La generación de energía por medio de fuentes renovables, como puede ser la eólica o la solar, tienen un inconveniente y es que no está disponible siempre que se necesite. Las instalaciones solares fotovoltaicas no generan electricidad por las noches o en días muy nublados, pero la demanda de energía sigue produciéndose.

Como solución a este problema se desarrolló el concepto de almacenamiento energético. Esto consiste en equipos que son capaces de acumular la energía para liberarla en momentos de escasez. Con el paso del tiempo estos sistemas han ido evolucionando hasta llegar a las baterías que conocemos en la actualidad.

En las instalaciones fotovoltaicas estos sistemas de almacenamiento cobran cada vez más fuerza.

Funcionamiento de las baterías en una instalación solar

El funcionamiento para este tipo de instalaciones es el siguiente:

• Los módulos solares son los encargados de captar y generar la energía. Esta energía se utiliza para alimentar el consumo requerido, y son los excedentes de energía los que se almacenan en las baterías.
• Las baterías acumulan toda esta energía que en el momento de ser producida no es demandada. Estos sistemas pueden ser de diferentes capacidades y pueden estar unidas entre sí, la instalación dependerá de las necesidades de cada usuario.
• Cuando exista demanda de energía y no haya generación por parte de la instalación fotovoltaica, se liberara la energía almacenada en las baterías para de esta forma poder satisfacer las necesidades del usuario.

Tipos de baterías para  una instalación fotovoltaica

Existe una gran variedad de baterías, pero vamos a citar las más relevantes:

• Plomo ácido: Son las más empleadas. Albergan una alta toxicidad por su componente principal, el plomo. Es recomendable buscar otras alternativas.
• Níquel+Cadmio: Su rendimiento es muy bueno, pero por contraposición su precio es elevado y su vida útil es corta.
• Ion litio: Cuentan con una gran eficacia, por su alto número de ciclos de carga y descarga, bajo mantenimiento y gran capacidad de reciclaje.
• Estado sólido: Su funcionamiento es similar a las de Ion Litio, la única diferencia técnica es que el electrolito es sólido en vez de líquido. Esto hace que su tamaño y peso disminuya considerablemente y cuente con una mayor eficiencia energética. El problema actual de este tipo de baterías es su elevado coste.

Valorando las opciones que hemos desarrollado, la mejor opción para instalar un sistema de baterías es decantarse por las compuestas por Ion Litio.

En el momento de elegir el tipo de batería que mejor se adapta a la instalación solar, debemos tener en cuenta tres factores fundamentales:

• Capacidad de Carga: Cantidad de energía que pueden suministrar.
• Profundidad de descarga: porcentaje de la capacidad total utilizado en un ciclo de carga o descarga.
• Vida útil: Número de ciclos de carga y descarga que aguantan las baterías con una capacidad superior al 80% de su capacidad nominal.

Ventajas de almacenar energía solar

Las principales ventajas que aportan los sistemas de almacenamiento de energía con baterías de ion litio son las siguientes:

• Capacidad de poder gestionar la energía solar de manera personalizada, suponiendo esto un mayor ahorro.
• Sistemas ampliables, si la necesidad de almacenamiento es superior podremos ampliar el sistema.
• Su vida útil se estima en 15 -20 años.
• Compactas y de tamaño reducido en comparación con un banco de baterías convencional.
• Su mantenimiento es escaso.
• Buen rendimiento frente a bajas y altas temperaturas.

Greening-e, empresa experta en la realización de instalaciones fotovoltaicas

Desde Greening-e llevamos diez años apostando por las energías renovables, ofreciendo tanto a empresas públicas, privadas como particulares, un servicio integral para instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo con un bagaje de más de 600 instalaciones. En nuestra compañía trabajamos día a día para impulsar la utilización de estas energías como modelo de sostenibilidad y cuidado del medio ambiente.

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Actualmente el almacenamiento de energía eléctrica generada por fotovoltaica es escaso y se limita a instalaciones donde el disponer de energía durante las 24 horas es crítico al no tener alguna otra fuente que suministre la demanda en ausencia de sol.

Almacenamiento por sales minerales fundidas y baterías de Ion Litio

En centrales termo solares se utilizan sistemas de almacenamiento por sales minerales fundidas, de esta forma el calor que se almacena en ellas se emplea en periodos de ausencia de radiación solar para llevar a cabo el ciclo de vapor.

Sin embargo, este sistema de almacenamiento no es eficiente en generación fotovoltaica, puesto que la conversión de electricidad en calor para su posterior conversión de nuevo en electricidad genera unas pérdidas energéticas inasumibles.

A día de hoy la forma más eficiente de almacenaje de electricidad es la batería de Ion Litio, pero el uso masivo de litio genera una serie de problemas.

El litio es un elemento escaso en la naturaleza, esto unido al auge del vehículo eléctrico, ha hecho que las reservas de litio en el mundo se estimen insuficientes a medio plazo. Un coche eléctrico necesita aproximadamente unos 8 Kg de este material en su batería para alcanzar unas autonomías razonables.

Esta fuerte demanda está haciendo que, aunque el precio de las baterías de litio ha bajado estos últimos años sobre todo por el crecimiento de la industria manufacturera que lo posibilita, el precio de las baterías de litio se mantenga elevado imposibilitando retornos de inversión razonables durante la vida útil de una planta fotovoltaica, por lo tanto, son equipos no amortizados, y por tanto financieramente evitados a no ser que se cuente con subvenciones públicas tipo fondos Next Generation.

Alteración del medio

El coste medioambiental del uso del litio no es despreciable, ya que se necesitan alrededor de unos 2 millones de litros de agua para la producción de una tonelada de litio. Esto significa que para producir el litio necesario de la batería de nuestro coche eléctrico se han gastado 16.000 litros de agua.

Muchas de las pocas regiones donde se extrae este material han sufrido un fuerte cambio hídrico en su geografía. La consecuencia ha afectado a su ecosistema y al de muchos kilómetros alrededor de la zona de extracción.

Actualmente se están acometiendo estudios y desarrollando baterías que eliminan el problema de la escasez al utilizar otro elemento, el sodio.

Baterías de sodio

El sodio se encuentra en abundancia en la naturaleza, pensemos solo en la cantidad de litros de agua de mar que se desalan cada día, la sal es NaCl (Cloruro de sodio), y estos elementos, sodio y cloro, son fácilmente separados mediante electrólisis.

El problema del uso de Sodio en las baterías es la densidad de energía.  Al ser un elemento con un radio mayor, su masa atómica es más elevada y menor potencia redox, hace que, para la misma capacidad, las baterías basadas en ion sodio son de mayor dimensión y peso que las compuestas por Litio.

De todos modos, las baterías en base a iones de sodio prometen la solución al problema crítico de la disponibilidad asegurándose un puesto futuro en la fabricación de baterías para almacenamiento en generación Fotovoltaica donde las limitaciones de volumen son un condicionante menor.

Greening-e, empresa experta en la realización de instalaciones fotovoltaicas

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