El uso de baterías para placas solares ha experimentado en los últimos años un enorme despegue. Entre los usuarios domésticos, así como también en el mercado de las PYMES, está difundiéndose cada vez más el almacenamiento de energía, gracias al cual el excedente de electricidad producida por las placas solares se acumula para momentos en los que baje la producción, como por ejemplo por la noche o en días de poco sol.
Sin embargo, resulta decisivo acertar con el equilibrio perfecto, adecuando la capacidad de la batería a las necesidades energéticas. Hacer un buen cálculo de este factor es fundamental para unos resultados óptimos para el usuario. Contar con la capacidad de almacenamiento adecuada permite hacer el menor uso posible de la corriente de la red y sacar el máximo provecho de la energía generada por las placas solares.
En este artículo examinamos precisamente la determinación de la capacidad de la batería y le indicamos en qué elementos debe fijarse a la hora de adquirir una y qué costes debe tener en cuenta:
- Terminología de las baterías
- ¿Cómo funciona una batería para placa solar?
- Calcular la capacidad de las baterías
- ¿Cómo se calcula la capacidad de la batería?
- ¿Cuánto cuesta una batería para placas solares?
Terminología de las baterías
A la hora de elegir una batería para placa solar, no son infrecuentes las confusiones debido a la terminología empleada. Términos como «potencia» y «capacidad» se utilizan muchas veces de forma indistinta, como si fuesen lo mismo, cuando estas dos propiedades de las baterías son cosas diferentes. Por ello, a continuación presentamos un breve resumen de los principales conceptos que sin duda se va a encontrar en este campo.
Capacidad: la capacidad se mide en kilovatios-hora (kWh) y consiste en la cantidad total de electricidad que puede almacenar una batería. Por hacer un símil, sería comparable a la capacidad de una garrafa de gasolina, que puede ser de cinco litros, de diez…
Profundidad de descarga (DoD por sus siglas en inglés): la mayoría de las baterías no pueden descargarse completamente, porque esto las dañaría. La DoD es el porcentaje de energía que se descarga con relación a la capacidad total de la batería. Si, por ejemplo, hablamos de una DoD del 90%, esto significa que se puede utilizar el 90% de la capacidad total.
Potencia: se mide en kilovatios (kW) y consiste en la cantidad de energía que la batería puede suministrar al mismo tiempo. Podemos imaginarla gráficamente como «cuánto se puede abrir el grifo». Una batería con una elevada capacidad y una baja potencia suministra un bajo nivel de electricidad (suficiente para alimentar un par de aparatos) durante mucho tiempo. Una batería con una baja capacidad y alta potencia puede proporcionar corriente para toda la vivienda, pero solo durante un tiempo breve.
Eficiencia de ida y vuelta: la eficiencia con la que se puede almacenar la corriente en la batería y luego volver a extraerla. Se expresa en forma de porcentaje. Si cargamos 5 kWh de electricidad en la batería y luego recuperamos de ellos 4 kWh, entonces la batería tiene una eficiencia de ida y vuelta de un 80%.
Vida útil y garantía: la vida útil de una batería se refiere, por lo general, a la cantidad de ciclos de carga/descarga por los que puede pasar antes de que la capacidad baje a un porcentaje determinado (habitualmente el 80%) de su capacidad original. El proveedor suele ofrecer una garantía de capacidad determinada tras un número determinado de ciclos de carga/descarga.
Las baterías más utilizadas para el almacenamiento de energía solar son las de iones de litio, que se caracterizan por una elevada DoD, una larga vida útil y un coste cada vez más bajo.
¿Cómo funciona una batería para placa solar?
La batería para placa solar almacena electricidad para poder usarla más tarde. Funciona de la siguiente forma:
Carga: la batería se carga con energía producida por las placas solares. Si estas últimas generan más electricidad que la que se consume, el sobrante se almacena en la batería.
Descarga/consumo: cuando la batería está cargada, esta energía está disponible para momentos en los que el consumo es superior a la cantidad de electricidad generada, por ejemplo por la noche o en días de poco sol.
Transferencia automática: en caso de alteración en la corriente, el software de la batería lo detecta y cambia automáticamente a utilizar la energía almacenada, de tal forma que no se interrumpe el suministro de electricidad.
El almacenamiento de la producción solar sobrante puede ayudar a los usuarios a maximizar el autoconsumo y reducir la dependencia de la red eléctrica.
Calcular la capacidad de las baterías
A la hora de seleccionar una batería adecuada para una placa solar, hay una serie de factores importantes con relación a la capacidad y la potencia. Como instalador, es importante que estudie con el cliente cómo va a utilizar este último la batería. Para ello puede emplear las siguientes preguntas y, en función de las respuestas, seleccionar la batería en diálogo con el cliente.
- ¿Cuál es el consumo energético actual y futuro?
La capacidad de la batería debe estar en consonancia con el consumo energético actual, pero debe también adecuarse a los posibles planes de futuro. ¿Se espera una ampliación de la familia? ¿Hay hijos que vayan a abandonar el hogar familiar? ¿Se prevé adquirir una piscina? ¿Se prevé pasarse a una cocina eléctrica?
Es prudente tener en cuenta la posibilidad de un coche eléctrico, que además también puede funcionar como batería de almacenamiento de energía solar sobrante. De hecho, estos vehículos tienen una capacidad considerablemente superior a la de las baterías para placas solares. Pero también puede tener sentido dejar este elemento fuera del cálculo, ya que de otro modo podrían aumentar bastante las necesidades de adquisición de capacidad, lo que iría en detrimento del rendimiento. - ¿Qué potencia tiene la instalación de placas solares?
