Baterías de iones de litio frente a baterías de plomo-ácido

Fuente: https://www.pv-magazine.com

Un equipo de investigación internacional ha realizado una comparación tecnoeconómica entre las baterías de iones de litio y las de plomo-ácido para el almacenamiento de energía estacionaria y ha descubierto que la primera tiene un LCOE y un costo actual neto más bajos. A través de su análisis, que se realizó asumiendo el uso de las baterías en conexión con un sistema fotovoltaico conectado a la red de 10 kW, los científicos concluyeron que las baterías de iones de litio son la solución más viable.

El análisis de ambas tecnologías de almacenamiento se modeló a través del software HOMER y el Modelo de circuito equivalente (ECM), que describe el comportamiento eléctrico puro de una batería en términos de voltajes, corrientes y capacitancias. «El modelo ECM está integrado con componentes eléctricos, que responden a la batería eléctricamente», explicaron los científicos. “Por otro lado, HOMER es un software que se utiliza para la optimización de los componentes que se utilizarán en el sistema eléctrico conectado a la red”.

El análisis consideró la influencia de la tasa de carga y descarga en el rendimiento de ambos tipos de baterías en condiciones de aplicación típicas, asumiendo su uso en un sistema fotovoltaico conectado a la red (PVGCS) con un ángulo de inclinación de 16 grados y un ángulo de azimut de 0 grados. «El sistema consistía en una matriz fotovoltaica de 10 kWp, un convertidor conectado a la red de 5 kW de capacidad, almacenamiento de batería de plomo-ácido de 83 Ah y una batería de iones de litio de 167 Ah con una carga que tiene una clasificación de 4-5 kVA». explicó el grupo, señalando que en la simulación, el precio de la electricidad de la red se estimó en 0,084 € / kWh.

Citando estudios anteriores, los investigadores dijeron que, para el almacenamiento de energía estacionaria, las baterías de plomo-ácido tienen un coste de capital energético medio de 253,50 € / kWh y las baterías de iones de litio, 1,555 € / kWh, y que su coste energético medio total es de 333,50 € / kWh y 2.210 € / kWh, respectivamente. “Además, el impacto ambiental del plomo-ácido se categoriza como de alto impacto, mientras que el ion de litio tiene un impacto ambiental medio / bajo”, también especificaron.

A través de la simulación, los académicos descubrieron que las baterías de iones de litio y de plomo-ácido tienen propiedades de carga y descarga casi comparables, pero también comprobaron que los dispositivos de iones de litio tienen la misma respuesta de características de descarga que las baterías de plomo-ácido incluso con menor capacidad y menor número de unidades de batería, a la vez que proporciona características de vida útil más prolongada. Además, encontraron que la microrred formada por el sistema fotovoltaico y las baterías de iones de litio tiene un coste actual neto de 14.399 €, mientras que el del sistema fotovoltaico con baterías de plomo-ácido ronda los 15.106 €. En cuanto al LCOE, este último alcanzó un valor de 0,34 € / kWh y el primero de 0,32 € / kWh.

“El número reducido de baterías afecta el COE por unidad y, por lo tanto, el COE del sistema de microredes con baterías de iones de litio es menor, en comparación con las baterías de plomo-ácido”, explicaron además, agregando que las baterías de iones de litio tienen menores costos de por vida cuando se asocia con la energía fotovoltaica y menores pérdidas en comparación con las baterías de plomo-ácido. «A partir de las investigaciones, se puede concluir que el sistema PVGCS con baterías de iones de litio requiere un 40% menos de baterías en comparación con las baterías de plomo-ácido, y es compatible con la provisión de un suministro de energía confiable con un costo menor».

La comparación entre las dos tecnologías de almacenamiento se puede encontrar en el artículo Análisis tecnoeconómico de baterías de iones de litio y de plomo-ácido en una aplicación de almacenamiento de energía estacionaria , que se publicó recientemente en el Journal of Energy Storage . El grupo de investigación está formado por científicos de la Vrije Universiteit Brussels, en Bélgica, y el Instituto de Tecnología Jimma, en Etiopía.