¿Cuánto duran las baterías solares residenciales?

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

Múltiples factores afectan la vida útil de los sistemas de almacenamiento de energía en baterías residenciales. Analizamos la vida útil de las baterías en la tercera parte de esta serie.

Imagen: Vivint Solar

En la primera y segunda parte de esta serie, pv magazine repasó la vida útil productiva de los paneles solares  e  inversores residenciales . Aquí examinamos las baterías domésticas, su rendimiento con el 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 realizada a más de 1.500 hogares encontró que alrededor del 40% de los estadounidenses se preocupan periódicamente por los cortes de energía. De los encuestados que estaban considerando activamente la energía solar para sus hogares, el 70% dijo que planeaba incluir un sistema de almacenamiento de energía en baterías.

Además de proporcionar energía de respaldo durante los cortes, muchas baterías están integradas con tecnología que permite la programación inteligente de la importación y exportación de energía. El objetivo es maximizar el valor del sistema solar de la casa. Y algunas baterías están optimizadas para integrar un cargador de vehículo eléctrico.

El informe observó un fuerte aumento entre los consumidores que muestran interés en el almacenamiento para autoabastecerse de generación solar, lo que sugiere que las tarifas netas de medición reducidas están desincentivando la exportación de electricidad limpia local. Casi el 40% de los consumidores reportaron el autoabastecimiento como una razón para obtener una cotización de almacenamiento, en comparación con menos del 20% en 2022. La energía de respaldo para cortes y el ahorro en las tarifas de servicios públicos también se enumeraron como las principales razones para incluir el almacenamiento de energía en una cotización.

Las tasas de instalación 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%.

Los períodos de garantía pueden ofrecer una visión de 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 dijo que las baterías pueden durar entre cinco y 15 años. Eso significa que probablemente será necesario un reemplazo durante los 20 a 30 años de vida útil de un sistema solar.

La esperanza de vida de la batería depende principalmente de los ciclos de uso. Como lo demuestran las garantías de productos de LG y Tesla, se garantizan umbrales del 60% o 70% de capacidad a través de una cierta cantidad de ciclos de carga.

Dos escenarios de uso impulsan esta degradación: sobrecarga y carga lenta, dijo el Instituto Faraday . La sobrecarga es el acto de empujar corriente hacia una batería que está completamente cargada. Hacer esto puede provocar que se sobrecaliente o incluso que se incendie.

La carga lenta implica un proceso en el que la batería se carga continuamente hasta el 100% e inevitablemente se producen pérdidas. El rebote entre el 100% y poco menos del 100% puede elevar la temperatura interna, disminuyendo la capacidad y la vida útil.

Otra causa de degradación con el tiempo es la pérdida de iones de litio móviles en la batería, dijo Faraday. Las reacciones secundarias en la batería pueden atrapar el litio utilizable libre, reduciendo así gradualmente la capacidad.

Si bien las temperaturas frías pueden impedir el funcionamiento de una batería de iones de litio, en realidad no la degradan ni acortan su vida útil. Sin embargo, la vida útil general de la batería disminuye a altas temperaturas, afirmó Faraday. Esto se debe a que el electrolito que se encuentra entre los electrodos se descompone 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 la capacidad de la batería de iones de litio.

Cuestiones de mantenimiento

El Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) recomienda instalar una batería en un lugar fresco y seco, preferiblemente un garaje, donde se pueda minimizar el impacto de un incendio (una amenaza pequeña, pero distinta de cero ) . Las baterías y los componentes que las rodean deben tener un espacio adecuado para permitir el enfriamiento, y las revisiones periódicas de mantenimiento pueden ser útiles para garantizar un funcionamiento óptimo.

NREL dijo que siempre que sea posible, evite la descarga profunda repetida de las baterías, ya que cuanto más se descarga, más corta es su vida útil. Si la batería de la casa se descarga profundamente todos los días, puede que sea el momento de aumentar el tamaño del banco de baterías.

Las baterías en serie deben mantenerse con la misma carga, dijo NREL. Aunque todo el banco de baterías puede mostrar una carga total de 24 voltios, puede haber voltaje variado entre las baterías, lo que es menos beneficioso para proteger todo el sistema a largo plazo. Además, NREL recomendó que se establezcan los puntos de ajuste de voltaje correctos para cargadores y controladores de carga, según lo determine el fabricante.

Las inspecciones también deberían realizarse con frecuencia, dijo NREL. Algunas cosas a tener en cuenta incluyen fugas (acumulación en el exterior de la batería), niveles de líquido adecuados y voltaje igual. NREL dijo que cada fabricante de baterías puede tener recomendaciones adicionales, por lo que verificar las hojas de datos y el mantenimiento de una batería es una mejor práctica.