Acumuladores para placas solares. Qué son y cómo funcionan

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Los acumuladores para placas solares, o baterías solares, son un elemento fundamental en las instalaciones fotovoltaicas para el autoconsumo que funcionen sin conexión a la red, aunque también se pueden incluir en instalaciones conectadas a la red. Se encargan de almacenar la energía generada para poder utilizarse en los momentos en los que las placas no están produciendo energía. Las baterías para energía solar pueden ir en instalaciones de placas solares para casa y paneles solares para empresas.

Qué son los acumuladores para placas solares

En el contexto de las placas solares y sistemas de energía solar, el término «acumuladores» se refiere comúnmente a las baterías utilizadas para almacenar la energía generada por los paneles solares. Estas baterías son un componente opcional en sistemas fotovoltaicos, ya que permiten almacenar la energía eléctrica generada durante el día para su uso durante la noche o en momentos en los que la producción de energía solar es insuficiente.

Las baterías de acumuladores para placas solares son útiles para garantizar un suministro constante de energía eléctrica, ya que la generación de energía solar está directamente relacionada con la disponibilidad de luz solar. Durante las horas en que hay suficiente luz solar, los paneles solares convierten la energía solar en electricidad, y parte de esa energía se utiliza inmediatamente para alimentar los dispositivos conectados al sistema. El exceso de energía se almacena en las baterías para su uso posterior.

Algunos de los tipos de baterías utilizadas en sistemas de energía solar incluyen baterías de plomo-ácido, baterías de ion de litio y otras tecnologías más avanzadas. La elección del tipo de batería depende de varios factores, como el costo, la capacidad de almacenamiento, la vida útil y la eficiencia del sistema.

En resumen,Los acumuladores solares o baterías son dispositivos empleados para almacenar la energía eléctrica que producen los paneles fotovoltaicos, de forma que se pueda utilizar en el momento en el que se necesite, cuando el sistema no está produciendo energía, por ejemplo durante la noche o en los días muy nublados. Estos elementos actúan como contenedores donde se puede guardar la energía. Gracias a ello, la vivienda puede disfrutar de una mayor autonomía y prescindir totalmente de la red eléctrica, o recurrir a ella lo mínimo posible.

Cómo funcionan las baterías solares

Las baterías solares basan su funcionamiento en el principio de oxidación-reducción de los elementos químicos de sus componentes. Por un lado una de las sustancias se oxida y pierde electrones, mientras que la otra suma electrones y se reduce. Estas baterías están compuestas por celdas químicas que tienen un polo negativo y otro positivo. Además de cierta cantidad de electrolitos que contribuyen a que haya un flujo eléctrico hacia el exterior. En dichas celdas se activa una reacción química que convierte la energía en electricidad. Una de las mayores ventajas de los acumuladores eléctricos que es que, si se cumplen ciertas condiciones, se puede regresar a la configuración inicial. Es decir, se carga el componente oxidado o se inyecta electricidad, con lo que se cierra el circuito. Con ello se evita que se descargue al mismo tiempo. El tipo de batería a elegir dependerá de varios factores tales como: la capacidad de producción, el consumo diario o consumo eléctrico que se quiera aprovechar de la energía solar.

Tipos de baterías solares o acumuladores para placas solares

Existen diferentes tipologías de baterías solares y modelos de baterías según su potencia, su capacidad, los materiales de fabricación o uso al que estén destinadas.

Baterías Monoblock

Son las más frecuentes en pequeñas instalaciones de baja o media potencia donde se busca un buen equilibrio de la relación calidad precio. Son adecuadas para las viviendas con aparatos eléctricos sencillos, sin motor, porque no toleran bien los arranques de ese tipo de aparatos. Su vida útil es más bien corta (en torno a 600 ciclos) y tienen poca capacidad.

