Baterías solares para instalaciones fotovoltaicas
Beneficiate de las subvenciones y ayudas del estado para acumuladores solares
Índice de contenidos
¿Qué son las baterías solares?
Las baterías solares son los elementos de una instalación fotovoltaica que permiten acumular o almacenar la energía solar que producen las placas solares.
¿Cuánto duran las baterías solares?
¿Cómo funcionan las baterías para placas solares?
¿Cuándo son necesarias las baterías solares?
¿Propiedades de las baterías solares?
La capacidad de acumular energía y generar corriente eléctrica se determina por los siguientes parámetros:
- Velocidad de carga/descarga: mide la velocidad con la que se llena y se vacía el acumulador. A mayor cantidad de ciclos de descarga, menor será la vida útil de la batería.
- Profundidad de carga: mide la cantidad de energía eléctrica que se puede introducir en la batería solar en cada carga. A mayor profundidad, menor será la vida útil del acumulador. Por este motivo, es recomendable no descargarlas más de un 50%.
¿Qué es la capacidad de una batería solar?
La capacidad de una batería solar para autoconsumo fotovoltaico es la cantidad de energía que puede acumular y se mide en Amperios-hora (Ah).
Se calcula multiplicando el voltaje por el amperaje de los acumuladores solares. Además la energía suministrada dependerá de la velocidad de descarga.
Los factores que influyen en la capacidad son:
1. Amperaje: intensidad de corriente eléctrica o el caudal que suministra la batería solar.
2. Voltaje: es la diferencia de potencial (o la fuerza) con la que circula la corriente proporcionada por la batería solar.
3. Velocidad de descarga de la batería: a mayor velocidad de descarga, menor potencia suministrada por la batería. La cantidad de amperios que puede suministrar el acumulador viene en la descripción con el formato CX que indica las horas de descarga.
¿Qué tipos de baterías solares existen?
1. Baterías monoblock para placas solares
Estas baterías están destinadas a pequeñas instalaciones, como para iluminación, algunos electrodomésticos o el ordenador. Los modelos son más económicos que el resto. Este tipo de baterías cuentan con 3 o 6 celdas internas de 2V cada una. Están conectadas entre sí formando un bloque único de 6V y de 12V, dependiendo del modelo. Existen varios tipos de baterías monoblock:
- Baterías de plomo ácido abiertas: Son las baterías más económicas, tienen una media de 400 ciclos completos de carga y descarga con una vida útil de 2 a 3 años (dependiendo del modelo). Pueden soportar profundidades de descarga de hasta el 20%.
- Baterías solares AGM: Las baterías AGM para placas solares están indicadas para pequeñas instalaciones (por ejemplo, autoconsumo en autocaravanas), van selladas y no requieren mantenimiento. Son muy versátiles y aunque se sometan a ciclos de descarga profunda, presentan muy buen funcionamiento y se pueden recargar. Los acumuladores AGM cuentan con una vida útil que oscila entre los 5 y 10 años. Las mejores baterías para placas solares AGM pueden alcanzar hasta 7000 ciclos de carga.
- Baterías de gel: Las baterías de gel para placas solares monoblock se suelen utilizar en instalaciones aisladas de bajo consumo o uso esporádico (como por ejemplo, iluminación). Su vida útil es de aproximadamente entre 4 y 5 años. Son muy similares a las baterías AGM para placas solares. La diferencia es que estas tienen mejor respuesta al voltaje frente a la descarga.
- Baterías de ciclo profundo: Son modelos muy similares a las anteriores, aunque están reforzadas para soportar profundidades de descarga de hasta el 80%. La vida útil de estas baterías suele ser de 7 a 8 años.
- Batería de litio para placas solares: ligeras, compactas y con rápidos tiempos de carga. Este tipo de acumuladores se pueden utilizar en cualquier instalación y no requieren ningún mantenimiento. Además, no emiten ningún tipo de gases contaminantes, por lo que son muy sostenibles. Como desventaja, es el acumulador que presenta un precio más elevado.
2. Baterías estacionarias para placas solares
Las baterías estacionarias tienen una vida útil más larga que las baterías monoblock, con una media de 20 años (dependiendo de su uso). Son más recomendables para su uso habitual en instalaciones solares permanentes y para consumos medios o altos. Podemos distinguir dos tipos de baterías estacionarias:
- Baterías estacionarias de plomo ácido abiertas: Son baterías compuestas por seis compartimentos individuales y separados, pero conectados entre sí. Estas se encuentran dentro de una estructura de polipropileno que funciona como material aislante y resistente al ácido que genera cada célula. Duran una media de 15 años. Casi no tienen mantenimiento y funcionan bien a las descargas profundas. Tienen pequeñas evasiones de gases.
