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Baterías de litio. Descubre todas sus ventajas.

Las baterías de litio se perfilan como las baterías favoritas para los bancos de acumuladores del futuro próximo.

Incluso hoy, su grado de penetración es cada vez mayor y ya han comenzado a desbancar a las baterías tradicionales de plomo-acido que durante tanto tiempo se han utilizado en el sector de la fotovoltaica. Muchos clientes de Solarmat ya están disfrutando de este tipo de baterías solares.

¿Por qué? ¿qué ventajas ofrece el litio frente a las baterías convencionales?

¿Qué es una batería de litio?

Baterías de litio. Descubre todas sus ventajas.

Empecemos por lo básico. Las baterías de litio están compuestas por cuatro componentes del mismo modo que las de plomo-ácido: ánodo, cátodo, electrolito y separador.

Dos compuestos actúan como electrodos y quedan sumergidos en el electrolito. En el ánodo el material es común para todas las baterías de litio, el Litio-Carbono, mientras que el material empleado en el cátodo puede diferir. En las baterías de Ion-Litio se hace uso de óxido de litio (Li20).

Estos cuatro componentes producen la electricidad mediante reacciones electroquímicas… cuya explicación dejaremos fuera de este artículo, para no sobrecargarlo.

 

Ventajas de las baterías de litio

bateria de litio

Abrir las entrañas de una batería de litio puede satisfacer la curiosidad de muchos, pero vamos a lo que importa a la mayoría, a los aspectos prácticos. A continuación enumeramos las ventajas más importantes de las baterías de Ion-Litio (generalmente Ion-Litio de fosfato de hierro o LiFePO4) frente a las basadas en la tecnología plomo-ácido.

 

Mejor densidad energética

La densidad energética del acumulador determina su capacidad. Las baterías de litio tienen aproximadamente tres veces más densidad energética, lo que se traduce en que comparando dos baterías del tamaño similar de ambas tecnologías, el litio triplica la capacidad del plomo-ácido.

Para tengas un orden de magnitud, una batería de plomo-ácido tiene una densidad energética de 40 Wh/kg, mientras que en el litio esta cifra asciende a los 120 Wh/kg.

bateria de litio BYD

Mayor voltaje y eficiencia energética

El litio es el elemento químico más electronegativo. Sin entrar en tecnicismos, su mayor capacidad de oxidación hace que el voltaje en el litio sea mayor. Mientras que la celda de una batería de plomo-ácido produce 2 voltios, en la de litio-fosfato asciende a los 3.2 V, mientras que en las de ion-litio llega a superar los 3.6V.

Si hacemos hincapié en el rendimiento global, las baterías de iones de litio hacen gala de un fulgurante 98%.

¿Es mucho o poco? Piensa que en el plomo ácido se sitúa en torno al 80%. Mayor rendimiento equivale a menores pérdidas energéticas, por lo que el litio aprovecha mejor la energía.

 

Mejor perfil energético

El perfil energético mide el estado de carga en relación al tiempo de carga y a la utilización de la batería. Las baterías de litio poseen un mayor perfil energético.

Al trabajar a mayor voltaje, la intensidad de corriente necesaria para producir la misma energía es menor (Recuerda que según la Ley de Ohm, Potencia es igual a Voltaje por Intensidad. P = V x I). Por lo que el tiempo requerido para cargarlas es menor.

 

Profundidad de descarga

Mientras que los acumuladores de plomo-ácido presentan su mejor vida útil manteniéndolas a un 20% de descarga y no es recomendable someterlas a descargas de más del 50%, el litio no presenta este problema y puede descargarse hasta el 100%. Aunque muchos fabricantes dejan siempre una reserva para conseguir descargas del 80%, ya que la profundidad de descarga tambien afecta a la vida útil de las baterías de litio, aunque en mucho menor grado que a las de Plomo-ácido.

 

Vida útil más prolongada

kit solar bateria de litio

Aspecto parcialmente derivado del anterior, cabe señalar que la vida útil de una monoblock de plomo-acido de ciclo profundo tiene unos 600-700 ciclos de carga- descarga, mientas que una de litio puede multiplicar por hasta 10 veces esta vida útil y alcanzar más de 6.000 ciclos.

La vida útil de los acumuladores es vital, ya que por lo general optar por un banco de baterías supone un desembolso considerable sobre el total de la instalación fotovoltaica y queremos que sea durable.

Ausencia de mantenimiento

Adiós a la monitorización del nivel del electrolito, “sayonara” a los gases perjudiciales emitidos por las baterías de plomo ácido.

Las baterías de litio están encapsuladas y no requieren de ningún tipo de mantenimiento.

 

Su principal desventaja: el precio

Siendo realistas, el principal escollo para pasarse al litio sigue siendo el aspecto económico, ya que el coste de las baterías de litio a pesar de haber disminuido sigue siendo mayor que el de sus homólogas de plomo-ácido.

Aquí, sin embargo, caben algunos matices. Bien es cierto que, a igual capacidad, el litio es más caro, sin embargo si planteamos una comparativa a más largo plazo, hay que tener en cuenta aspectos como la vida útil mayor de los acumuladores de litio ya mencionada.