En el mundo de la energía portátil y la alimentación de sistemas autónomos, las baterías monoblock han demostrado ser una opción confiable y versátil. Estas baterías, también conocidas como baterías de un solo bloque, ofrecen una solución compacta que combina rendimiento, durabilidad y facilidad de uso. En este artículo, exploraremos qué son las baterías monoblock, sus características clave y sus aplicaciones comunes.

Características de las baterías Monoblock

  1. Simplicidad de Diseño: La principal característica distintiva de las baterías monoblock es su diseño integrado. Todas las celdas y componentes esenciales están encapsulados en un solo bloque, lo que facilita su instalación y mantenimiento.
  2. Versatilidad de Aplicaciones: Estas baterías son adecuadas para una amplia gama de aplicaciones, desde sistemas de respaldo de energía en el hogar hasta la alimentación de vehículos eléctricos ligeros. Su versatilidad se debe a su capacidad para proporcionar energía constante en un formato compacto.
  3. Rendimiento Confiable: Las baterías monoblock, al basarse a menudo en tecnologías de plomo-ácido, ofrecen un rendimiento confiable y consistente. Son capaces de suministrar corriente de manera eficiente, lo que las hace ideales para aplicaciones que requieren una potencia constante.
  4. Costo-Efectividad: Comparadas con algunas baterías más avanzadas, las baterías monoblock son una opción más económica. Esto las convierte en una solución atractiva para aquellos que buscan una fuente de energía confiable sin comprometer significativamente el presupuesto.

Aplicaciones de los acumuladores monoblock

  1. Sistemas de Respaldo de Energía: Las baterías monoblock son utilizadas comúnmente en sistemas de respaldo de energía para el hogar. Pueden almacenar energía durante períodos de bajo consumo y suministrarla cuando la demanda es alta o durante cortes de energía.
  2. Vehículos Eléctricos Ligeros: En algunos vehículos eléctricos ligeros, las baterías monoblock proporcionan la potencia necesaria para la propulsión, siendo una opción eficiente y de fácil instalación.
  3. Energía Renovable: En sistemas de energía renovable, como instalaciones solares o eólicas pequeñas, las baterías monoblock pueden almacenar la energía generada para su uso posterior, garantizando una fuente continua de electricidad.
  4. Equipos de Emergencia: Dada su confiabilidad y capacidad para suministrar energía de manera constante, las baterías monoblock son ideales para equipos de emergencia como sistemas de iluminación y comunicación.

Baterías Estacionarias

Están pensadas para instalaciones fotovoltaicas con un consumo medio-alto, y su precio es más elevado que las monoblock porque soportan una mayor exigencia y se pueden usar diariamente. Son aptas para cualquier tipo de instalación de panales solares, y ofrecen un excelente rendimiento.

Las baterías estacionarias son dispositivos de almacenamiento de energía diseñados para aplicaciones estacionarias, lo que significa que se utilizan en un lugar fijo sin ser transportadas. A diferencia de las baterías portátiles, como las de los teléfonos móviles, las baterías estacionarias están diseñadas para proporcionar una fuente continua de energía en situaciones donde la estabilidad del suministro eléctrico es crítica.

Características Clave de las Baterías Estacionarias:

  1. Alta Capacidad de Almacenamiento: Las baterías estacionarias están diseñadas para almacenar grandes cantidades de energía. Esto las hace ideales para aplicaciones que requieren un suministro constante durante períodos prolongados, como sistemas de respaldo de energía.
  2. Tecnologías Variadas: Existen varios tipos de baterías estacionarias, incluyendo baterías de plomo-ácido, de ion de litio, y de flujo. Cada tecnología tiene sus propias ventajas y desventajas, permitiendo a los usuarios seleccionar la opción que mejor se adapte a sus necesidades específicas.
  3. Larga Vida Útil: Las baterías estacionarias suelen tener una vida útil más larga en comparación con las baterías portátiles. Esto las convierte en inversiones sólidas para aplicaciones a largo plazo, como sistemas de energía renovable.
  4. Confiabilidad: La confiabilidad es una característica crítica de las baterías estacionarias, especialmente en situaciones donde se depende de ellas para mantener operativa la energía en caso de cortes de suministro eléctrico o en sistemas aislados.

