Tipos de baterías para placas solares: todo lo que hace falta saber para elegir la adecuada y lograr un autoconsumo eficiente

Las placas solares constituyen un elemento básico para muchos hogares a la hora de lograr un verdadero autoconsumo en casa. Obtener de los rayos del sol toda la energía para hacer funcionar los electrodomésticos y hasta para tener agua caliente y calefacción.

Pero como no toda la energía captura se consume de forma instantánea y sobre la marcha, se usan baterías que permiten almacenar el exceso de energía, la sobrante, que genera la instalación fotovoltaica para poder consumirla en otra ocasión. Y aunque parezcan todas iguales, hay muchos tipos de baterías y en Iberdrola se han encargado de agruparlas para ayudarnos a distinguir entre los distintos tipos de baterías solares.

La batería de una placa solar cumple un papel crucial en un sistema de energía solar. Las placas solares generan electricidad a partir de la luz solar, pero esta generación no es constante (puede depender de factores como el clima y la hora del día). La batería actúa como un sistema de almacenamiento de energía, permitiendo que el exceso de electricidad generado durante los períodos de alta producción se guarde para su uso cuando la producción es baja o inexistente, como durante la noche.

Así que, a modo de resumen, la batería de una placa solar es como el cofre del tesoro que almacena la energía solar para que puedas aprovecharla incluso cuando el sol no está brillando directamente sobre tus paneles solares. Por eso, es importante elegir la batería solar más adecuada para nuestros hábitos de uso.

Hay cuatro tipos principales de baterías para almacenar energía solar: de plomo y ácido, de iones de litio, de níquel y cadmio y, por último, las denominadas baterías de flujo.

Baterías de plomo-ácido

Las baterías de plomo-ácido, también llamadas baterías de gel, son económicas y tienen una larga historia de uso en sistemas solares. Son uno de los tipos más comunes de baterías y se caracterizan por tener una baja densidad energética, lo que quiere decir que no pueden almacenar una gran cantidad de energía.

Este tipo de baterías pueden ser de tipo inundado o sellado y pueden clasificarse como de ciclo superficial o de ciclo profundo, dependiendo de la función prevista y de la profundidad segura de descarga. Estas baterías pueden durar entre uno y 10 años.

Tienen dos subtipos principales: las baterías de plomo-ácido de electrolito líquido (flooded) y las de malla de vidrio absorbente (AGM) que son selladas. Estas últimas son las más actuales y para funcionar utilizan un separador de fibra de vidrio para absorber y retener el electrolito entre las placas de plomo, en lugar de tener el electrolito en estado líquido como en las baterías de plomo-ácido convencionales.

La estructura de malla de vidrio absorbente permite que el electrolito permanezca más cerca de las placas, lo que mejora la eficiencia de carga y descarga de la batería. Además, al ser selladas, las baterías AGM son libres de mantenimiento, ya que no requieren la adición de agua como las baterías de plomo-ácido convencionales.

Baterías de iones de litio

Son conocidas por su alta densidad de energía, vida útil más larga (suelen durar unos 15 años) y por tener menor peso en comparación con las baterías de plomo-ácido. Sin embargo, pueden ser más caras.

Las baterías de iones de litio son un tipo de batería recargable que utiliza iones de litio para almacenar y liberar energía eléctrica. Estas baterías se han vuelto muy populares en una amplia gama de aplicaciones debido a su alta densidad de energía, larga vida útil y peso ligero en comparación con otras tecnologías de baterías.

La estructura básica de una batería de iones de litio incluye un ánodo (generalmente hecho de grafito), un cátodo (compuesto de un óxido de metal de litio) y un electrolito líquido que contiene iones de litio. Durante la descarga, los iones de litio se mueven desde el ánodo hacia el cátodo, generando corriente eléctrica que puede ser utilizada para alimentar dispositivos electrónicos o sistemas más grandes.

