¿Son las baterías solares de iones de litio las mejores?

Islandia, Lesotho y Paraguay pueden parecer totalmente diferentes en la superficie, pero tienen una superpotencia en común: son 100% dependientes de la energía renovable. Sin embargo, a las grandes naciones como los Estados Unidos les ha resultado difícil ir más allá de un 20-30% de energía renovable.

El punto conflictivo ha sido que las fuentes de energía renovables más abundantes y asequibles, la energía solar y la energía eólica tienen un solo problema… son intermitentes. Esto ha significado que quienes se oponen a invertir dinero en energías renovables han argumentado, a menudo con éxito, que no pueden ser tomadas en serio como un sustituto de las fuentes de energía convencionales porque no son fiables.

Las dos claves para hacer posible el 100% de la energía renovable para la generación de electricidad en América son:

  • almacenamiento de energía asequible y
  • encontrar formas de reducir el uso de la red eléctrica en las horas punta.

Se estima que la quema de combustibles fósiles representa poco menos del 40% de las emisiones de carbono causadas por el hombre, y este es uno de los mayores problemas a los que se enfrenta nuestra sociedad. Sin embargo, hasta 2015 nadie parecía cuestionar la opinión predominante de que las energías renovables sólo podrían ser una pequeña parte de nuestra combinación energética.

Los estadounidenses podrían estar pagando mas electricidad, por este motivo los ciudadanos han elegido acoger las energías renovables para poder ahorrar dinero en su factura de la luz.

El anuncio del Powerwall 1 del Elon Musk de Tesla en 2015 encendió un torrente de discusiones e investigaciones sobre el almacenamiento de energía y el desarrollo de baterías solares rentables. La gente empezó a esperar y creer que las energías renovables podrían ser confiables y proporcionar energía de carga base si pudiéramos almacenar la energía con éxito.

A pesar de que en el momento de este anuncio los ingenieros de Tesla no habían resuelto realmente los puntos más delicados de cómo funcionaría el primer Powerwall acoplado DC, y qué otros componentes electrónicos serían necesarios para utilizarlo, el anuncio cambió el pensamiento y las actitudes y puso en marcha una cadena histórica de eventos. Esto hizo caer el guante en términos del precio del almacenamiento de energía de las baterías. Puso en marcha la creencia (que antes sólo tenían los entusiastas más optimistas de las energías renovables) de que el almacenamiento de baterías podía llegar a ser asequible para los clientes residenciales medios.

También tuvo otro impacto profundo. Estampó las baterías de iones de litio como la tecnología de baterías preferida para el almacenamiento de energía solar en el hogar. Esto puso en marcha miles de millones de dólares de inversión en investigación y desarrollo, tanto en baterías solares como en la electrónica que las controlaba. Antes de este anuncio se pensaba que las baterías de iones de litio serían demasiado caras para competir con las baterías de ácido de plomo en el almacenamiento de energía solar

A pesar del hecho de que el Powerwall 1 acoplado a DC está ahora descontinuado, este anuncio recibió una atención sin precedentes y creó un interés asombroso tanto entre los ejecutivos corporativos como entre las madres y los propietarios de viviendas pop.

Parecía como si la gente de todas las profesiones y condiciones sociales supiera de alguna manera que el almacenamiento de energía asequible y fiable era la clave para hacer que los recursos renovables fueran capaces de reemplazar la generación de electricidad a partir de combustibles fósiles como una fuente fiable de energía de carga base… y que esta transición era la clave para combatir el cambio climático provocado por el hombre.

Desde entonces, las cosas han avanzado rápidamente y ahora muchas empresas han introducido las baterías solares en el mercado o tienen previsto hacerlo en 2018. Powerwall 2 ahora ofrece 14kw de almacenamiento de energía y un inversor de batería incorporado por sólo $5,500 más la instalación. La primera versión del Powerwall ofrecía sólo 6,5 kwh de almacenamiento utilizable, lo que supone un salto impresionante en capacidad entre dos versiones de un producto.

Pero en todo el alboroto, la industria y los analistas se han olvidado de hacer una simple pregunta. ¿Es Lithium-Ion la mejor tecnología de baterías para baterías solares y acumuladores de energía solar?

¿Me sacará el Tesla Powerwall de la red?

El Tesla Powerwall 1, anunciado en 2015 revolucionó el almacenamiento de energía solar hace tres años, y su sucesor, el Powerwall 2 acoplado a la CA con un inversor de batería incorporado, sigue siendo el claro líder de la industria hoy en día. En palabras de Tesla, es una «batería recargable de iones de litio con control térmico líquido».

Su actualización 2016 es fácil de emparejar con paneles solares, especialmente si su objetivo es separarse completamente de la red. Dicho esto, las baterías caseras Tesla sólo ofrecen unas pocas horas de energía de respaldo. Los inviernos nublados te dejarán con muchas ganas.

¿Qué otras baterías de iones de litio han surgido?

Tesla no es la única marca que aprovecha el poder del ión litio. Muchas otras empresas han recreado la tecnología utilizando electrodos semisólidos en lugar de capas delgadas de ellos. Las capas ciertamente le permiten construir el volumen que necesita, pero lo hacen de manera costosa. Un proceso más simple reduce el precio, e incluso podría tener hasta un 25% más de capacidad que los modelos convencionales. El diseño puede ser producido en una quinta parte del tiempo y reduce los costos a $100 por kilovatio-hora. Se espera que el producto se lance en el primer trimestre de 2018, y podría convertirse en la batería de iones de litio más segura jamás fabricada.

