Los nuevos sistemas de energía solar de litio para aplicación residencial

Las baterías de litio se han consolidado en los últimos años como un elemento indispensable para los aparatos electrónicos de uso común. Los smartphones, los ordenadores portátiles, las motocicletas eléctricas o los patinetes para el uso urbano son solo algunos de los aparatos de nuestro día a día que funcionan gracias a una batería de litio.

La alta eficiencia y la durabilidad son factores que explican el éxito de este tipo de baterías, que además ofrecen capacidades cada vez más altas y han logrado rebajar sus precios hasta hacerlos muy económicos.

Pues bien, al uso de las baterías de litio en aparatos o electrodomésticos se añade ahora la posibilidad de utilizar la nueva generación de baterías de ion-litio en instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo, como la batería solar de litio Pylontech. En este post vamos a explicarte en qué consisten este tipo de baterías, también conocidas como baterías de litio-ferrofosfato o baterías LFP.

Características de las baterías recargables de ion-litio

La batería de litio-ferrofosfato o LFP es una batería recargable de ion-litio que usa un cátodo de fosfato de hierro litio, de ahí que se la denomine también con la nomenclatura LiFePO4. Como todas las baterías de iones de litio, emplea una sal de litio como electrolito para generar los iones necesarios para provocar una reacción electroquímica reversible entre el cátodo y el ánodo.

Este tipo de baterías empezó a usarse en 1996 y su aplicabilidad ha experimentado desde entonces grandes avances. Por ejemplo, el Massachusetts Institute of Technology descubrió un nuevo recubrimiento que permite reducir notablemente su peso y tamaño. Poco a poco han ido sustituyendo a las baterías de plomo-ácido en muchos usos. La comparación entre baterías de plomo y de litio demuestra que las baterías de litio no tienen rival.

Las baterías LiFePO4 tienen una densidad energética menor las baterías de litio más comunes. Es decir, permiten acumular una cantidad algo menor de energía, pero el resto de características son ventajosas en la comparación: duran hasta diez veces más, ofrecen más potencia y son más seguras.

Esto es debido a que para su fabricación se utiliza un mineral procedente del grupo olivino, que es menos costoso de obtener, no es tóxico y tiene abundante hierro. Todo esto confiere a las baterías LiFePO4 características como la no toxicidad, muy buena estabilidad térmica y seguridad. Además, tienen mayor durabilidad que otras baterías de litio, porque experimentan una ratio menor de pérdida de capacidad. Es lo que comúnmente se llama "efecto memoria", que en las baterías de litio es mínimo.

Otra ventaja muy interesante de las baterías LiFePO4 es que tienen un voltaje de descarga muy constante, en el entorno de los 3,2 voltios durante toda la descarga hasta que la pila se vacía, lo que permite que la batería entregue toda la energía almacenada hasta que se descarga por completo.

Por último, evitan algunos riesgos ambientales al sustituir el uso de cobalto por fosfatos. Y, por supuesto, se trata de una energía limpia, la energía fotovoltaica.

Aplicación de las baterías de ion-litio al uso residencial

Pues bien, la tecnología de las baterías LiFePO4 ya tiene aplicación residencial. Una instalación o vivienda aislada puede hoy en día satisfacer todas sus necesidades energéticas con estas baterías, cuyo tamaño estándar, de apenas 19 pulgadas, permite la instalación en un rack con de cuatro o seis unidades. Esto hace que instalar y ubicar el sistema sea muy sencillo.

Cada caso debe someterse a un estudio particularizado para optimizar la instalación al consumo y el uso que se pretenda, pero para instalaciones domésticas de hasta aproximadamente 10kW de potencia instalada, suele recomendarse el uso de baterías LV con regulador MPPT conectadas hasta 48V.

¿Qué ventajas tienen este tipo de baterías en las aplicaciones residenciales?

• Tienen mayor densidad energética, de modo que a mismo volumen ofrece más energía acumulada.
• No exige ningún tipo de mantenimiento, nunca.
• Son más ligeras, puesto que su peso es apenas una quinta parte del que requeriría una batería equivalente de plomo.
• Los fabricantes ofrecen hasta diez años de garantía, frente a los dos que ofrecen los fabricantes de batería de plomo-ácido. Para disfrutar de esta garantía, basta registrar el producto que hemos adquirido en la web de fabricante, lo cual nos concede una garantía extra de tres años respecto a los siete que se tienen de inicio.
• Ofrece el doble de profundidad de descarga que las baterías de plomo, de forma que podemos llegar hasta el 100% sin que se generen problemas para la autonomía y la durabilidad del sistema.
• Tiene una vida útil mucho más larga, que puede durar hasta 6.000 ciclos de carga y descarga, frente a los 2.500 que, en el mejor de los casos, ofrecen las baterías de plomo.
• Permiten la carga rápida. Las baterías LiFePO4 para uso residencial se pueden cargar en dos horas, frente a las ocho que tardan las baterías de plomo ácido con capacidad similar.

Todas estas ventajas convierten a las baterías de ion litio LiFePO4 en las baterías de las casas del futuro.