También hay que tener presente la modularidad de la tecnología de litio, muy fácil de ampliar posteriormente. No así en el caso del plomo-acido, en el que un inadecuado dimensionamiento del banco de baterías puede ser fatal. Ojo con este detalle.

Por último, hay que tener en cuenta que debido a su capacidad de descarga mayor, una batería de litio de menor capacidad puede darnos la misma autonomía que una de plomo-ácido de más kW/h.

 

Comparativa práctica entre dos baterías

comparativa baterias de plomo vs baterias de litio

De cara a ejemplificar lo que hemos escrito anteriormente, vamos a comparar dos modelos concretos de baterías. Al lado izquierdo del cuadrilátero, un elemento estacionario OPZS 200 de TAB-VESNA, una de las baterías de plomo de mayor calidad y vida útil del mercado. Al derecho, una batería Pylontech US2000B de litio Ferro Fosfato (LiFePO4).

En primer lugar, vamos a comprar las fichas técnicas:

 

comparativa opzs litio

La tensión en las baterías es un elemento a tener en cuenta. Los bancos de fotovoltaica suelen trabajar a 12 / 24 / 48 voltios. Con los elementos estacionarios, necesitarías 6 / 12 / 24 elementos conectados en serie para trabajar a esos voltajes.

La Pylontech ya aglutina una serie de celdas (de 3.2 V frente a los 2V de la OPZS) que la hacen trabajar a 48 V.

 

comparativa litio vs plomo

En este otro cuadro observamos que la vida útil es mucho más elevada para el caso del litio como ya hemos comentado, he aquí el ejemplo práctico. Posteriormente verás una gráfica relacionando número de ciclos y la profundidad de descarga.

 

comparativa bateria de plomo frente a bateria de litio

En cuanto a la densidad energética, como avanzábamos, es considerablemente mayor. Pero lo más interesante aquí quizá sea el parámetro “ampliación futura”. Mientras que las Pylontech son completamente modulables, en caso de haber dimensionado tu banco de baterías con OPZS deberías duplicarlo si deseas una ampliación.

 

comparativa bateria de litio vs bateria de plomo

El primer parámetro que quizá os llame la atención en este caso es la garantía del litio, mucho más amplia que en el caso de la batería OPZS. La instalación, además, es más sencilla.

 

Hasta aquí, y siguiendo con los paralelismos de juegos clásicos de lucha, si el litio no le ha hecho un “perfect” al plomo-ácido simplemente con las características técnicas, es por poco. Pero sigamos con la gráfica que mencionamos antes, una gráfica comparativa de carga/descarga frente a la profundidad de descarga.

Podemos ver que el comportamiento de ambas tecnologías es distinto, más homogéneo en el caso del litio:

comparativa vida util baterias plomo litio

 

Descargando la batería OPzS un 35% como máximo en cada ciclo, logramos que la vida útil alcance los 4000 ciclos, que es muchisimo para una batería de litio. Mientras que en el caso de la Pylontech de litio, si descargamos al 100% en cada ciclo, todavía alcanzamos más de 4200 ciclos de vida útil.

Pero en poniendo los pies en tierra, siendo ese el caso ideal, nunca se suele cumplir que las baterías de plomo se descarguen ese 30-35% ideal. Normalmente el cliente quiere gastarse lo inimo posible y al final instala un banco de baterías que realiza descargas diarias de casi el 50%, de forma que la vida útl se ve mermada hasta los poco más de 2500 ciclos. Si hacemos lo mismo con baterías de litio como la Pylontech, podemos superar fácilmente los 10.000 ciclos (más de 27 años, ahi es nada…).

 

Efectos sobre el medioambiente

fabricantes de litio mineral para baterias de litio

No todo va a abordarse desde una perspectiva economicista.

En Solarmat estamos comprometidos con la preservación del medioambiente. No podemos dejar de señalar por tanto otra de las desventajas del litio: las operaciones de minería a cielo abierto requeridas para hacer acopio de este recurso. Para nosotros, se trata del mayor punto negro en esta tecnología.

Con todo, debemos ser realistas y admitir la premisa de que ninguna batería actual es inocua para el medioambiente. No lo es el litio, pero tampoco el plomo o cualquier metal pesado. La solución más eficiente al respecto por el momento pasa por racionalizar el uso de las baterías, y también por tanto de la energía, incluso cuando ésta procede de fuentes renovables (algo que no todo el mundo tiene en cuenta).

No obstante, si tenemos en cuenta parámetros ya citados como la vida útil o la mayor profundidad de descarga del litio y su eficiencia, debemos destacar que la huella de carbono de las baterías de litio es menor.

Hay que destacar también que si bien el reciclaje del litio es a día de hoy una práctica menos extendida frente al plomo-ácido, no tiene por qué ser así en el futuro.

 

¿Y tú, aún tienes dudas sobre si elegir baterías de litio

 

¿Quieres ver algunos kits de autoconsumo con batería de litio?

 

Si tienes cualquier duda al respecto o necesitas asesoramiento para tu instalación fotovoltaica, no dudes en ponerte en contacto con nosotros.

Sobre Mario Siles

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