Visita nuestra noticia Requisitos para la instalación de paneles solares para que puedas conocer la información sobre la Ley nacional.

¿Son todas las tecnologías de iones de litio iguales?

Los iones de litio no son todos iguales. Las baterías tradicionales son cilíndricas, pero las prismáticas son generalmente preferidas para sistemas solares grandes. Este ajuste afecta la densidad de energía, el tiempo de carga y la vida útil de la célula. Los ánodos de cobalto son demasiado efímeros y costosos para los paneles solares, pero los de fosfato ofrecen una capacidad suficientemente alta con 1000 a 2000 ciclos. Para saber más sobre las diferentes baterías de iones de litio y sus diferentes costes, póngase en contacto con nosotros.

¿Cómo puede lograr un almacenamiento de energía más duradero?

Los investigadores de la Universidad Carnegie Mellon han desarrollado una nueva batería que es barata, pero extremadamente duradera. Los iones de sodio se utilizan como electrolitos, transportando energía a través del líquido salobre. Sus electrodos positivos son a base de manganeso, y sus negativos son de carbono. Trabajan en conjunto con microgrids, pero se espera que evolucionen para estabilizar las grids convencionales, pronto.

¿Siguen siendo relevantes las baterías de ácido de plomo?

Las baterías de plomo-ácido son los modelos más antiguos para sistemas. Su profundidad de descarga (DoD) es menor que la de otros modelos, por lo que su vida útil tiende a ser relativamente corta. Aún así, son una de las ofertas más económicas disponibles hoy en día. Hay dos maneras de salir de la red: eligiendo una batería con suficiente energía solar para que dure más tiempo que los días y las noches nubladas, o almacenando baterías en abundancia. Las baterías de plomo-ácido son ideales para estas últimas gracias a su peso pluma. Cuestan hasta una décima parte de las baterías más caras, lo que las convierte en una opción popular para los hogares de clase media.

¿Existe una manera de usar el ácido de plomo de manera más segura?

Las unidades de almacenamiento de esteras de vidrio absorbente (AGM) tienen placas de baterías planas o espirales. Soportan temperaturas extremas y tienen tasas de autodescarga muy bajas. Sus sistemas de válvulas se activan cuando la capacidad total de la batería disminuye, lo que permite que el exceso de hidrógeno escape durante la carga. Efectivamente, se trata de un sistema de autoenfriamiento, por lo que su estabilidad es excepcional. Las baterías tradicionales de plomo-ácido también son propensas a las fugas, un problema que las AGMs superan excepcionalmente bien. Están sellados herméticamente y no requieren mantenimiento. Se cargan rápidamente y sólo pierden alrededor de un 3% al mes por largos períodos de inactividad. Contáctenos si necesita ayuda.

Quieres saber si ¿Funcionan los paneles solares en días nublados o en la noche? Visita esta noticia.

¿Existe tal cosa como el 100% de profundidad de descarga?

Las baterías de flujo son un nuevo competidor en el mercado y ofrecen un 100% de DoD. Si espera utilizar sus baterías en exceso, esta es una forma de aumentar su vida útil. Las baterías de flujo pueden estar inactivas sin degradarse. Manejan temperaturas de 50 grados C, y contienen su propio retardante de fuego intrínseco, por lo que no explotarán. Su diseño modular le permite reacondicionarlos fácilmente, y el simple hecho de descargarlos limpiará los electrodos. Una batería de 10 kWh le costará alrededor de un 20% más que un modelo de iones de litio, pero es probable que su vida útil los convierta en una superestrella en ascenso en la industria. Ellos no tomarán el mercado doméstico por asalto todavía, pero el skimming de precios debería cambiar eso muy pronto.

¿Cuál es el mejor almacenamiento solar para climas fríos?

Las baterías de cloruro de níquel y sodio pueden soportar temperaturas de hasta -20ºC, muy inferiores a las que pueden soportar las opciones de iones de litio. También son reciclables, ya que están hechas con productos químicos benignos y no tóxicos. No necesitan los sistemas de enfriamiento interno que requiere un gran almacenamiento de energía solar de iones de litio, y su profundidad de descarga es relativamente alta, del 80%. Siguen siendo tan caras como las baterías Flow, pero tampoco conllevan ningún riesgo de incendio.

¿Cómo puedo elegir la batería adecuada para mi sistema?

El almacenamiento de energía solar es mucho más que el DoD y la estabilidad. Su batería debe almacenar suficientes kWh para sus necesidades, o su precio debe soportar la capacidad de almacenar múltiples baterías. La regla general es permitir de tres a cinco días libres de sol, pero no es suficiente para simplemente comprar el más grande y mejor. Su batería debe ser lo suficientemente pequeña para funcionar con sus paneles.

Su eficiencia de ida y vuelta determinará cuán económico será su almacenamiento. Por supuesto, la longevidad es importante, especialmente si está invirtiendo en uno de los tipos de baterías más recientes. Su garantía le dará una idea de la vida útil, pero si su DoD es demasiado bajo para sus necesidades, incluso las unidades más resistentes no mantendrán su esperanza de vida.

Los paneles y baterías del mañana estarán conectados por un software que controla su consumo y automatiza el ahorro cuando sea necesario. Su microrred inteligente se encargará de ello en su nombre. El futuro de la energía solar es emocionante, y no sólo por sus efectos ambientales. Conviértase en parte de la revolución.

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