¿Qué tamaño de batería solar necesito?

Hoy profundizamos en el proceso de selección del tamaño ideal de las baterías, el tipo de baterías con las que conformarnos y mucho más. El punto central de nuestra discusión será determinar el tamaño de batería adecuado que necesita.

Empezando por lo básico, buscamos integrar baterías en sistemas de energía solar. Básicamente, un paquete de baterías es un grupo de baterías que funcionan en conjunto y proporcionan energía cuando no hay luz solar. La tecnología de batería adecuada y el tamaño adecuado del paquete de batería pueden ofrecer suficiente energía para sus necesidades eléctricas durante los períodos sin sol. Entre la amplia gama de tecnologías de baterías disponibles, se utilizan comúnmente baterías de plomo-ácido, incluidas las de tipo líquido de plomo-ácido. Profundizando directamente en las diferencias: en el almacenamiento de energía, las baterías de iones de litio pueden almacenar cuatro veces más energía que las baterías de plomo-ácido. En términos de densidad de energía, sigue siendo una ventaja para las baterías de iones de litio, con 150 vatios-hora por kilogramo en comparación con los 40 vatios-hora de las baterías de plomo-ácido. También tienen una vida útil más larga, con un ciclo de vida tres veces mayor. Pero, cuando se trata de energía utilizable, se recomiendan baterías de iones de litio para aproximadamente un 85% de uso, mientras que las baterías de plomo-ácido se recomiendan para un 50%.

Cuando hablamos del paquete de baterías en relación con un sistema de paneles solares fuera de la red, esencialmente nos referimos a un sistema fuera de la red que depende del almacenamiento de la batería para suministrar electricidad durante períodos sin luz solar. Como tal, es imperativo que nuestros cálculos sean precisos para evitar posibles cortes de energía. El paso inicial es determinar con precisión sus necesidades diarias de consumo de energía. Para este cálculo es necesario ser lo más detallado posible. Si bien puede utilizar datos históricos existentes, también es crucial considerar la duración durante la cual utiliza cada carga individual diariamente.

Tomemos como ejemplo una situación única, digamos que ha decidido mudarse a un lugar aislado y vivir en una pintoresca cabaña de madera, ortogonalmente distante de los bulliciosos centros de la civilización. En tales condiciones, ciertos servicios públicos, como un congelador, se convierten en una necesidad. Si utilizara un congelador convencional de 30 vatios para este fin, el consumo de energía diario sería de 720 vatios. La siguiente pieza del rompecabezas es la segunda carga: un mininevera. Basándome en escenarios de la vida real, calculé los kilovatios-hora que tiende a consumir en un año, los convertí en una tasa de consumo de electricidad por hora y finalmente los multipliqué por las 24 horas de un día. El resultado obtenido es un consumo diario de 856 vatios-hora. Además, probablemente querríamos utilizar diversas formas de entretenimiento y dispositivos electrónicos. Aquí tenemos una computadora portátil típica que consume aproximadamente 80 vatios cuando está en funcionamiento y, dado que la usamos, digamos, tres horas al día, la energía consumida asciende a 240 vatios-hora.

Estas cifras pueden parecer diminutas, pero si se consideran necesidades como un teléfono móvil, que debe cargarse todas las noches, son otros 12 vatios-hora por día. Suponiendo que también desees ver la televisión por las noches, necesitarás un televisor LCD o LED, o cualquier otra variante. Normalmente, los televisores más pequeños oscilan entre 100 y 120 vatios. Supongamos que consideramos un televisor de 120 vatios que está en funcionamiento dos horas al día, estamos ante un consumo de 240 vatios hora. Por lo tanto, al sumar todas estas cifras individuales de utilización de energía, tendríamos un consumo diario total de 2068 vatios-hora.

Mi consejo personal para determinar el número de días de reserva sería apuntar a un mínimo de dos días de energía de respaldo, aunque puede haber circunstancias que justifiquen un buffer mayor. Por ejemplo, si reside en lugares que soportan una gran nubosidad, como Seattle, es posible que desee considerar tener un excedente de dos o tres días. Ahora que hemos determinado la cantidad de energía que necesitamos reservar, multiplicamos esta cifra por el consumo de energía diario que hemos calculado previamente. Entonces, tres días multiplicados por 2068 vatios hora nos dan 6204 vatios hora.

Ahora aplicaremos la ley de Ohm para convertir los vatios hora que acabamos de calcular en amperios hora. Para lograr esto, dividimos 6204 vatios hora por el voltaje de nuestra batería; En este caso, usaremos 48 voltios, lo que nos da un total de 129,25 amperios hora, la capacidad acumulada de nuestra batería. Pero aquí está la advertencia: es posible que haya simplificado demasiado la explicación hasta ahora. De hecho, la cantidad que calculamos es la energía que necesitamos diariamente, y si bien los cálculos son ciertamente acertados, debido a los mecanismos de funcionamiento internos de las baterías, en particular de las baterías de plomo-ácido, si se selecciona esta ruta, no se pueden agotar más del 50 % sin causar un impacto en la vida útil de la batería.

Como tal, debemos tener en cuenta este nivel de descarga del 50%, un aspecto que influye en gran medida en la longevidad de su sistema de almacenamiento de batería. Si decide agotar rutinariamente sus baterías al 50%, es poco probable que su longevidad sea impresionante. Sin embargo, con las dimensiones adecuadas del paquete de baterías, relegar las baterías a una descarga del 25% debería mejorar posteriormente su vida útil.