Si la batería tiene una capacidad de almacenamiento insuficiente, se llenará rápido y la energía solar sobrante tendrá que verterse a la red, lo que reduce el rendimiento. Hay que multiplicar el vataje de cada placa solar por el número total de estas.
Si las placas todavía no están instaladas, debe determinarse la carga máxima, es decir, el vataje máximo. Esto se hace sumando el vataje de los aparatos que se utilizan a la vez (microondas, secadora, luces, ordenador…). El total es la carga pico, que tiene que estar cubierta por la potencia y la capacidad de la batería.
Multiplicando el vataje de cada aparato por el tiempo de funcionamiento obtenemos la energía expresada en vatios-hora por día. Sumando los valores de vatios-hora de todos los aparatos, obtenemos el total. Lo más probable es que esta estimación se quede por debajo de la realidad, ya que hay pérdidas de eficiencia. Por ello, para aproximarse más al valor real, es mejor multiplicar el valor estimado por 1,5. - Calcular el consumo energético diario
Ejemplo: las bombillas están encendidas 5 horas al día. El ordenador 2. 120 x 5 + 300 x 2 = 1200 vatios-hora. 1200 x 1,5 = 1800 vatios-hora.
Si el cliente todavía no sabe con seguridad qué necesidades energéticas va a tener, es aconsejable recomendarle una batería que se pueda ampliar de forma modular. Esto le permite, en caso de aumento de las necesidades previstas, ampliar fácilmente el sistema con un módulo de batería adicional. - ¿Cómo se va a utilizar la batería?
Una cosa que es importante preguntar al cliente es el contexto en el que va a utilizarse la batería. ¿Va a ser un sistema de respaldo en caso de caída de la corriente? ¿Tiene que poder mantener toda la vivienda provisionalmente, mientras no se restablece la corriente? ¿O va a utilizarse en una situación en la que directamente no hay conexión a la red? Todos estos factores pueden influir a la hora de elegir la capacidad, la potencia y otras características de la batería. - ¿Se trata de equipar un sistema de placas ya existente?
En este caso hablamos de añadir una batería a una instalación de placas solares que ya existía. En la mayoría de los casos es necesario incorporar un inversor de batería, porque el inversor solar de la instalación no suele ser bidireccional.
¿Cómo se calcula la capacidad de la batería?
En una instalación de placas solares con una potencia de 5 kWp, la capacidad de la batería debería ser de 7,5 a 8 kWh (5kWp x 1,5 por pérdidas del sistema).
¿Y si el consumo energético diario es más alto? En ese caso, al usuario quizás le interese añadir más placas solares y adquirir una batería de capacidad mayor.
En la tabla que viene a continuación se indica la capacidad de almacenamiento recomendada para cada nivel de consumo de corriente. Por ejemplo, para un consumo de 6000 kWh por año, conviene recomendar al cliente una capacidad de almacenamiento en batería de 9 kWh. Si el cliente tiene planes de pasarse a una cocina eléctrica o de ampliar la familia, debemos calcular aproximadamente cuánto va a aumentar el consumo eléctrico y multiplicarlo por 1,5.
Consecuencias de una capacidad demasiado alta o demasiado baja
Si la batería tiene una capacidad de almacenamiento demasiado grande, en los meses de invierno no llega a cargarse por completo, porque no hay suficientes horas de luz. Y viceversa: en los meses de verano la batería no llega a vaciarse, porque durante el día se produce suficiente energía como para consumir directamente. De esta manera, hay un exceso de capacidad de batería, con lo que la inversión es más lenta de amortizar.
Por otra parte, si la batería no tiene la suficiente capacidad, esto puede llegar a limitar el autoconsumo a la mitad. Cuando en verano las placas solares generan mucha energía, la capacidad de la batería no basta para almacenar todo el sobrante.
¿Cuánto cuesta una batería para placas solares?
El coste de una batería para placas solares puede variar en gran medida. Esto se debe a que el precio varía en función de diversos factores, como la capacidad de la batería, la marca y el modelo, los costes de instalación y los componentes adicionales. Aquí tiene algunos factores que influyen en el coste de una batería para placa solar:
Capacidad de la batería: las baterías para placas solares tienen distintas capacidades, que se miden en kilovatios-hora (kWh). Cuanto mayor sea la capacidad, más cara suele ser la batería. La capacidad depende del exceso de energía solar que desea almacenar.
Marca y modelo: En el mercado, existen diversos proveedores de baterías para placas solares de marca A, como SolarEdge, LG Chem, Huawei y Enphase. Cada marca y modelo tiene sus propios precios y características.
Costes de instalación: El coste de la instalación puede variar notablemente según la vivienda y la complejidad de la instalación. Si no cuenta con los conocimientos técnicos necesarios, puede que deba recurrir a un instalador profesional.
Componentes adicionales: Si todavía no cuenta con una instalación de paneles solares, deberá afrontar los costes adicionales por los paneles solares, un inversor solar, el cableado y el equipo de seguridad. De esta forma, el coste puede aumentar notablemente.
El coste de una batería para placas solares va aproximadamente de unos mil euros hasta decenas de miles de euros, en función de la capacidad y la configuración. Recomendamos que planifique bien sus necesidades (también para el futuro) e investigue detalladamente las opciones en Internet. Compare ofertas, marcas y modelos y la posible compatibilidad con el sistema existente. El desarrollo de las baterías para placas solares es muy rápido y los precios también pueden variar considerablemente con el paso del tiempo debido a la constante evolución de la tecnología. Asegúrese siempre de contar con información actualizada.