenamiento de energía tienen que ver con la capacidad de las baterías solares. Esta representa la cantidad de tiempo que puedes utilizar tus electrodomésticos. En otras palabras, la capacidad es el consumo de energía multiplicado por el tiempo: kilovatios multiplicados por horas para obtener los kilovatios-hora (kWh) en los que se mide la capacidad de una batería.

Para comprender el tamaño energético de las baterías en términos de capacidad debes saber cuánto tiempo deseas que tus equipos eléctricos funcionen con tu batería. Hacer funcionar muchos electrodomésticos durante un largo período de tiempo requeriría una batería más grande desde una perspectiva de potencia y capacidad; mientras que hacer funcionar menos electrodomésticos durante un período de tiempo más corto requeriría una batería más pequeña desde esta perspectiva.

Continuando con el ejemplo anterior de los requisitos de potencia de los electrodomésticos, mantener diez bombillas LED encendidas durante seis horas consumen 300kWh de electricidad (10 LED x 5W por bombilla x seis horas). Un televisor o un refrigerador pueden usar 1kWh de electricidad durante 24 horas completas; esto, dependiendo de la frecuencia con la que se encienda y apague el televisor, y la temperatura a la que esté configurado el refrigerador. Hacer funcionar un aire acondicionado central, dependiendo de la eficiencia del equipo, podría usar 10 kWh por día.

Cuando revises la ficha técnica de tu batería, encontrarás dos términos que debes diferenciar: la capacidad total y la capacidad útil. Veamos en qué consisten.

Capacidad total

Se refiere a la cantidad total de energía que puedes almacenar en la batería, la que se identifica con una carga completa; o, lo que es lo mismo, la cantidad de electricidad que estaría disponible si pudieras descargar por completo tu batería.

Capacidad utilizable

Es la cantidad de electricidad almacenada en la batería que está disponible para el consumo. Esto significa que no siempre toda la electricidad almacenada en una batería está disponible para tu consumo. Es decir, no todas las baterías permiten descargar por completo la energía almacenada, ya que requieren una cierta cantidad de electricidad para seguir funcionando. En caso de no respetar estos parámetros indicados por el fabricante, corres el riesgo de que tener impactos perjudiciales en la salud y la longevidad de tu batería.

Profundidad de descarga (%)

La profundidad de descarga (DoD) de una batería es el porcentaje en que una batería se puede descargar de forma segura, al tiempo que se garantiza que queda suficiente energía para satisfacer los requisitos eléctricos de la propia batería. En general, la profundidad de descarga es otra medida de la cantidad de energía almacenada en una batería que está disponible para ti. Una profundidad estándar de descarga está entre el 80 y 95%. No obstante, la mayor parte de las nuevas baterías de litio de alto voltaje cuentan con un 100% de profundidad de descarga.

Eficiencia de ida y vuelta (%)

Un último término clave sobre almacenamiento de energía que vamos a destacar es la eficiencia de ida y vuelta. Esta indica que la cantidad de electricidad requerida para cargar una batería y la cantidad que estará disponible para descargar no son directamente proporcionales. En otras palabras, hay pérdidas de electricidad durante el proceso de convertir la electricidad en energía almacenada y luego nuevamente en electricidad utilizable. Las pérdidas suelen ser bajas, en torno al 5%.

Por tanto, la eficiencia de ida y vuelta es una métrica que explica la relación entre la electricidad necesaria para cargar y la electricidad disponible para descargar. Es importante destacar que, mientras que la profundidad de descarga mide la cantidad de electricidad almacenada en una batería que es utilizable, la eficiencia de ida y vuelta mide cuánta electricidad se requiere para almacenar esa energía en primer lugar.

Si bien podemos encontrar más términos sobre sistemas de almacenamiento de energía, estos son los principales para entender cómo funciona una batería solar. Si quieres saber más sobre estos equipos o estás interesado en instalar almacenamiento en tu casa o empresa, contacta con nosotros:

En Cambio Energético somos especialistas en energías renovables y autoconsumo fotovoltaico. Si contratas tu instalación con nosotros, te acompañamos en todo el proceso: desde el estudio previo, el diseño y la instalación; hasta la tramitación de la subvención y la legalización. Pídenos un presupuesto sin ningún tipo de compromiso. Estaremos encantados de atenderte.