- Baterías estacionarias de gel: O baterías de gel para placas solares. Estas funcionan en consumos medios y altos, cuando la profundidad de descarga es moderada. Tienen una vida útil de larga duración.
¿Cuál es el nivel de carga según el voltaje de la batería solar?
- Baterías solares 12V: indicadas para consumos mensuales inferiores a 100 kWh y potencias de 1 kW. En estos casos, es aconsejable utilizar baterías monoblock ya que están diseñadas para segundas residencias en las que el consumo es ocasional y bajo (ejemplo, casas de campo).
| Nivel de carga | Voltios |
|---|---|
| Total (100%) | 12,7V |
| 75% | 12,5V |
| 50% | 12,2V |
| 30% | 12V |
| Descargada | 11,6V |
- Baterías solares 24V: indicada para consumos que oscilan entre los 100 y los 150 kWh y con potencias de entre 1 y 5 kW. Se recomienda utilizar baterías estacionarias en este tipo de sistemas de autoconsumo.
| Nivel de carga | Voltios |
|---|---|
| Total (100%) | 25,4V |
| 75% | 25V |
| 50% | 24,4V |
| 30% | 24V |
| Descargada | 23,2V |
- Baterías solares 48V: indicadas para consumos por encima de los 150 kWh mensuales y con potencias superiores a los 5 kW. En estas instalaciones se aconseja utilizar baterías estacionarias o baterías de litio.
| Nivel de carga | Voltios |
|---|---|
| Total (100%) | 50,8V |
| 75% | 50V |
| 50% | 48,8V |
| 30% | 48V |
| Descargada | 46,4V |
¿Es posible conectar dos baterías solares?
Se pueden conectar varias baterías solares en serie, sumando siempre el voltaje y manteniendo constante el amperaje. Es decir, si tenemos 4 baterías de 6V y 900Ah, tenemos un total de 24 Voltios y 900 Amperios.
¿Cuántas baterías solares necesito para mi instalación fotovoltaica?
A la hora de dimensionar la capacidad de las baterías solares que necesitamos para nuestra instalación solar, es importante tener en cuenta los siguientes factores:
- Determinar la cantidad de energía que se consume en los meses de invierno. La instalación fotovoltaica debe producir en invierno la energía suficiente para cubrir la demanda energética del mes entero.
- Calcular el consumo diario en los meses de menor irradiación solar (normalmente, Diciembre o Enero) por dos. De este modo, se evitará que las baterías se descarguen más de un 50% de forma habitual. Posteriormente, multiplicar el resultado por tres para garantizar la cantidad suficiente de energía en nuestra vivienda durante tres días sin producción solar.
- Determinar el voltaje que es más adecuado para la instalación (12, 24 o 48V) en función de los consejos que hemos mencionado anteriormente.
- Calcular el amperaje de las baterías solares dividiendo la energía total entre el amperaje.
- Cálculo del consumo diario: 250 kWh /31= 8 kWh diarios.
- Multiplicamos el consumo de Enero por 6 = 8 kWh * 6= 48 .
- Seleccionar baterías de 48V. Calculamos el amperaje de las baterías = 48.000/48 = 1.000 Ah. Como resultado, el acumulador a elegir será con un voltaje de 48V y un amperaje de 1.000 Ah.
Ayudas y subvenciones para baterías solares
Ahora tu instalación de acumuladores solares te puede salir muy económico gracias al plan de ayudas y subvenciones lanzado por el estado.
Ayudas del estado
Las ayudas pueden ser solicitadas por cualquier persona o comunidad de vecinos.
Tipos de ayuda a las instalaciones solares
- Subvenciones que se aplican al coste de la instalación
- Ayudas sobre impuestos estatales, como el IBI o el ICIO
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¿Qué son las baterías solares de litio?
Las baterías solares de litio son sistemas de almacenamiento de energía que utilizan la tecnología de iones de litio. A diferencia de las baterías de plomo-ácido, que usan un electrolito líquido, las de litio emplean un material que permite el movimiento de los iones de litio entre el ánodo y el cátodo, lo que genera la corriente eléctrica. Estas baterías son muy populares en la energía solar debido a su alta eficiencia, larga vida útil y diseño compacto.
¿Cómo funcionan las baterías solares de litio?
El funcionamiento de las baterías de litio se basa en el movimiento de los iones de litio. Durante la descarga, los iones de litio se mueven desde el ánodo (electrodo negativo) a través de un electrolito hacia el cátodo (electrodo positivo), creando un flujo de electrones que genera la energía. Durante la carga, este proceso se invierte, y los iones de litio regresan al ánodo. Este ciclo de carga y descarga es el que permite almacenar y liberar energía de forma eficiente.
