¿Cuánto duran las baterías solares residenciales?
Existen múltiples factores que afectan la vida útil de un sistema de almacenamiento de energía con baterías residenciales. Analizamos la vida útil de las baterías en la tercera parte de nuestra serie.
Imagen: Sonnen
En las partes 1 y 2 de esta serie, pv magazine analizó la vida útil de los paneles e inversores solares residenciales . Aquí , examinamos las baterías domésticas, su rendimiento a lo largo del tiempo y su duración.
El almacenamiento de energía residencial se ha convertido en una característica cada vez más popular de la energía solar doméstica. Una encuesta reciente de SunPower a más de 1500 hogares reveló que cerca del 40 % de los estadounidenses se preocupa por los cortes de electricidad con frecuencia. De los encuestados que consideran activamente la energía solar para sus hogares, el 70 % afirmó que planeaba incluir un sistema de almacenamiento de energía en baterías.
Además de proporcionar energía de respaldo durante cortes de luz, muchas baterías incorporan tecnología que permite la programación inteligente de la importación y exportación de energía. El objetivo es maximizar el valor del sistema solar doméstico. Además, algunas baterías están optimizadas para integrar un cargador de vehículo eléctrico.
El informe observó un fuerte aumento en el interés de los consumidores por el almacenamiento para autoabastecerse de energía solar, lo que sugiere que la reducción de las tarifas de medición neta está desalentando la exportación de electricidad local y limpia. Casi el 40 % de los consumidores indicó el autoabastecimiento como motivo para solicitar una cotización de almacenamiento, frente a menos del 20 % en 2022. La energía de respaldo para cortes de luz y el ahorro en las tarifas de servicios públicos también se mencionaron como las principales razones para incluir el almacenamiento de energía en una cotización.
Las tasas de conexión de baterías en proyectos solares residenciales han aumentado de manera constante en 2020: el 8,1 % de los sistemas solares residenciales conectaron baterías, según el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, y en 2022 esa tasa aumentó más del 17 %.
Vida útil de una batería
Los períodos de garantía permiten observar las expectativas del instalador y del fabricante sobre la vida útil de una batería. Los períodos de garantía habituales suelen ser de unos 10 años. La garantía de la batería Enphase IQ, por ejemplo, finaliza a los 10 años o 7300 ciclos, lo que ocurra primero.
El instalador solar Sunrun afirmó que las baterías pueden durar entre 5 y 15 años. Esto significa que probablemente será necesario reemplazarlas durante los 20 a 30 años de vida útil de un sistema solar.
La vida útil de la batería depende principalmente de los ciclos de uso. Como lo demuestran las garantías de los productos LG y Tesla, se garantiza un límite del 60 % o 70 % de capacidad tras un cierto número de ciclos de carga.
Dos escenarios de uso impulsan esta degradación: la sobrecarga y la carga lenta, según el Instituto Faraday . La sobrecarga consiste en introducir corriente en una batería completamente cargada. Esto puede provocar un sobrecalentamiento o incluso un incendio.
La carga lenta implica un proceso en el que la batería se carga continuamente hasta el 100 %, lo que inevitablemente produce pérdidas. El rebote entre el 100 % y poco menos del 100 % puede elevar las temperaturas internas, lo que reduce su capacidad y vida útil.
Otra causa de degradación con el tiempo es la pérdida de iones de litio móviles en la batería, afirmó Faraday. Las reacciones secundarias en la batería pueden retener litio utilizable libre, reduciendo así gradualmente su capacidad.
Si bien las bajas temperaturas pueden afectar el rendimiento de una batería de iones de litio, no la degradan ni acortan su vida útil. Sin embargo, la vida útil total de la batería disminuye a altas temperaturas, según Faraday. Esto se debe a que el electrolito que se encuentra entre los electrodos se degrada a temperaturas elevadas, lo que hace que la batería pierda su capacidad para transportar iones de litio. Esto puede reducir la cantidad de iones de litio que el electrodo puede aceptar en su estructura, agotando así la capacidad de la batería de iones de litio.
Mantenimiento
El Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) recomienda instalar la batería en un lugar fresco y seco, preferiblemente un garaje, donde se minimice el impacto de un incendio ( un riesgo pequeño, pero considerable ). Las baterías y los componentes que las rodean deben tener una separación adecuada para permitir su refrigeración, y las revisiones periódicas de mantenimiento pueden ser útiles para garantizar un funcionamiento óptimo.
óptimo.
El NREL indicó que, siempre que sea posible, se debe evitar la descarga profunda repetida de las baterías, ya que cuanto más se descargan, menor es su vida útil. Si la batería doméstica se descarga profundamente todos los días, quizás sea momento de aumentar el tamaño del banco de baterías.
Las baterías en serie deben mantenerse a la misma carga, según el NREL. Si bien todo el banco de baterías puede mostrar una carga total de 24 voltios, puede haber variaciones de voltaje entre las baterías, lo que perjudica la protección del sistema a largo plazo. Además, el NREL recomienda establecer los valores de ajuste de voltaje correctos para los cargadores y controladores de carga, según lo determine el fabricante.
Las inspecciones también deben realizarse con frecuencia, indicó el NREL. Algunos aspectos a considerar incluyen fugas (acumulación en el exterior de la batería), niveles adecuados de líquido y voltaje uniforme. El NREL indicó que cada fabricante de baterías puede tener recomendaciones adicionales, por lo que es recomendable revisar el mantenimiento y las hojas de datos de la batería.
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