¿Cuánto duran las baterías solares residenciales?

En las partes 1 y 2 de esta serie, <b>pv magazine</b> analizó la vida útil de los paneles solares y de los inversores residenciales. Aquí examinamos las baterías domésticas, su rendimiento a lo largo del tiempo y su vida útil.

El almacenamiento de energía residencial se ha convertido en una característica cada vez más popular de la energía solar doméstica. Una encuesta reciente de SunPower realizada a más de 1500 hogares reveló que alrededor del 40 % de los estadounidenses se preocupan por los cortes de energía de forma habitual. De los encuestados que están considerando activamente la energía solar para sus hogares, el 70 % dijo que planeaba incluir un sistema de almacenamiento de energía con baterías.

Además de proporcionar energía de respaldo durante los cortes, muchas baterías están integradas con tecnología que permite programar de forma inteligente la importación y exportación de energía. El objetivo es maximizar el valor del sistema solar del hogar. Además, algunas baterías están optimizadas para integrar un cargador de vehículos eléctricos.

El informe señaló un fuerte aumento de los consumidores que muestran interés en el almacenamiento para autoabastecerse de energía solar, lo que sugiere que la reducción de las tarifas de medición neta está desalentando la exportación de electricidad limpia local. Casi el 40 % de los consumidores mencionaron el autoabastecimiento como motivo para solicitar un presupuesto de almacenamiento, frente a menos del 20 % en 2022. La energía de respaldo para cortes de suministro y el ahorro en las tarifas de los servicios públicos también se mencionaron como las principales razones para incluir el almacenamiento de energía en un presupuesto.

Las tasas de conexión de baterías en proyectos solares residenciales han aumentado de manera constante en 2020. El 8,1 % de los sistemas solares residenciales conectaron baterías, según el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, y en 2022 esa tasa superó el 17 %.

Vida útil de una batería

Los periodos de garantía pueden ofrecer una visión de las expectativas del instalador y del fabricante sobre la vida útil de una batería. Los periodos de garantía habituales suelen ser de unos 10 años. La garantía de la batería Enphase IQ, por ejemplo, finaliza a los 10 años o a los 7300 ciclos, lo que ocurra primero.

El instalador solar Sunrun afirma que las baterías pueden durar entre 5 y 15 años. Eso significa que probablemente será necesario sustituirlas durante los 20-30 años de vida útil de un sistema solar.

La esperanza de vida de las baterías depende principalmente de los ciclos de uso. Como demuestran las garantías de los productos de LG y Tesla, se garantizan umbrales de capacidad del 60 % o el 70 % durante un determinado número de ciclos de carga.

Según el Instituto Faraday, hay dos escenarios de uso que provocan esta degradación: la sobrecarga y la carga lenta. La sobrecarga consiste en introducir corriente en una batería que está completamente cargada. Hacerlo puede provocar que se sobrecaliente o incluso que se incendie.

La carga lenta implica un proceso en el que la batería se carga continuamente hasta el 100 %, lo que inevitablemente provoca pérdidas. El rebote entre el 100 % y un poco menos del 100 % puede elevar las temperaturas internas, lo que disminuye la capacidad y la vida útil.

Otra causa de degradación con el tiempo es la pérdida de iones de litio móviles en la batería, según Faraday. Las reacciones secundarias en la batería pueden atrapar el litio libre utilizable, lo que reduce gradualmente la capacidad.

Aunque las bajas temperaturas pueden impedir el funcionamiento de una batería de iones de litio, en realidad no degradan la batería ni acortan su vida útil. Sin embargo, la vida útil total de la batería se reduce a altas temperaturas, según Faraday. Esto se debe a que el electrolito que se encuentra entre los electrodos se descompone a temperaturas elevadas, lo que hace que la batería pierda su capacidad para transportar iones de litio. Esto puede reducir el número de iones de litio que el electrodo puede aceptar en su estructura, agotando la capacidad de la batería de iones de litio.

Mantenimiento

El Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) recomienda instalar la batería en un lugar fresco y seco, preferiblemente un garaje, donde se pueda minimizar el impacto de un incendio (una amenaza pequeña, pero no nula). Las baterías y los componentes que las rodean deben tener un espacio adecuado para permitir la refrigeración, y las revisiones de mantenimiento periódicas pueden ser útiles para garantizar un funcionamiento óptimo.

El NREL afirma que, siempre que sea posible, se debe evitar la descarga profunda repetida de las baterías, ya que cuanto más se descargan, más corta es su vida útil. Si la batería doméstica se descarga profundamente todos los días, puede que sea el momento de aumentar el tamaño del banco de baterías.

Las baterías en serie deben mantenerse con la misma carga, según el NREL. Aunque todo el banco de baterías pueda mostrar una carga total de 24 voltios, puede haber variaciones de voltaje entre las baterías, lo que a largo plazo es menos beneficioso para la protección de todo el sistema. Además, el NREL recomienda que se establezcan los puntos de ajuste de voltaje correctos para los cargadores y los controladores de carga, según lo determinado por el fabricante.

Las inspecciones también deben realizarse con frecuencia, según el NREL. Algunos aspectos que hay que comprobar son las fugas (acumulación en el exterior de la batería), los niveles adecuados de líquido y la igualdad de voltaje. El NREL afirma que cada fabricante de baterías puede tener recomendaciones adicionales, por lo que lo mejor es consultar las hojas de mantenimiento y datos de la batería.

Este contenido está protegido por derechos de autor y no se puede reutilizar. Si desea cooperar con nosotros y desea reutilizar parte de nuestro contenido, contacte: editors@pv-magazine.com.