Aplicaciones de las Baterías Estacionarias:

  1. Sistemas de Respaldo de Energía: Las baterías estacionarias son fundamentales en sistemas de respaldo de energía, proporcionando una fuente de alimentación continua en caso de interrupciones en el suministro eléctrico principal.
  2. Energía Renovable: En instalaciones solares y eólicas, las baterías estacionarias almacenan la energía generada durante los períodos de mayor producción para su uso cuando la demanda es más alta o cuando las condiciones climáticas no son favorables para la generación de energía.
  3. Infraestructuras Críticas: Para garantizar la continuidad de servicios esenciales en hospitales, centros de datos y otras infraestructuras críticas, las baterías estacionarias actúan como salvaguardas en caso de fallas en la red eléctrica.
  4. Telecomunicaciones: En torres de telecomunicaciones y estaciones base, las baterías estacionarias proporcionan energía de respaldo para garantizar la continuidad de las comunicaciones en situaciones de emergencia.

A medida que avanzamos hacia un futuro más sostenible, las baterías estacionarias desempeñarán un papel crucial. Su capacidad para almacenar la energía generada por fuentes renovables contribuye a la transición hacia una matriz energética más limpia y eficiente. Además, la investigación continua en tecnologías de baterías busca mejorar la eficiencia, reducir costos y minimizar el impacto ambiental de estas soluciones de almacenamiento estacionario.

Baterías de gel

Las baterías de gel también son adecuadas para instalaciones de tamaño medio o grande, donde se requiera una elevada potencia durante periodos de tiempo largos. También son idóneas para instalaciones en difícil acceso, en las que las labores de mantenimiento tengan que espaciarse todo lo posible, por ejemplo en sistema de telecomunicación o instalaciones aisladas.

En el mundo de las soluciones de almacenamiento de energía, las baterías de gel han emergido como una alternativa confiable y segura. Este tipo de baterías, también conocidas como baterías de electrolito en gel, han ganado popularidad en una variedad de aplicaciones gracias a sus características únicas y a su capacidad para proporcionar una fuente de energía estable. En este artículo, exploraremos qué son las baterías de gel, cómo funcionan y sus aplicaciones comunes.

¿Qué son las Baterías de Gel?

Las baterías de gel pertenecen a la categoría de baterías de plomo-ácido, pero difieren en el diseño de su electrolito. En lugar de utilizar un electrolito líquido como en las baterías convencionales, las baterías de gel emplean un gel espeso y viscoso. Este gel inmoviliza el electrolito, proporcionando una serie de beneficios en términos de seguridad y rendimiento.

Características Clave de las Baterías de Gel:

  1. Seguridad Mejorada: La característica principal de las baterías de gel es su mayor seguridad. El gel espeso evita derrames de ácido y minimiza el riesgo de fugas, lo que las hace ideales para aplicaciones en las que la seguridad es una prioridad.
  2. Ciclos de Vida Prolongados: Las baterías de gel suelen ofrecer una vida útil más larga en comparación con las baterías de plomo-ácido convencionales. Esto las convierte en una opción atractiva para aplicaciones que requieren ciclos de carga y descarga frecuentes.
  3. Mantenimiento Reducido: Al no requerir mantenimiento constante, las baterías de gel son una opción conveniente para aquellos que buscan una solución de almacenamiento de energía sin la necesidad de verificar niveles de electrolito o realizar recargas con regularidad.
  4. Resistencia a Altas Temperaturas: Las baterías de gel son menos sensibles a las fluctuaciones de temperatura en comparación con las baterías de plomo-ácido tradicionales. Su capacidad para funcionar de manera efectiva en una variedad de condiciones las hace adecuadas para diversas aplicaciones.

