Baterías de plomo-ácido versus baterías de litio: ¿cuáles son mejores para la energía solar?

Comparación de baterías de plomo-ácido y de litio

Las baterías de plomo-ácido cuestan menos al principio, pero tienen una vida útil más corta y requieren un mantenimiento regular para que sigan funcionando correctamente. Las baterías de litio son mucho más caras al principio, pero no requieren mantenimiento y tienen una vida útil más larga para igualar su precio más alto. 

Específicamente, veremos las baterías de plomo-ácido frente a las de iones de litio, los dos tipos principales de baterías utilizadas para la energía solar. Aquí está el resumen:

El plomo-ácido es una tecnología comprobada que cuesta menos, pero requiere mantenimiento regular y no dura tanto.

El litio es una tecnología de batería premium con una vida útil más larga y una mayor eficiencia, pero pagará más dinero por el aumento del rendimiento.

Repasemos los pros y los contras de cada opción con más detalle y expliquemos por qué podría elegir una u otra para su sistema.

Baterías solares de plomo-ácido versus baterías solares de litio: conceptos básicos

Cuando construyes un sistema solar , tienes tres opciones principales de batería:

Plomo-ácido inundado (FLA)

La característica distintiva de las baterías FLA es que las placas están sumergidas en agua. Estos deben revisarse periódicamente y rellenarse cada 1 a 3 meses para que sigan funcionando correctamente.

Retrasarse en el mantenimiento puede acortar la vida útil de las baterías y anular la garantía. Las baterías FLA también deben instalarse en un recinto ventilado para permitir que escapen los gases de la batería.

Plomo-ácido sellado (SLA)

Las baterías SLA vienen en dos tipos, AGM (estera de vidrio absorbente) y gel, que tienen muchas propiedades similares. Requieren poco o ningún mantenimiento y son a prueba de derrames.

La diferencia clave entre las baterías AGM y las de gel es que las baterías de gel tienden a tener tasas de carga y salida más bajas. Las baterías de gel generalmente no pueden soportar tanta corriente de carga, lo que significa que tardan más en recargarse y producen menos energía.

Litio

La mejor química de baterías de litio para aplicaciones solares es el fosfato de hierro y litio, en cortocircuito con baterías LiFePO4 o LFP . Esta nueva tecnología dura más y puede someterse a ciclos más profundos. Tampoco requieren mantenimiento ni ventilación, a diferencia de las baterías de plomo-ácido.

Las baterías de litio cuestan más al principio, pero la eficiencia adicional significa que potencialmente puedes gastar menos por kilovatio-hora de capacidad durante la vida útil de la batería.

5 diferencias clave entre baterías de plomo-ácido y de litio

1. Ciclo de vida

Cuando descarga una batería (úsela para alimentar sus electrodomésticos), vuelva a cargarla con sus paneles, lo que se conoce como un ciclo de carga. Medimos la vida útil de las baterías no en términos de años, sino de cuántos ciclos pueden soportar antes de caducar.

Piense en ello como ponerle kilometraje a un automóvil. Cuando se evalúa el estado de un automóvil usado, el kilometraje importa mucho más que el año en que se produjo.

Lo mismo ocurre con las baterías y la cantidad de veces que se han ciclo. Una batería de plomo-ácido sellada en una casa de vacaciones puede pasar por 100 ciclos en 4 años, mientras que la misma batería puede pasar por más de 300 ciclos en un año en una residencia de tiempo completo. El que ha pasado por 100 ciclos está en mucho mejor estado.

La vida útil también es una función de la profundidad de la descarga (cuánta capacidad utiliza antes de recargar una batería) . Las descargas más profundas ejercen más presión sobre la batería, lo que acorta su vida útil.

2. Profundidad de descarga

La profundidad de descarga se refiere a cuánta capacidad total se utiliza antes de recargar la batería. Por ejemplo, si utiliza una cuarta parte de la capacidad de su batería, la profundidad de descarga sería del 25%.

Las baterías no se descargan completamente cuando las usas. En cambio, tienen una profundidad de descarga recomendada: cuánto se puede usar antes de rellenarlos.

Las baterías de plomo-ácido sólo deben funcionar hasta el 50% de su profundidad de descarga. Más allá de ese punto, corre el riesgo de afectar negativamente su vida útil.

Por el contrario, las baterías de litio pueden soportar descargas profundas del 80% o más. Básicamente, esto significa que presentan una mayor capacidad utilizable.

3. Eficiencia

Las baterías de litio son más eficientes. Esto significa que se almacena y utiliza una mayor cantidad de energía solar.

