Almacenamiento de energía solar en instalaciones fotovoltaicas

Como todos sabemos, el modelo energético que se ha seguido durante tanto tiempo es insostenible. Esto se debe a la vida limitada de los combustibles fósiles y a su altísimo poder contaminante. Teniendo esto en cuenta, es lógico que cada vez esté más extendido el uso de la energía que proviene de fuentes renovables, como puede ser la solar o la eólica.

Pero la generación de energía por estos métodos tiene un gran inconveniente, que no está disponible siempre que se necesite. Una instalación de módulos solares fotovoltaicos no genera electricidad por las noches o en días muy nublados, momentos en los que la demanda de energía sigue produciéndose.

Para evitar este problema, se ideó el concepto de almacenamiento energético: equipos capaces de acumular energía en su interior para después liberarla en momentos en los que se necesite. Poco a poco, esta idea ha evolucionado hasta las baterías para almacenar energía que se utilizan hoy en día.

En las instalaciones fotovaoltaicas, estos sistemas de almacenamiento de la energía solar cobran todavía más fuerza debido a la desventaja comentada anteriormente. Se necesita una forma de hacer accesible en todo momento este tipo de energía, y las baterías son la forma de conseguirlo.

¿Cómo funciona una instalación fotovoltaica con baterías?

El funcionamiento general de un sistema de almacenamiento de energía solar es el siguiente:

1. Los captadores se encargan de generar energía. Esta energía se utiliza para alimentar los consumos y el excedente que no se use se conduce hasta la batería donde quedará almacenada.
2. La batería acumula toda esta energía sobrante. Hay que aclarar que estos sistemas pueden ser de diferentes capacidades y se pueden unir unos con otros para aumentar la capacidad total de acumulación, en función de las necesidades de cada usuario.
3. En aquellos momentos en los que exista una demanda de electricidad y no haya generación por parte de la instalación, se libera la energía almacenada en la batería para satisfacer dichas necesidades energéticas.

La carga de las baterías se basa en una reacción electroquímica, denominada redox o reducción-oxidación, que consiste en un intercambio de electrones entre los polos de la batería. Al conectar algún equipo que demande electricidad, se crea una corriente que hace que estos electrones vayan del polo negativo al positivo, liberando la energía acumulada. Mientras que, para recargar la batería, se necesita una fuente de energía externa (como puede ser la energía solar que no se esté utilizando en ese momento) que hace que los electrones vayan en sentido contrario.

Tipos de baterías para una instalación solar fotovoltaica

Hay muchos tipos de baterías hoy en día, pero las más importantes son las siguientes:

• Plomo ácido: son las más empleadas históricamente. Debido a su alta toxicidad por el plomo, es conveniente buscar otras alternativas.
• Níquel-Cadmio: ofrecen un buen rendimiento, pero por tener un alto coste y una reducida vida útil, no suelen ser la opción más adecuada.
• Ion litio: cuentan con una gran eficiencia, un elevado número de ciclos de carga y descarga, bajas necesidades de mantenimiento y la facilidad de reciclaje de los desechos del litio.
• Estado sólido: el funcionamiento es muy parecido a las anteriores, solo que el electrolito es sólido en vez de líquido. Esto hace que su tamaño y peso sea menor y que cuente con mayor eficiencia energética. El problema actual es su elevadísimo coste, lo que hace que no sean todavía una opción viable.

Teniendo en cuenta todos los condicionantes, la mejor opción hoy en día son las baterías de ion litio.

Hay tres conceptos muy importantes a la hora de hablar de las baterías que se deben conocer antes de elegir la que mejor se adapte a tu instalación solar:

• Capacidad de carga: es la cantidad de energía que puede suministrar un sistema de almacenamiento. Como se ha comentado antes, al conectar varias baterías entre sí se puede formar un conjunto que aumente la capacidad de carga de la instalación fotovoltaica.
• Profundidad de descarga: porcentaje de la capacidad total utilizado en un ciclo de carga o descarga.
• Vida útil: hace referencia al número de ciclos de carga y descarga que aguanta la batería con una capacidad por encima del 80% de su capacidad nominal. Se mide en ciclos de carga o descarga de la batería.

Ventajas del almacenamiento de la energía solar

Un adecuado sistema de almacenamiento de energía solar solo puede aportar ventajas al consumidor. Es cierto que el precio de la instalación aumenta (en torno al 20% en instalaciones solares fotovoltaicas), pero hay que tener en cuenta que con estos sistemas se conseguirá un ahorro mucho mayor, ya que proporciona mayor consumo de la energía de generación renovable.

El uso de baterías en instalaciones fotovoltaicas es más o menos reciente y está en constante desarrollo, pero entra dentro de los criterios de rentabilidad de este tipo de instalaciones.

Las principales ventajas de un sistema de almacenamiento de energía solar con baterías de ion litio son las siguientes:

• Capacidad de gestionar la energía solar de manera personalizada, lo que supone un mayor ahorro.
• Son sistemas ampliables en cualquier momento, por lo que su flexibilidad en este aspecto es una gran ventaja.
• Poseen una elevada capacidad y profundidad de descarga. Su vida útil se estima en 15 -20 años.
• Compactas y de tamaño reducido en comparación con un banco de baterías convencional.
• Apenas requieren mantenimiento.
• Buen rendimiento frente a bajas y altas temperaturas.