Almacenamiento de energía solar: utilice energía solar día y noche

Batería solar: ¿qué es realmente?

La electricidad generada por las plantas fotovoltaicas se almacena en una batería solar y se pone a disposición cuando sea necesario para el autoconsumo. Por eso también se les llama acumuladores solares o acumuladores de energía solar. Las baterías solares son un invento novedoso cuya popularidad ha ido creciendo desde 2012. Este año, el gobierno federal adoptó una reforma de la Ley de Fuentes de Energía Renovables (EEG). En este sentido, la tarifa de alimentación para la energía solar se redujo significativamente. Las consecuencias: cada vez más particulares han decidido no inyectar la electricidad que producen ellos mismos en la red pública, sino utilizarla para sus propias necesidades. Hoy en día, las baterías solares siguen siendo muy populares. El suministro autónomo de energía es una alternativa popular no sólo ante el aumento de los precios de la energía, sino también desde una perspectiva ecológica.

¿Cómo funciona una batería solar?

Estrictamente hablando, un almacenamiento de energía solar no es sólo una batería sino una batería solar recargable. En caso de fuerte radiación solar, la energía solar generada supera la demanda energética de la casa. El exceso de energía pasa a la batería y la carga, como una batería. La energía solar almacenada se puede utilizar más adelante para el funcionamiento de aparatos electrónicos domésticos. Por regla general, se distingue entre dos unidades de almacenamiento de energía solar diferentes: el almacenamiento en baterías de iones de litio y el almacenamiento en baterías de plomo-ácido . Sin embargo, la reacción química responsable del funcionamiento de la batería solar es similar.

Hay dos electrodos dentro del paquete de baterías. Un electrodo tiene carga electrónica positiva, el otro tiene carga electrónica negativa. Los electrodos están rodeados por un líquido conductor llamado electrolito. Garantiza la transferencia de masa entre los dos electrodos, que están aislados entre sí mediante una capa separadora parcialmente permeable (separador). Si la batería solar está vacía, en el electrodo positivo se encuentran partículas de sustancia. Si la corriente solar, es decir, la tensión eléctrica, llega al electrodo positivo, las partículas se disuelven y se deslizan a través del electrolito hasta el electrodo negativo. Dado que las partículas están cargadas positivamente, se genera una diferencia de potencial entre los dos electrodos y se carga la batería. En caso de descarga, es decir, cuando se utiliza corriente, este proceso se produce de forma exactamente diferente.

¿Qué baterías son adecuadas para sistemas solares?

Aunque las funciones básicas de las baterías de iones de litio y las de plomo-ácido no difieren, son dos tecnologías divergentes. Para saber qué batería solar es la más adecuada para su uso en la instalación fotovoltaica interna , es necesario aclarar algunos conceptos de antemano.

Densidad de energia

La densidad de energía proporciona información sobre la capacidad de la batería solar en función de su tamaño. Cuanto mayor sea la densidad de energía, más pequeña será la batería solar, con la misma capacidad de almacenamiento. En este punto, las baterías de iones de litio llevan claramente la delantera, ya que todos los componentes están instalados en un espacio reducido. Por último, pero no menos importante, además de las fotovoltaicas, las baterías de iones de litio también se instalan en teléfonos inteligentes y portátiles.

Capacidad

Aquí hay dos valores: la capacidad de almacenamiento nominal y la capacidad utilizable. Ambos se dan en kilovatios hora (kWh). La capacidad de almacenamiento nominal es la cantidad de energía que el almacenamiento solar puede absorber al máximo. La capacidad útil real multiplica este valor por la profundidad de descarga y, por tanto, es más significativa.

Eficiencia

Durante la carga y descarga, la batería solar emite calor al medio ambiente. Como resultado, se pierde parte de la energía solar almacenada. Del 100 por ciento de la electricidad almacenada en caché, solo se recupera un cierto porcentaje. A esto se le llama eficiencia. Las modernas baterías solares de litio suelen tener una eficiencia superior al 90 por ciento; en la variante de plomo, este valor se sitúa entre el 70 y el 80 por ciento. Para poder hacer afirmaciones sobre la eficiencia, se debe considerar todo el sistema. Además de la eficiencia de la batería solar, se debe tener en cuenta la eficiencia de otros componentes del sistema, por ejemplo, inversores fotovoltaicos, inversores de batería, convertidores CC/CC o componentes de respaldo. Además, el dimensionamiento adecuado del sistema juega un papel fundamental. Para obtener una interpretación profesional, puede ponerse en contacto con su socio especialista local de IBC.

Esperanza de vida

La vida útil de la batería solar está determinada por dos mecanismos de envejecimiento. Estos mecanismos se conocen como ciclo de vida y vida calendario de una batería solar. El fin de la vida útil no es sinónimo de “muerte” de la batería solar, sino que significa que la capacidad de la batería solar ha caído a un valor residual definido por el fabricante. En general, esto es entre el 60 y el 80 por ciento de la capacidad inicial. La vida del calendario es independiente del uso de la memoria. Es de 15 a 20 años para las baterías solares de litio y de unos 10 años para las baterías solares de plomo-ácido. El ciclo de vida, representado por el número de ciclos, indica con qué frecuencia se puede cargar y descargar completamente la batería de almacenamiento antes de que su capacidad caiga por debajo de un límite inoperable. Las baterías solares de iones de litio tienen alrededor de 4.000 ciclos. Cada año, una batería solar utiliza unos 250 ciclos. Una batería solar de litio, que normalmente cuenta con 4.000 ciclos, dura unos 20 años. Las baterías de plomo-ácido tienen entre 1.200 y 2.500 ciclos de carga y, por lo tanto, sólo duran unos diez años. Por lo tanto, un mayor número de ciclos no aporta ninguna ventaja, ya que la vida útil representa el límite superior. Tanto las baterías de iones de litio como las de plomo-ácido pierden su vida útil cuando permanecen en ambientes muy cálidos durante un tiempo relativamente largo. Como regla general, una temperatura media 10 °C más alta significa el doble de tasa de envejecimiento.

Profundidad de descarga

Muchas baterías solares tienen la llamada profundidad de descarga máxima. Básicamente, una menor profundidad de descarga significa una disminución en el ciclo de vida, pero por supuesto también una menor capacidad de almacenamiento utilizable. La profundidad de descarga se da como porcentaje: 80 por ciento DoD (Profundidad de descarga) significa que se utiliza el 80 por ciento del sistema de almacenamiento de energía solar completamente cargado. Mientras que los modernos sistemas de almacenamiento de baterías de iones de litio anuncian profundidades de descarga del 100 por ciento, la rentabilidad óptima para las baterías de plomo-ácido es de alrededor del 50 por ciento.