Por ejemplo, las baterías de plomo-ácido tienen solo entre un 80 y un 85 % de eficiencia, según el modelo y el estado. Eso significa que si las baterías reciben 1000 vatios de energía solar, solo habrá entre 800 y 850 vatios disponibles después del proceso de carga y descarga.

Las baterías de litio tienen una eficiencia de más del 95%. En el mismo ejemplo, tendrías más de 950 vatios de potencia disponibles.

Una mayor eficiencia significa que sus baterías se cargan más rápido. Dependiendo de la configuración de su sistema, también podría significar que tenga que comprar menos paneles solares, menos capacidad de batería y un generador de respaldo más pequeño.

4. Tasa de carga

Una mayor eficiencia también conlleva una velocidad de carga más rápida para las baterías de litio. Pueden manejar un amperaje más alto del cargador, lo que significa que se pueden recargar mucho más rápido que el plomo-ácido.

Expresamos la tasa de carga como una fracción, como C/5, donde C = la capacidad de la batería en amperios hora (Ah). Por lo tanto, una batería de 430 Ah que se carga a una velocidad de C/5 recibiría 86 amperios de carga (430/5).

Las baterías de plomo-ácido tienen una cantidad limitada de corriente de carga que pueden manejar, principalmente porque se sobrecalentarán si las carga demasiado rápido. Además, la velocidad de carga se vuelve significativamente más lenta a medida que se acerca la capacidad máxima.

Las baterías de plomo-ácido pueden cargarse alrededor de C/5 durante la fase de carga (hasta el 85% de su capacidad). Después de eso, el cargador de baterías automáticamente desacelera para completar las baterías. Esto significa que las baterías de plomo-ácido tardan más en cargarse, en algunos casos más del doble que una alternativa de litio.

5. Densidad de energía

Las baterías de plomo-ácido que aparecen en la comparación anterior pesan alrededor de 125 libras. La batería de litio pesa 192 libras.

La mayoría de los instaladores pueden soportar el peso adicional, pero los aficionados al bricolaje pueden encontrar más difícil instalar las baterías de litio. Es aconsejable solicitar ayuda para levantarlos y colocarlos en su lugar.

Pero eso conlleva una desventaja: la densidad energética de las baterías de litio es mucho mayor que la de las baterías de plomo-ácido, lo que significa que caben más capacidad de almacenamiento en menos espacio.

Como puede ver en el ejemplo, se necesitan dos baterías de litio para alimentar un sistema de 5,13 kW, pero necesitaría 8 baterías de plomo-ácido para hacer el mismo trabajo. Si se tiene en cuenta el tamaño de todo el banco de baterías, el litio pesa menos de la mitad.

Esto puede ser un beneficio real si necesita ser creativo a la hora de montar su banco de baterías. Si cuelga un gabinete en la pared o lo esconde en un armario, la densidad de energía mejorada ayuda a que su banco de baterías de litio encaje en espacios más reducidos.

Litio versus plomo-ácido: ¿cuál debería elegir?

El litio y el plomo-ácido tienen precios comparables a lo largo de su vida útil, pero el litio es una inversión inicial mucho más costosa. No lo recomendaríamos a menos que utilice su sistema a diario.

Estos son los tipos de baterías que recomendamos para una variedad de aplicaciones:

Residencia fuera de la red a tiempo completo

Plomo-Ácido o Litio inundado.

Si vive fuera de la red a tiempo completo, su mejor opción es FLA (si no le importa el mantenimiento regular) o la opción premium de litio para uso intensivo.

Cabaña/casa de vacaciones fuera de la red

Ácido de plomo sellado.

Si posee algo como una cabaña de caza o una casa de vacaciones, solo estará allí unas pocas veces al año. Eso significa que no podrá mantenerse al día con el mantenimiento requerido por las baterías FLA.

En su lugar, gaste un poco más en SLA. No requieren mantenimiento, por lo que no morirán si permanecen inactivos durante unos meses.

Sistema de respaldo de batería

Ácido de plomo sellado.

Supongamos que está construyendo un sistema con batería de respaldo para cortes de energía de emergencia. Lo ideal es que sólo utilices esas baterías una vez al año (algunas veces si vives en una zona con una red eléctrica poco fiable). No verán suficiente uso para que usted invierta en litio y no querrá realizar el mantenimiento de las baterías FLA que usa una vez al año.

Elija SLA, que (nuevamente) no requiere mantenimiento.

Uso industrial remoto

Sellado de plomo-ácido o litio.

El proceso de toma de decisiones es más o menos el mismo aquí. El litio podría valer la pena para alimentar un sitio industrial que sufre un uso intensivo. Si está alimentando equipos de monitoreo básicos en un puesto remoto, SLA hará el trabajo más barato y aún así no tendrá que preocuparse por las visitas de mantenimiento.