Baterias físicas para sistemas solares

Disponer de energía si no hace sol ni viento

El principal inconveniente de las energías renovables (sol, viento, agua, etc) es que no están disponibles en cualquier momento. Para superar esta pega, hay que recurrir a alguna forma de almacenar la energía generada por tus paneles solares o tu molino eólico de forma que puedas utilizarla en momentos de baja producción. Así, puedes aprovechar al máximo tu instalación, ser independiente de la red eléctrica y ahorrar en tu factura de la luz. En caso de apagón, una batería te puede ser de muchas utilidad. Te explicamos cómo funcionan estas baterías y lo que necesitas saber antes de instalar una.

¿Cómo funcionan las baterías solares domésticas?

Las instalaciones aisladas llevan mucho tiempo utilizando sistemas de almacenamiento para capturar la electricidad no utilizada y aprovecharla después. En las instalaciones conectadas a la red eléctrica, la batería guarda la energía sobrante en lugar de enviarla a la red eléctrica, para que puedas usarla por la noche o en días nublados, cuando los paneles no producen suficiente electricidad. El proceso es el siguiente:

1. Generación solar: Los paneles solares captan la luz del sol y la convierten en electricidad.
2. Consumo directo: Esa electricidad se usa en tiempo real para alimentar los aparatos eléctricos de tu casa.
3. Almacenamiento: Si hay más energía de la que necesitas, el excedente se guarda en la batería.
4. Uso posterior: Cuando los paneles no producen energía (por ejemplo, de noche), la batería libera la electricidad almacenada para que puedas seguir usando tus electrodomésticos sin recurrir a la red eléctrica.

¿Cómo elegir una batería para una instalación de autoconsumo?

Debes tener en cuenta que las características de la batería se adapten al tamaño y al tipo de instalación que tienes. En concreto, fíjate en:

Capacidad

Se refiere a cuánta energía puede almacenar la batería, generalmente medida en kilovatios-hora (kWh). Se distingue entre la capacidad nominal, que es la cantidad total de energía que la batería puede contener, y la capacidad utilizable, que se refiere a cuánta de esa energía realmente se puede usar, pues nunca debes descargarla por completo. Por ejemplo, si tu instalación produce 10kWh diarios y deseas contar con un día completo de autonomía, necesitas una batería de al menos 10kWh.

Profundidad de descarga (DoD)

Expresada como un porcentaje, es la cantidad de energía que se puede usar de manera segura sin acelerar la degradación de la batería. La mayoría de los tipos de baterías necesitan mantener algo de carga en todo momento para evitar daños.

Potencia

Cuánta potencia (en kilovatios) puede entregar la batería. La potencia máxima/pico es la mayor cantidad que la batería puede entregar en cualquier momento dado, pero este estallido de potencia generalmente solo puede mantenerse durante períodos cortos.

Ciclos de vida útil

Indica el número de ciclos de carga y descarga completos que una batería puede soportar antes de que su capacidad de almacenamiento se degrade significativamente.

Eficiencia de la batería

Indica qué porcentaje de la energía almacenada está realmente disponible para su uso, tras considerar las pérdidas por la conversión de energía.

Si tienes conexión a la red general

Si tu instalación solar está conectada a la red eléctrica general, como es lo más habitual, contar con una batería no es imprescindible pero tiene sus ventajas, ya que te permite aprovechar toda tu producción propia en lugar de cederla a la compañía mediante la compensación de excedentes, que te remunera siempre a un precio más bajo del que te cobra por la que consumes. 

Para este tipo de instalación, lo ideal es elegir una batería que maximice el autoconsumo (guardar excedentes durante el día para usarlos por la noche), sea segura, eficiente y duradera y que requiera poco mantenimiento.

La opción más habitual y recomendada en estos casos son las baterías de iones de litio (Li‑ion, LFP, NMC). Son la mejor opción si quieres una batería “instalar y olvidarte” con buen rendimiento y fiabilidad.

Son las más utilizadas hoy en instalaciones domésticas conectadas a la red porque ofrecen:

• Alta eficiencia (≈90%).
• Larga vida útil (10 años o más).
• Gran profundidad de descarga (hasta el 80–90%).
• Tamaño compacto y poco mantenimiento.

