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Almacenamiento con batería: El ayudante en días nublados
Introducción: El buffer energético para su hogar
Los sistemas solares, junto con los aerogeneradores, son el símbolo de la generación de energía sostenible. Son compactos, silenciosos, potentes, de bajas emisiones y versátiles. Sin embargo, tienen una gran desventaja: La dependencia del clima.
Cuando el sol está cubierto de nubes, los días son cortos o las tormentas de nieve cubren los módulos, se genera poca o ninguna electricidad solar utilizable. Gracias a la tecnología de baterías existe una solución: Con los modernos almacenamientos con batería estos períodos pueden cubrirse.
La batería en el día a día: Un día típico
La siguiente representación muestra la interacción entre hora del día, generación de electricidad solar y consumo de energía en un hogar típico.
Mañana (6–9 h)
- Irradiación solar: Baja (ángulo de incidencia bajo)
- Generación eléctrica: Escasa
- Consumo: Moderado (desayuno, agua caliente)
- Batería: Comienza a descargarse o consumo de red
Media mañana a mediodía (9–14 h)
- Irradiación solar: Alta a máxima
- Generación eléctrica: Máxima (sol en el cenit)
- Consumo: Bajo (familia fuera de casa)
- Batería: Se carga – almacena energía excedente
Tarde y noche (15–22 h)
- Irradiación solar: Decreciente hasta cero
- Generación eléctrica: Disminuye continuamente
- Consumo: Alto (cocinar, entretenimiento, calefacción)
- Batería: Se descarga y suministra a la casa
La realidad: No todos los días son ideales
El ejemplo anterior muestra un día ideal. En la práctica:
- Cada persona vive de forma diferente
- El clima es impredecible
- A veces la batería no se carga completamente
- A veces falta consumo para una descarga óptima
Por eso se emplean electrónica de carga y medición inteligente. Un software inteligente controla la electrónica de potencia y utiliza datos del contador eléctrico para emplear la batería de la forma más eficiente posible.
¿Por qué un almacenamiento?
Maximizar el autoconsumo
Sin almacenamiento: El excedente solar va a la red (retribución ~8 céntimos/kWh) Con almacenamiento: La electricidad propia se usa por la noche (compra de red ~30–35 céntimos/kWh)
Ahorro por kWh de autoconsumo: ~25 céntimos
Aumentar la autosuficiencia
| Sistema | Grado de autosuficiencia |
|---|---|
| Solo FV, sin almacenamiento | 25–35% |
| FV + almacenamiento | 60–80% |
| FV + gran almacenamiento | hasta 90% |
Independencia de la red
Un almacenamiento puede servir como suministro de emergencia en caso de corte de luz (dependiendo del sistema).
Dimensionamiento de baterías: ¿Cuán grande debe ser el almacenamiento?
El tamaño correcto del almacenamiento depende de varios parámetros:
Preguntas importantes previas
- ¿Cuánta electricidad genera el sistema solar en promedio?
- ¿Cuál es la potencia máxima de generación (kWp)?
- ¿Qué grado de autosuficiencia desea alcanzar?
- ¿Cuánta electricidad se consume anualmente?
Reglas prácticas para el dimensionamiento
Basado en la potencia pico (kWp):
Por cada kWp generado debe haber entre 0,9 y 1,6 kWh de capacidad de almacenamiento.
| Tamaño instalación | Almacenamiento recomendado |
|---|---|
| 5 kWp | 4,5 – 8 kWh |
| 8 kWp | 7,2 – 12,8 kWh |
| 10 kWp | 9 – 16 kWh |
Basado en el consumo anual de electricidad:
La capacidad debe ser aproximadamente el 60% del consumo diario de electricidad.
| Consumo anual | Consumo diario | Almacenamiento recomendado |
|---|---|---|
| 3.000 kWh | 8,2 kWh | ~5 kWh |
| 5.000 kWh | 13,7 kWh | ~8 kWh |
| 7.000 kWh | 19,2 kWh | ~12 kWh |
Consejo práctico
El sobredimensionamiento rara vez compensa:
- Un almacenamiento demasiado grande nunca se carga completamente
- Los costes adicionales no se amortizan
- Mejor: Dimensionar algo más pequeño y usar la red como respaldo
Entender la tasa C
La tasa C describe la relación entre potencia de carga/descarga y capacidad del almacenamiento:
Tasa C = Potencia (kW) / Capacidad (kWh)
Ejemplo de cálculo
Una batería con:
- Potencia de descarga/carga: 10 kW
- Capacidad: 20 kWh
Tiene una tasa C de: 10 kW / 20 kWh = 0,5C
Esto significa: La batería se carga o descarga en 2 horas.
Tasa C de un vistazo
| Tasa C | Tiempo de carga/descarga | Aplicación |
|---|---|---|
| 0,25C | 4 horas | Carga lenta, suave |
| 0,5C | 2 horas | Estándar para almacenamiento doméstico |
| 1C | 1 hora | Carga rápida |
| 2C | 30 minutos | Almacenamiento de alto rendimiento |
Tasas C más altas permiten carga rápida, pero exigen más a la batería y pueden acortar su vida útil.
Indicadores de baterías de un vistazo
Capacidad (kWh)
La cantidad de energía que el almacenamiento puede absorber y entregar.
- Capacidad bruta: Capacidad física total
- Capacidad neta: Realmente utilizable (normalmente 90–95%)
Potencia de carga y descarga (kW)
Con qué rapidez la batería puede absorber o entregar energía.
- Importante para picos de carga (p. ej. encender vitrocerámica)
- Típico: 3–10 kW en almacenamientos domésticos
Eficiencia (%)
Cuánta de la energía almacenada puede realmente extraerse.
- Iones de litio: 90–95%
- Las pérdidas surgen por conversión y calor
Vida útil en ciclos
Cuántos ciclos de carga/descarga soporta la batería.
- Típico: 5.000–10.000 ciclos
- Con un ciclo diario: 13–27 años
Profundidad de descarga (DoD – Depth of Discharge)
Hasta qué punto puede descargarse la batería.
- Iones de litio: 80–100% DoD posible
- Mayor DoD = más capacidad utilizable, pero más desgaste
Tecnologías de almacenamiento en comparación
Iones de litio (estándar)
- Ventajas: Alta densidad energética, larga vida útil, alta eficiencia
- Desventajas: Mayores costes, sensibilidad a la temperatura
- Aplicación: Estándar para almacenamiento doméstico
Litio-hierro-fosfato (LFP)
- Ventajas: Muy seguro, larga vida útil, robusto
- Desventajas: Densidad energética algo menor
- Aplicación: Cada vez más en almacenamiento doméstico
Plomo-ácido
- Ventajas: Más económico, tecnología probada
- Desventajas: Menor vida útil, menos ciclos, más pesado
- Aplicación: Aún en instalaciones antiguas, off-grid
Baterías de agua salada
- Ventajas: Respetuoso con el medio ambiente, no inflamable
- Desventajas: Menor densidad energética, pesado
- Aplicación: Aplicaciones especiales
Conclusión
Resumen: Un almacenamiento con batería completa realmente un sistema solar. Cubre el vacío entre generación (de día) y consumo (por la noche), aumenta el autoconsumo y mejora la rentabilidad de la instalación. En el dimensionamiento se aplica: No elegir demasiado grande. Las reglas prácticas (0,9–1,6 kWh por kWp o 60% del consumo diario) proporcionan una buena orientación.
Continúa en: En el último artículo de esta serie Indicadores de un sistema solar: El glosario encontrará todos los indicadores importantes desde kW hasta kWp, desde eficiencia hasta tasa C, resumidos de forma clara.