Muchos de vosotros os habéis puesto en contacto con nuestra empresa para preguntarnos sobre qué tipo de baterías son más interesantes para las instalaciones fotovoltaicas, por ello, en el siguiente artículo pretendo desarrollar las principales características de los principales tipos de baterías empleadas para estas instalaciones.

Para empezar, como ya hemos explicado en post anteriores, existen un tipo de instalaciones fotovoltaicas que emplean la acumulación de energía para poder ir utilizándola a lo largo de todo el día y no solamente en el instante de generarla. Esta acumulación se realiza mediante unas baterías.

Una batería además puede proveer una intensidad de corriente superior a la que el campo fotovoltaico puede generar instantáneamente.

En primer lugar os voy a hablar de las baterías de plomo-ácido.

Este tipo de batería es la más antigua de las que se emplea en este tipo de instalaciones, debido a su sencilla elaboración y a la tecnología madurada que emplean, se pueden encontrar a precios “económicos” (a sabiendas de que las baterías son uno de los elementos más caros de las instalaciones fotovoltaicas).

Existen versiones “abiertas” y “cerradas”. La primera de ellas, posee una tapa que permite ser abierta para poder rellenar el agua destilada necesaria para su correcto funcionamiento, en cambio, las cerradas, poseen un menor mantenimiento y llevan incorporadas una serie de válvulas que liberan los gases producidos en el caso de una carga excesiva.

Se debe mencionar que estos gases son altamente explosivos por su elevada concentración de hidrógeno, por este motivo este tipo de batería debe situarse en zonas con mucha ventilación. otro inconveniente a mencionar es la posibilidad de un derrame del ácido que poseen en su interior el cual puede llegar a ocasionar graves problemas.

Ya que las más empleadas son de tipo “cerrado”, mencionar que son técnicamente conocidas como VRLA (Valve Regulated Lead Acid battery) y que dentro de esta categoría existen dos tipos, las baterías de Gel y las AGM.

Las baterías de Gel poseen el ácido en forma de gel, evitando así en caso de rotura, cualquier pérdida que pudiese ocasionar un líquido. Poseen una baja corrosión y resisten bien las bajas temperaturas. Su comportamiento frente a descargas profundas es mejor que el de las baterías líquidas.

La vida útil de estas baterías es de unos 7 años.

Como inconvenientes, indicar que al poseer una resistencia interna más elevada (lo que reduce el flujo máximo de corriente) son más delicadas de cargar, también hay que destacar que su precio es más elevado que el de las baterías líquidas.

Las baterías AGM poseen su contenido de ácido fijado en fibras de vidrio. Este tipo de batería también es conocido como “batería seca” ya que su contenido de ácido es reducido. Su vida útil ronda los 5 años.

Este tipo de batería se provee de su propia agua, ya que realiza una recombinación con el hidrógeno y el oxigeno generado durante el proceso de carga.

Poseen un comportamiento aceptable aún en climas fríos y poseen la mayor eficiencia de todas las baterías de plomo, llegando a alcanzar hasta el 95% de eficiencia.

Si hay que decir algo en contra de estas baterías es que son más vulnerables frente a descargas profundas.

Otro tipo de batería que también emplea la tecnología plomo-ácido es la Batería OPzS o Tubular.

Estas baterías están compuestas por vasos de 2 V, los cuales se combinan entre sí para poder formar baterías de 12, 24 o 48 V. la vida útil de estas baterías pueden llegar a alcanzar hasta 20 años. Permiten profundos ciclos de descarga diarios con muy buenos resultados ante cualquier tipo de consumo. Poseen un bajo nivel de autodescarga.

Como mantenimiento hay que vigilar que el electrolito permanezca sumergido en agua destilada para su correcto funcionamiento, en condiciones normales, habrá que realizar este mantenimiento cada 2-3 años.

Baterías tipo Monoblock

Están fabricadas como un único bloque, no requiere ningún tipo de asociación entre ellas para lograr los 12V que requieren las instalaciones más pequeñas. Poseen un amplio espectro de potencias ya que pueden combinarse entre sí para lograr potencias elevadas.

Alcanzan una vida útil de unos 7 años aproximadamente.

Están especialmente diseñadas para aplicaciones que requieren una demanda de larga duración de suministro de energía eléctrica.

Como la mayoría de baterías de plomo-ácido se debe controlar el nivel de agua que necesitan los electrolitos para poder funcionar en condiciones óptimas.

Dejando a un lado las baterías de plomo-ácido, podemos pasar a hablar de otro tipo de batería que también se emplea en instalaciones fotovoltaicas, y emplea el Níquel y el Cadmio.

Las principales características de la batería de Níquel-Cadmio son su larga vida y bajo mantenimiento. No se ven afectadas por las sobrecargas excesivas, pero el coste es muy elevado en comparación a las de plomo-ácido.

Su voltaje de celda es inferior a las de plomo-ácido, siendo este 1,2 V en lugar de los 2 V de las segundas.

Aguantan procesos de congelación y descongelación sin ningún efecto sobre su comportamiento. De igual manera, las altas temperaturas tienen menos incidencia que en las de plomo-ácido. Les afectan menos las sobrecargas y pueden descargarse totalmente sin sufrir daños. No poseen riesgo de sulfatación y su capacidad para aceptar ciclos de carga es independiente de la temperatura.

Como principal inconveniente cabe destacar que presentan el denominado “efecto memoria”, mediante el cual, se reduce la capacidad de la batería a causa de cargas incompletas. Se produce cuando se carga una batería sin haber sido descargada del todo. Al memorizar el ciclado, la batería limita descargas que sean mayores produciéndose así una pérdida en la capacidad de la misma.

Por último, la tecnología empleada por las baterías de ión litio se está imponiendo en este mercado debido a sus altas prestaciones.

También conocidas como baterías Li-ión. A diferencia de todas las anteriores, emplea como electrolito una sal de litio que aporta los iones necesarios para la reacción que sucede entre el ánodo y el cátodo.

Las baterías de litio más empleadas son las de fosfato de hierro y litio (LiFePO4).

Poseen una mayor tensión nominal de celda (3,2 V) en comparación a las de plomo-ácido (2 V) y junto a su elevada capacidad energética y resistencia a la descarga las posicionan en el “top” de las baterías.

Este tipo de baterías no necesitan estar completamente cargadas para su correcto funcionamiento. A diferencia de las baterías tradicionales, mantienen la entrega de potencia sin fluctuaciones hasta el mismo punto de descargarse en lugar de ir variando la potencia conforme va disminuyendo la energía de la misma.

Las baterías de ión-litio son más caras que las de plomo ácido pero si se usan en aplicaciones exigentes, el alto coste inicial es compensado por una vida útil más elevada, además de la elevada eficiencia que presentan.

No necesitan ningún tipo de mantenimiento durante toda la vida útil de la batería.

Si se dejan de utilizar, se descargan a un ritmo muy lento, lo que permite usarlas tras un largo periodo de inactividad sin necesidad de una recarga previa.

Además de todas estas ventajas, este tipo de batería es la más respetuosa con el medio ambiente ya que no posee elementos tan dañinos como el ácido sulfúrico y el plomo que está presente en otros tipos de baterías.

                                                                                                                               

 

Algunos de los principales fabricantes que hay en este momento son Tesla y Fronius, aunque en este momento, solamente el segundo de ellos posee una batería en el mercado nacional (Fronius Solar Battery).

Para conocer más sobre este último tipo de baterías os recomiendo que leáis el artículo publicado con anterioridad en nuestro blog, titulado “Powerwall – La batería de Tesla para placas solares”.