Beneficios de las baterías solares de litio
Mayor duración
Las baterías de litio tienen un ciclo de vida mucho más largo que las de plomo-ácido, durando más de 15 años o entre 3,000 y 10,000 ciclos de carga y descarga.
Mantenimiento
No requieren mantenimiento, ya que son selladas y no necesitan ser rellenadas con agua. Además, tienen sistemas de gestión de batería (BMS) integrados que controlan la carga, descarga y temperatura, garantizando un funcionamiento seguro y óptimo.
Descargas más profundas
Soportan descargas profundas de hasta el 90-100% de su capacidad sin afectar significativamente su vida útil, lo que las hace muy eficientes..
Eficiencia alta
Tienen una eficiencia de carga y descarga superior al 95%, lo que significa que se pierde muy poca energía en el proceso de almacenamiento.
Peso y tamaño reducido
Son mucho más ligeras y compactas que las baterías de plomo-ácido equivalentes, lo que facilita su transporte e instalación, especialmente en espacios limitados.
¿Qué son las baterías solares de gel?
Las baterías solares de gel son acumuladores de energía solar y se componen por un electrolito gelidificado y están reguladas por una válvula VRLA (Valve Regulated Lead Acid).
La principal ventaja que ofrecen es la duración y la seguridad, ya que si la batería se volcase por accidente no se derramaría ningún líquido. No requieren mantenimiento.
Funcionamiento de las baterías de gel
Su funcionamiento es sencillo. Mientras la batería se carga, se generan gases que, posteriormente vuelven a convertirse en agua dentro de la misma. Esto hace que las baterías sean muy limpias y seguras de manipular.
Durante el periodo de carga, se producen grietas pequeñas en el gel que hacen que los gases liberados durante el gaseo se recombinen. Aunque la recombinación no es total, en condiciones normales de funcionamiento es innecesario añadirle agua durante la vida útil de la batería.
Para evitar que aumente excesivamente la presión en el interior de la batería por culpa de los gases liberados no recombinados, cada una de las celdas del acumulador solar cuenta con una válvula de regulación de presión que es capaz de reducir el exceso de presión e impedir la contaminación por agentes externos.
Beneficios de las baterías solares de gel
Mayor duración
Como el electrolito tiene forma de gel la evaporación es menor, así que dura más. Cuenta además con más ciclos de carga y descarga. Más que otros tipos de batería. En condiciones normales las baterías de gel tienen una duración de 12 años.
Mantenimiento
Es perfecta para colocar en instalaciones alejadas donde no se controle su funcionamiento a diario, ya que dispone de una autodescarga muy baja.
Descargas más profundas
Soportan descargas profundas de hasta el 80% sin afectar a la vida útil de la batería.
Tolerancia a las altas y bajas temperaturas
Resisten bien en lugares con cambios bruscos de temperatura y con contrastes en el clima. Como el líquido se resiste a congelarse, estas baterías son muy utilizadas en refugios de montaña
Seguridad
Tienen un sellado hermético. Si la batería se volcase por accidente no se derramaría ningún líquido.
¿Qué son las baterías solares de plomo ácido?
El principio de funcionamiento de una batería de plomo ácido consiste en las reacciones de oxidación-reducción (red-ox) de las sustancias químicas que la componen. Una de estas sustancias se oxida, es decir, pierde electrones, mientras la otra sustancia los gana, es decir, se reduce. La gran ventaja de las baterías de plomo ácido es que pueden retornar a su configuración inicial si se cumplen unas condiciones determinadas. Es decir, se inyecta electricidad o se carga el componente oxidado, y se cierra el circuito, evitando que al mismo tiempo se esté descargando.
Las baterías de plomo contienen celdas químicas que presentan un polo positivo, también llamado cátodo, y otro polo negativo, llamado ánodo. Y la existencia de electrolitos que permiten el flujo eléctrico hacia el exterior. En estas celdas se produce una reacción química, convirtiendo la energía química en eléctrica. El principio de funcionamiento de una batería de plomo ácido consiste en las reacciones de oxidación-reducción (red-ox) de las sustancias químicas que la componen. Una de estas sustancias se oxida, es decir, pierde electrones, mientras la otra sustancia los gana, es decir, se reduce.
Beneficios de las baterías solares de plomo ácido
Precio
Precio relativamante económico
Uso discontinuo
Favorece el uso discontinuo de electricidad
Mantenimiento
El mantenimiento es relativamente fácil
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