No es novedad que en los últimos años la energía solar, principalmente a través de los paneles solares, ha aumentado hasta consolidarse como una de las principales alternativas para la reducción del consumo eléctrico y la sostenibilidad.
Ahora bien, cuando se genera energía a través de los paneles y no se consume al instante, ¿qué sucede? Es aquí donde entra en juego el almacenamiento de energía y las baterías de litio tienen un papel fundamental en todo esto.
En este artículo desgranamos las principales dudas sobre las baterías de litio: qué son, cómo funcionan, características…
¿Qué es una batería de litio?
Es un dispositivo diseñado para el almacenamiento de energía eléctrica, permitiendo su liberación cuando sea requerida por la instalación.
A diferencia de los sistemas de acumulación más tradicionales, apenas se pierde energía durante el proceso de almacenamiento ya que presentan una eficiencia de ida y vuelta superior al 90%.
Cómo funcionan estas baterías paso a paso
Una batería de ion de litio funciona como un viaje de ida y vuelta entre dos extremos: el cátodo (polo positivo) y el ánodo (polo negativo). Cuando se cargan, los iones de litio viajan del cátodo al ánodo a través de un líquido conductor llamado electrolito, donde quedan almacenadas. Durante la descarga, realizan el camino inverso, liberando electrones que se envían por el circuito externo para dar electricidad a las cargas.
Estas son las 3 fases principales:
- Carga: en esta primera fase, los paneles solares están produciendo más electricidad de la que la empresa consume, almacenando ese excedente.
- Almacenamiento: en este punto, la batería conserva la energía hasta que es necesaria. Los sistemas actuales cuentan con un BMS o Battery Management System que controla parámetros como la temperatura, el estado de carga y la vida útil del sistema, entre otros.
- Descarga: se produce cuando la energía eléctrica acumulada pasa a alimentar a los equipos o la instalación, por ejemplo cuando llega la noche o en días con poca radiación.
Como se ha mencionado previamente, estas baterías permiten acumular energía, por ejemplo, cuando se producen excedentes en una instalación fotovoltaica. Sin embargo, esta no es su única función, ya que también pueden cargarse desde la red en aquellos momentos en los que el precio de la electricidad es más bajo, como la noche, para utilizar esa energía cuando el precio sea más elevado. De este modo, es posible optimizar el consumo y aumentar la rentabilidad de la instalación.
Principales características de las baterías de litio
Este tipo de baterías son cada vez más utilizadas por la fiabilidad que aportan, destacando por:
- Alta densidad energética: se traduce en conseguir un gran almacenaje de energía ocupando menos espacios que las soluciones tradicionales.
- Larga vida útil: son capaces de soportar miles de ciclos de carga y descarga manteniendo un elevado rendimiento.
- Capacidad de carga rápida: lo que permite aprovechar mejor la producción de una instalación fotovoltaica.
- Alta eficiencia: debido a las reducidas pérdidas energéticas durante los procesos de carga y descarga.
- Bajo mantenimiento: en comparación con las tecnologías tradicionales.
Otro tipo de baterías: LiFePO₄ o Litio, Hierro y Fosfato
No todas las baterías son iguales, y en este sentido las que combinan litio, hierro y fosfato son también muy demandadas por cuestiones de seguridad, rendimiento y sostenibilidad, al no utilizar cobalto ni níquel.
Cada vez más instalaciones fotovoltaicas eligen este tipo de tecnología, convirtiéndose en un estándar para nuevas instalaciones solares en empresas y particulares.
Baterías de estado sólido: futuro y tendencia
En una batería de ion-litio convencional, el electrolito que transporta los iones entre el ánodo y el cátodo es líquido o gelificado. Las baterías de estado sólido lo sustituyen por un material sólido, que puede ser cerámico, polimérico o híbrido. Como consecuencia, este hecho podría facilitar el uso de ánodos de litio metálico y aumentar la cantidad de energía almacenada por kilogramo y por litro.
Sus principales características son:
- Mayor densidad energética: al ser más compactas y ligeras.
- Más seguridad: reducir el electrolito líquido inflamable puede disminuir el riesgo de fugas y de propagación térmica.
- Carga más rápida y mayor vida útil: son objetivos posibles si se consigue mantener estables las interfaces internas y limitar la degradación.
- Nuevos diseños y materiales: abren la puerta a celdas de litio metálico y a procesos de fabricación y reciclaje diferentes, cuyo impacto ambiental deberá evaluarse a escala industrial.
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