Estas baterías son comúnmente utilizadas en dispositivos electrónicos portátiles como teléfonos móviles, portátiles... pero también se están utilizando cada vez más en sistemas de almacenamiento de energía solar y vehículos eléctricos debido a su alta eficiencia y capacidad de almacenamiento. Sin embargo, es importante destacar que, a pesar de sus ventajas, las baterías de iones de litio también pueden presentar desafíos, como el riesgo de sobrecalentamiento y la necesidad de sistemas de gestión térmica y de carga para garantizar su seguridad y rendimiento.

Baterías de níquel-cadmio (Ni-Cd)

Las baterías de níquel-cadmio, también llamadas "baterías de níquel" y "Ni-Cd" son menos comunes en aplicaciones solares modernas debido a su impacto ambiental y al hecho de que contienen cadmio, algunas instalaciones más antiguas pueden usarlas.

Una batería de níquel-cadmio es un tipo de batería recargable que utiliza óxido de níquel-hidróxido como cátodo, cadmio como ánodo y un electrolito alcalino, generalmente una solución de hidróxido de potasio. Estas baterías han sido utilizadas ampliamente en el pasado, aunque su popularidad ha disminuido en algunos sectores debido a preocupaciones ambientales asociadas con el cadmio, que es un metal tóxico.

Entre sus características destacar que pueden ser recargadas y descargadas muchas veces antes de que experimenten una degradación significativa, lo que les confiere una vida útil relativamente larga. Además, son capaces de funcionar en una amplia gama de temperaturas, lo que las hace útiles en diversas condiciones ambientales.

Por contra y en comparación con algunas tecnologías más modernas, las baterías de níquel-cadmio tienden a tener una densidad de energía más baja, lo que significa que pueden ser más pesadas y ocupar más espacio para la misma cantidad de energía almacenada.

Aunque fueron populares en el pasado, las baterías de níquel-cadmio, más contaminantes, han sido en gran medida reemplazadas por tecnologías más avanzadas, como las baterías de iones de litio, que ofrecen una mayor densidad de energía y no contienen materiales tan perjudiciales para el medio ambiente.

Baterías de flujo

Las baterías de flujo, también conocidas como baterías de flujo redox, almacenan energía en solución líquida en lugar de materiales sólidos, lo que puede permitir una mayor flexibilidad en la capacidad de almacenamiento.

Son un tipo de batería recargable que almacena energía en forma de líquidos con especies químicas que participan en reacciones redox (reducción-oxidación). A diferencia de las baterías convencionales, donde los materiales activos están en forma sólida, en las baterías de flujo, los materiales activos se encuentran en solución líquida.

Las baterías de flujo utilizan dos tanques de líquido separados, uno para cada electrodo, y el electrolito líquido fluye a través de una celda de reacción cuando se necesita generar electricidad. La capacidad de almacenamiento de energía en estas baterías se puede aumentar simplemente ajustando el tamaño de los tanques, lo que las hace particularmente adecuadas para aplicaciones de almacenamiento de energía a gran escala.

Entre las ventajas destacan por ejemplo que son escalables y adaptables, lo que se traduce en que pueden ser diseñadas para almacenar grandes cantidades de energía al ajustar el tamaño de los tanques, lo que las hace ideales para aplicaciones de almacenamiento de energía a largo plazo.

Además, tienen una vida útil prolongada debido a que las reacciones redox no causan degradación significativa de los electrodos y a su vez pueden ofrecer una respuesta rápida a cambios en la demanda de energía.

Estas baterías se están investigando y utilizan en aplicaciones de almacenamiento de energía renovable y en sistemas de respaldo donde la capacidad de almacenamiento a gran escala y la durabilidad son consideraciones importantes.

En la parte menos buena, este tipo de baterías tienen una baja densidad de energía, lo que significa que los tanques que contienen el electrolito líquido deben ser bastante grandes para almacenar una cantidad significativa de energía.

La elección de la batería más adecuada dependerá de factores como el presupuesto, el espacio disponible, la capacidad de almacenamiento requerida y la preferencia por la vida útil y el mantenimiento.

Imagen portada | Sungrow EMEA

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