Otros tipos de baterías menos comunes en viviendas conectadas son las baterías AGM o GEL (selladas, sin mantenimiento), las monoblock de plomo‑ácido, las estacionarias y las de flujo.

Si tu instalación no está conectada a la red

En el caso de que tu vivienda, finca, local o refugio estén aislados y no tenga acceso a la red eléctrica general, es esencial contar con una buena batería que cubra la demanda de energía en las horas en las que no hay producción, por ejemplo, durante la noche.

En este tipo de instalación lo esencial es fiabilidad y autonomía total, no solo maximizar el autoconsumo, ya que la batería será la fuente de energía principal. La opción más utilizada en instalaciones aisladas son las baterías estacionarias (OPzS u OPzV), las más estables.

Son ideales porque:

• Tienen una vida útil muy larga.
• Funcionan muy bien con ciclos lentos y profundos.
• Requieren poco mantenimiento (sobre todo las OPzV).
• Son extremadamente fiables para suministro continuo.

Otra alternativa  son las baterías de litio de gran capacidad, cada vez más presentes por su durabilidad, eficiencia y menor espacio requerido.

Otras opciones (menos usadas y con casos muy específicos): son las monoblock de plomo-ácido, las de AGM/GEL y las de flujo, muy atractivas técnicamente, pero aún poco comunes y más caras.

Tipos de baterías

La elección de la batería adecuada dependerá de los requisitos específicos de cada aplicación y los factores como el coste, la capacidad, el rendimiento y la durabilidad.

Baterías monoblock: plomo-ácido, plomo-ácido avanzado

Las baterías monoblock son baterías de plomo abiertas, de bajo mantenimiento y con electrolitos líquidos. Son ideales para aquellos casos en los que se requiere un suministro de energía a largo plazo, fiable y seguro. Estas baterías proporcionan energía continua que siempre satisface la demanda, incluso durante los períodos de máxima actividad.

Es importante destacar que las baterías monoblock son una opción económica y ampliamente disponible, pero también tienen algunas limitaciones, como una vida útil más corta en comparación con otros tipos de baterías más avanzadas, como las baterías de litio. 

Baterías selladas de gel o AGM

Las Baterías selladas sin mantenimiento se pueden colocar en áreas poco ventiladas. También suelen nombrarse batería de GEL o AGM. Una batería AGM (Absorbent Glass Mat) son conocidas por ser seguras, duraderas y eficientes en aplicaciones solares y se utilizan comúnmente en sistemas de energía solar fuera de la red (off-grid) o sistemas híbridos.

Las baterías AGM utilizan una pieza de "fibra de vidrio absorbente" para empapar y retener el electrolito (una mezcla de ácido y agua) dentro de la batería, en lugar de tener electrolito líquido. De esta forma, el electrolito no se puede derramar y no hace falta rellenar la batería. Además, se pueden colocar en diferentes posiciones. 

Una batería AGM (Absorbent Glass Mat) bien cuidada y utilizada en condiciones adecuadas puede durar entre 5 y 10 años, incluso más si son muy buenas. Sin embargo, su vida útil puede ser más corta que las baterías que permiten mantenimiento, y pueden ser más costosas en ciertos casos. Además, si se someten a un uso intensivo o se exceden los límites de carga y descarga, pueden sufrir un deterioro más rápido. Para prolongar su vida útil, es esencial seguir algunas recomendaciones:

• Usar un regulador de carga solar para evitar cargas y descargas profundas: trata de no agotar la batería por completo, ya que las descargas profundas pueden reducir la vida útil.
• Mantener niveles adecuados de carga: Mantén la batería cargada la mayor parte del tiempo y evita dejarla sin carga durante largos períodos.
• Controlar la temperatura: Las baterías AGM funcionan mejor a temperaturas moderadas. Evita exponerlas a temperaturas extremas, tanto frías como calientes.
• Realizar un mantenimiento adecuado: Aunque las baterías AGM requieren menos mantenimiento que las baterías de plomo-ácido convencionales, es importante asegurarse de que estén limpias, libres de corrosión y bien conectadas.

