Por la noche, justo cuando más falta hace, el sol deja de lucir. Ducharse con agua caliente al final del día no sería posible si el sistema de paneles solares térmicos no incluyese un depósito donde almacenar el agua. Lo mismo pasa con la energía fotovoltaica. La electricidad que generan las placas del tejado a partir de la radiación solar diurna se debe almacenar para su consumo nocturno. El objetivo de este artículo es explorar cómo almacenar la energía solar fotovoltaica.
Índice
Batería solar, un almacén que convierte la electricidad en energía química
Antes de abordar el almacenamiento de la energía solar, es esencial conocer cómo se genera la corriente eléctrica. En los módulos fotovoltaicos, las celdas eléctricas liberan electrones cuando reciben la radiación solar. La corriente eléctrica que produce un panel solar es corriente continua (DC por sus siglas en inglés).
A continuación, el conversor y el transformador convierten esta corriente continua en alterna (AC) y elevan su voltaje, respectivamente. Esta forma de electricidad ya sí es utilizable en el edificio. Sin embargo, solo se cuenta con servicio eléctrico mientras los rayos del sol inciden en las placas fotovoltaicas.
En días nublados y en el periodo nocturno, ante la falta de radiación luminosa, el silicio de las celdas fotovoltaicas deja de producir electricidad. Pero hay una solución: la batería solar. La batería solar es un dispositivo que almacena electricidad en su interior, en forma de energía química.
Así, cuando se requiera energía eléctrica en la vivienda en ausencia de radiación solar, la batería solar se encarga de suministrarla. Para ello, liberará químicamente los electrones. Y, más tarde, cuando el astro rey luzca de nuevo, recuperará la carga. Esta es la función de la batería dentro de un sistema solar fotovoltaico.
Qué tipo de instalaciones fotovoltaicas requieren baterías solares
En las ciudades y en su cercanía, el sistema fotovoltaico se puede conectar a la red de suministro eléctrico. En las instalaciones con contrato de electricidad, la batería solar es opcional.
Los sistemas conectados a la red ceden a esta el exceso de electricidad que generan por el día. Por la noche, el usuario compra a la compañía eléctrica la energía que le hace falta. Así es como se reduce el importe de la factura eléctrica en las instalaciones on-grid (conectadas a la red).
Por el contrario, las instalaciones fotovoltaicas aisladas de la red eléctrica requieren baterías solares. También las precisan quienes deseen contar con un sistema autosuficiente. La ventaja del almacenamiento de la energía solar es que la instalación es autonóma ante una caída de la red.
En resumen, el uso de baterías solares es obligatorio en las llamadas instalaciones off-grid. Es decir, en aquellas aisladas de la red eléctrica. Comunes, por ejemplo, en zonas rurales.
Tipos de almacenamiento
¿Qué tipos de baterías solares hay en el mercado? Los tipos de almacenamiento de electricidad para instalaciones fotovoltaicas más habituales hoy son la batería de litio y la de plomo-ácido.
Baterías de plomo-ácido
La batería de plomo-ácido tradicional se conoce desde hace más de 150 años. Esta es la forma de almacenamiento de energía más barata para un sistema solar fotovoltaico. Las hay de dos tipos:
- Baterías monobloque: las baterías solares monoblock son aptas para instalaciones de autoconsumo de media o baja potencia. Son económicas pero menos duraderas. Su vida útil es de 4 a 10 años. Son relativamente pequeñas.
- Baterías estacionarias: son baterías de plomo más avanzadas y más grandes que las monobloque. Se utilizan en instalaciones fotovoltaicas de mayor consumo. Son más duraderas y algunas de ellas no requieren mantenimiento.
Una desventaja de las baterías solares de plomo es que la profundidad de descarga es más superficial. Es decir, la batería no es capaz de entregar energía cuando su estado de carga es bajo. Por ello, deben ser cargadas más a menudo.
Esta cualidad influye de manera notable en los ciclos de carga y descarga y, por tanto, en la vida útil de la batería. Aunque las estacionarias superan a las monobloque en este aspecto, su durabilidad no alcanza los años de vida que brindan una batería de litio.
Baterías de litio
La profundidad de descarga de las baterías de litio es mayor que la de las baterías de plomo. Además, soportan más ciclos de carga y descarga. Por consiguiente, son más duraderas y rentables. A la alta durabilidad de las baterías solares de iones de litio hay que sumar otra ventaja: apenas requieren mantenimiento. Sin embargo, requieren mayor inversión inicial.
Por otro lado, los acumuladores basados en litio tienen una alta densidad de energía. Una característica que se traduce en menor volumen ocupado para almacenar la misma energía, en comparación con las baterías de plomo.
En cuanto a los contras, la química de la batería solar de litio es susceptible de sufrir fuga térmica. Sin embargo, el riesgo de incendio se reduce si el acumulador se instala debidamente. Para evitar accidentes, se debe evitar sobrecargar la batería y someterla a temperaturas elevadas.
Otros tipos de baterías para sistemas fotovoltaicos
Las baterías basadas en níquel-cadmio (Ni-Cd), tan usadas antaño, hoy están en desuso. La Unión Europea y otros países han prohibido este tipo de batería por el impacto medioambiental del cadmio. Este metal de transición es peligroso para el entorno. Y, además, es tóxico y cancerígeno para el ser humano.
Aunque las baterías de Ni-Cd son duraderas y rinden bien en altas temperaturas, sufren el llamado efecto memoria. Un fenómeno que limita el aprovechamiento de la energía almacenada.
Qué batería elegir para almacenar energía solar fotovoltaica
Para poner el punto final, ¿qué batería elegir para almacenar la electricidad generada a partir de energía solar? Si el presupuesto es limitado, las baterías de plomo son económicas y fiables. Además, al final de su vida útil, el plomo es un metal reciclable. En cambio, si las limitaciones son de espacio, la batería de litio es notablemente más pequeña y ofrece como ventaja una mayor durabilidad.