Aplicaciones Comunes de las Baterías de Gel:

  1. Sistemas de Energía Renovable: Las baterías de gel son utilizadas en sistemas de energía solar y eólica para almacenar la energía generada durante períodos de alta producción, permitiendo un suministro constante cuando las condiciones no son favorables.
  2. Vehículos Eléctricos: En algunos vehículos eléctricos y bicicletas eléctricas, las baterías de gel ofrecen una fuente de energía segura y duradera.
  3. Aplicaciones de Respaldo de Energía: Debido a su capacidad para proporcionar energía estable durante períodos prolongados, las baterías de gel son ideales para sistemas de respaldo de energía en el hogar, oficinas y centros de datos.
  4. Telecomunicaciones: En estaciones base y torres de telecomunicaciones, las baterías de gel actúan como fuentes de energía de respaldo confiables para garantizar la continuidad de las comunicaciones durante cortes de energía.

A medida que avanzamos hacia un futuro impulsado por la sostenibilidad y la eficiencia, se espera que la tecnología de las baterías de gel continúe mejorando. Investigaciones y desarrollos en curso buscan aumentar aún más la densidad de energía, reducir costos y hacer que estas baterías sean aún más amigables con el medio ambiente.

Baterías AGM

Este tipo de baterías son la evolución de las de gel, y están indicadas para los casos en los que se necesita una gran potencia energética en plazos breves de tiempo, ya que absorben la energía muy rápidamente. Tienen una vida útil de 1.000 ciclos y al tener una resistencia interna muy baja, son mejores que las de gel en momentos de gran intensidad de descarga.

En la búsqueda continua de soluciones de almacenamiento de energía más avanzadas y eficientes, las baterías de vidrio absorbente de matrícula (AGM) han emergido como una opción tecnológicamente sofisticada y versátil. Estas baterías, pertenecientes a la familia de las baterías de plomo-ácido, han ganado prominencia en diversas aplicaciones gracias a su diseño innovador y beneficios notables. Este artículo explora a fondo qué son las baterías AGM, cómo funcionan y las áreas en las que han dejado una marca significativa.

¿Qué son las Baterías AGM?

Las baterías AGM, o de vidrio absorbente de matrícula, son una variante de las baterías de plomo-ácido que emplean un separador de vidrio absorbente para contener el electrolito en forma de gel. Este diseño impide la fuga de ácido y permite una distribución más uniforme de la energía, mejorando así la eficiencia y la vida útil de la batería.

Características Clave de las Baterías AGM:

  1. Sin Mantenimiento: Una de las principales ventajas de las baterías AGM es su naturaleza sin mantenimiento. No requieren la adición regular de agua destilada, como es el caso con algunas baterías convencionales, simplificando así el mantenimiento y mejorando la comodidad para los usuarios.
  2. Diseño a Prueba de Derrames: La tecnología AGM elimina el riesgo de derrames de ácido, ya que el electrolito se encuentra encapsulado en el separador de vidrio absorbente. Esto hace que las baterías AGM sean ideales para aplicaciones donde la seguridad y la limpieza son consideraciones críticas.
  3. Alta Tasa de Descarga: Las baterías AGM ofrecen una alta tasa de descarga, lo que las hace adecuadas para aplicaciones que requieren un suministro rápido y constante de energía. Son comúnmente utilizadas en sistemas de respaldo de energía y vehículos recreativos.
  4. Ciclos de Vida Prolongados: Las baterías AGM tienden a tener una vida útil más larga en comparación con otras baterías de plomo-ácido. Esto las convierte en una opción atractiva para aplicaciones que demandan ciclos de carga y descarga frecuentes.