Acumuladores estacionarios

Las baterías estacionarias están diseñadas como baterías de reserva en caso de un fallo de alimentación. Hay muchas aplicaciones que son demasiado importantes y no deberían dejar de funcionar sin energía, incluyendo tu casa con sistema de paneles solares fotovoltaicos.

Son las más adecuadas para aplicaciones fotovoltaicas por su larga vida útil y su excepcional capacidad para trabajar en modos de carga y descarga lentos. También tienen mayor capacidad de carga que las baterías monoblock. El mantenimiento es mínimo lo que reduce los gastos y las convierte en la solución ideal para la mayoría de las instalaciones remotas o no gestionadas.

Para alargar la vida útil de una batería estacionaria, hay que evitar agotar la carga y mantenerla en las condiciones ambientales apropiadas. Además, es esencial seguir las recomendaciones específicas del fabricante y realizar un mantenimiento regular según las indicaciones proporcionadas para cada tipo de batería.

Baterías de litio

El tipo de batería más común que se está instalando en los hogares hoy en día, las baterías de iones de litio utilizan una tecnología similar a los que se usan en teléfonos móviles y ordenadores portátiles. Hay varios tipos de química de iones de litio: un tipo común utilizado en baterías domésticas es el níquel-manganeso-cobalto de litio (NMC), utilizado por Tesla y LG.

Otra química común es el fosfato de hierro y litio (LiFePO, o LFP) se considera más seguro que el NMC debido al menor riesgo de fuga térmica (daño a la batería y posible incendio causado por sobrecalentamiento o sobrecarga) pero tiene una menor densidad de energía. LFP se utiliza en baterías domésticas fabricadas por BYD y Sonnen, entre otros.

Preguntas sobre baterías

¿Cuál es la vida útil de una batería?

La vida útil de una batería es un aspecto crucial para calcular la rentabilidad y la sostenibilidad de un sistema de autoconsumo. La durabilidad de la batería se ve influenciada principalmente por su tipo y el uso que se le dé. A continuación, encontrarás los detalles específicos:

- Tipo de batería: Las baterías de ion de litio y las de plomo-ácido son las más comunes en instalaciones de paneles solares.

Las baterías de ion de litio generalmente tienen una vida útil de 5.000 a 7.000 ciclos, lo que puede equivaler a unos 15-20 años de funcionamiento, en cambio las baterías de plomo-ácido normalmente ofrecen entre 500 y 1.000 ciclos, pudiendo durar entre 5 y 10 años.

- DoD: La cantidad de energía que es extraída de la batería en cada ciclo afecta directamente su longevidad. Una DoD del 50% habitualmente duplica la vida útil del batería comparado con una DoD del 100%.

- Condiciones de operación: Las temperaturas extremas y la carga excesiva o incorrecta pueden acortar la vida útil de cualquier batería.

¿Cómo actúa la batería en un apagón?

Para la mayoría de los sistemas conectados a la red, tener una batería no necesariamente te protege en caso de un apagón. Aún puedes perder toda la energía de tu hogar, a pesar de tener paneles solares produciendo energía y una batería cargada lista y esperando.

Esto se debe a que los sistemas conectados a la red tienen lo que se conoce como 'protección contra islas'. Durante un apagón, la red y cualquier operario que trabaje en las líneas deben estar protegidos de 'islas' de generación de electricidad (como tus paneles solares) bombeando energía inesperadamente a las líneas.

Para la mayoría de los sistemas solares, la forma más simple de proporcionar protección contra islas es apagarse por completo. Entonces, cuando detecta un apagón en la red, tu sistema solar se apaga y no tienes energía en el hogar.

Los inversores más sofisticados pueden proporcionar protección contra islas durante un apagón, pero aún mantienen los paneles solares y la batería en funcionamiento para que la casa tenga algo de energía. Son inversores más costosos, ya que el hardware es más caro y puede que necesites más capacidad de paneles solares y baterías de lo que piensas para hacer funcionar la casa durante unas horas durante un apagón.

Durante una situación de apagón, lo mejor es que funcionen solo los circuitos críticos del hogar, como el frigorífico y la iluminación (y eso podría requerir trabajo de cableado adicional). Una batería de almacenamiento se puede agotar muy rápidamente si también tiene que hacer funcionar cosas como una bomba de piscina o calefacción por suelo radiante, que pueden consumir mucha energía.