Aplicaciones Comunes de las Baterías AGM:

  1. Vehículos Recreativos (RV): Las baterías AGM son ampliamente utilizadas en vehículos recreativos para alimentar sistemas eléctricos a bordo, luces y electrodomésticos, proporcionando una fuente de energía confiable durante viajes.
  2. Sistemas de Respaldo de Energía: En sistemas de respaldo para el hogar o la oficina, las baterías AGM aseguran una fuente continua de energía en caso de cortes eléctricos, garantizando la continuidad de operaciones esenciales.
  3. Aplicaciones Marinas: Dada su capacidad para funcionar en posiciones inclinadas y su resistencia a las vibraciones, las baterías AGM son ideales para embarcaciones, suministrando energía a equipos eléctricos y sistemas de navegación.
  4. Sistemas de Energía Renovable: En instalaciones solares y eólicas, las baterías AGM almacenan la energía generada durante los períodos de máxima producción para su uso posterior, estabilizando así la entrega de energía.

Baterías de litio

Las de litio son las baterías que, hoy por hoy, cuentan con una mayor durabilidad. Ofrecen una óptima respuesta ante descargas profundas, con bajísima autodescarga y sin efecto memoria, lo que permite que se puedan descargar al 100%. Están fabricadas con elementos muy ligeros, por lo que los dispositivos son pequeños, fáciles de instalar y con rendimientos más altos que las baterías convencionales.  

Las baterías de iones de litio son omnipresentes en dispositivos electrónicos portátiles como teléfonos móviles, computadoras portátiles y cámaras. Su popularidad se debe a su alta densidad de energía, su capacidad de carga rápida y su peso relativamente ligero. Las baterías Li-ion funcionan mediante la transferencia de iones de litio entre el cátodo y el ánodo durante la descarga y la recarga.

Baterías inteligentes

Generalmente se incluyen en un pack compuesto de inversor y acumulador, todo en el mismo dispositivo. De esta manera se evitan problemas de compatibilidades, y a la vez se mejora el proceso de carga y descarga y se prolonga la vida útil de la batería. Además, son capaces de recopilar datos de consumo y otras informaciones útiles como previsión meteorológica o el coste de la electricidad, para poder almacenarla en los momentos en los que esta sea más económica.

Vida útil de los acumuladores para paneles solares

La vida útil de las baterías fotovoltaicas depende principalmente del tipo de dispositivo. Las tipo Monoblock son las más económicas y tienen una vida útil de unos 10 años. Las Estacionarias pueden funcionar a lo largo de hasta 20 años.  Sin embargo, su durabilidad se calcula en función del número de cargas y descargas, por lo que dependerá más de la frecuencia de uso, que del tiempo transcurrido.

La energía solar ha emergido como una solución líder en la transición hacia fuentes de energía más limpias y sostenibles. Sin embargo, la eficiencia y la estabilidad de los sistemas de energía solar dependen en gran medida de la vida útil de los acumuladores utilizados para almacenar la energía generada. En este artículo, exploraremos la importancia de la vida útil de los acumuladores en los sistemas de paneles solares, los factores que influyen en su duración y las perspectivas futuras para optimizar la sostenibilidad de estas tecnologías.

Importancia de la Vida Útil de los Acumuladores:

Los acumuladores, o baterías utilizadas en sistemas solares, son esenciales para garantizar un suministro constante de energía, incluso cuando el sol no brilla. La vida útil de estos acumuladores juega un papel crucial en la rentabilidad y la sostenibilidad a largo plazo de los sistemas solares, ya que afecta directamente la eficiencia, el rendimiento y los costos operativos del sistema.

Capacidad de las baterías solares o acumuladores para placas solares

La capacidad de los acumuladores solares se calcula en función de diferentes aspectos. Por un lado el amperaje, que es el caudal o la intensidad de corriente eléctrica capaz de suministrar la batería. Por otro lado tenemos el voltaje, que hace referencia a la fuerza o diferencia de potencial con la que circula la corriente que proporciona la batería. Luego está la velocidad de descarga, en este caso, cuanto mayor sea la velocidad de descarga, menor será la potencia  capaz de suministrar la batería. Así pues, a la hora de elegir una batería solar, debemos fijarnos en esos tres factores para conocer su capacidad. La descripción más sencilla de entender por los usuarios son los tiempos de descarga que suelen oscilar entre 100-120 horas que pueden durar entre 3 y 6  días. En cuanto al número de voltios, generalmente se pueden encontrar baterías de 12V, 24V y 48V.

Niveles de carga de la batería solar según voltaje

Según sea el voltaje de las baterías se conseguirá un nivel de carga u otro.

  • Baterías solares de 12V. Son las más adecuadas para potencias de 1 kW y consumos mensuales de menos de 100 kWh. Para estos casos se recomienda el uso de las monoblock, que están dirigidas a consumos ocasionales y bajos, como casas de campo o segundas residencias.
  • Baterías solares de 24V. Diseñadas para consumos elevados entre los 100 y los 150 kWh, con potencias entre 1 y 5 kW. Las estacionarias son las más adecuadas para este tipo de autoconsumo.
  • Baterías solares de 48V. Indicadas para grandes instalaciones fotovoltaicas y exigencias elevadas de consumo.

Precios de las baterías solares

Como hemos visto, en el mercado existe muchos tipos de baterías, con tecnologías diferentes y distintas capacidades y potencias, por lo que la variación de precios se mueve en una horquilla muy amplia, según sus características técnicas. El precio aproximado de una batería de 2,5 kW oscila entre los 1.500-2000 €, y uno de potencia superior puede llegar hasta los 5.000 €. Un acumulador solar de última tecnología puede incrementar hasta un 30% el coste final de una instalación fotovoltaica, por lo que es una inversión con una rentabilidad a largo plazo. Para elegir la batería más adecuada, lo mejor es contar con asesoramiento profesional de un experto, ya que el dispositivo más costoso, no necesariamente tiene que ser el mejor para cada caso.

¿Qué baterías solares necesito para mi instalación fotovoltaica?

La elección del tipo de baterías más adecuado para una  determinada instalación fotovoltaica, dependerá directamente dl consumo energético de una vivienda, así como del tamaño de la propia instalación. En el supuesto caso de una instalación residencial para el autoconsumo, compuesta de 12 paneles de 340 W, lo recomendable sería colocar una batería de 2,5 kW de potencia. Si se trata de un módulo de 20 paneles de 340 W, entonces lo recomendable es una batería de al menos 5 kW. Por lo general se tiende a sobredimensionar el sistema hasta un 160% en relación a la potencia de carga de las baterías para que los usuarios puedan autoconsumir y cargar a la vez.

Rentabilidad de las baterías para placas solares 

Las baterías solares son imprescindibles en las instalaciones fotovoltaicas aisladas que funcionan sin conexión a la red. Esto es necesario para poder tener suministro eléctrico en todo momento, durante la noche y en los días muy nublados. En el resto de instalaciones son elementos opcionales, pero que pueden permitir una mayor independencia de las compañías suministradoras de electricidad. Incluir un acumulador solar en la instalación fotovoltaica incrementará el periodo de amortización de la inversión y el sistema comenzará a resultar rentable a partir de los 8 años. A la vez, permitirá disfrutar de un consumo autónomo e independiente de la red eléctrica, con un considerable ahorro en la factura de la luz. Debido a que los precios de la electricidad son cada vez más elevados. También hay que mencionar las ventajas medioambientales, ya que cuanto más se prescinda de las energías fósiles, más se estará reduciendo la huella ecológica.

EFC Solar, instalación y mantenimiento de paneles solares y acumuladores para placas solares

En EFC SOLAR somos expertos en energía fotovoltaica y podemos realizar un estudio previo para tu proyecto de paneles solares, sea para uso doméstico, comercial, industrial o de otro tipo. Si te interesa un sistema con baterías solares o sin ellas, te asesoraremos para que puedas instalar la más adecuada a tus necesidades. Tanto a corto como a largo plazo, siempre con el objetivo de obtener la mayor rentabilidad y productividad de tu instalación. Nos encargamos de todo el proceso, desde el estudio inicial, la instalación, la puesta en marcha y el mantenimiento posterior de todo el módulo.

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