Baterías y almacenamiento

Diagrama

Acoplamiento en continua y en alterna

flowchart LR
  subgraph CC["Acoplada en CC (inversor híbrido)"]
    PV1["Módulos"] --> HIB["Inversor híbrido"]
    BAT1["Batería"] <--> HIB
    HIB <--> CASA1["Vivienda y red"]
  end
  subgraph CA["Acoplada en CA (dos inversores)"]
    PV2["Módulos"] --> INV2["Inversor de red"]
    INV2 --> CASA2["Vivienda y red"]
    BAT2["Batería"] <--> IB["Inversor de batería"]
    IB <--> CASA2
  end

Un día con batería

flowchart LR
  M["Mañana<br/>la producción cubre el consumo"] --> MD["Mediodía<br/>sobra: se carga la batería<br/>y, llena, se vierte"]
  MD --> T["Tarde y noche<br/>la batería alimenta la casa"]
  T --> N["Batería en su mínimo<br/>se compra a la red"]

Explicación

Para qué sirve una batería

En una vivienda con autoconsumo, la producción se concentra en las horas centrales y el consumo, por la mañana temprano y por la noche. Sin batería, buena parte de la producción se vierte (y vale poco) y por la noche se compra (y vale mucho). La batería desplaza en el tiempo los excedentes.

Usos habituales:

• Aumentar el autoconsumo en viviendas conectadas a red: es el uso principal.
• Respaldo (backup): seguir alimentando algunos circuitos si cae la red.
• Instalaciones aisladas: sin red, la batería es imprescindible.

Los datos de una batería

Una batería de 10 kWh con 3 kW de potencia no puede alimentar un horno y una vitrocerámica a la vez: la potencia limita igual que la capacidad.

Química

• Litio-ferrofosfato (LFP): la habitual hoy en viviendas. Muchos ciclos, gran profundidad de descarga, más estable térmicamente que otras químicas de litio y sin desprendimiento de gases en uso normal. Lleva un sistema de gestión de la batería (BMS) que controla cada celda.
• Plomo-ácido (AGM, gel, abiertas): baratas, pero con menos ciclos, solo la mitad de su capacidad útil y, las abiertas, con desprendimiento de hidrógeno al cargar: necesitan un local ventilado. Quedan en algunas instalaciones aisladas antiguas.

Acoplamiento en continua o en alterna

• En continua (inversor híbrido): módulos y batería entran al mismo inversor. Menos conversiones y menos pérdidas. Es lo habitual en una instalación nueva.
• En alterna: la batería tiene su propio inversor conectado a la red interior, y el inversor fotovoltaico no cambia. Es la forma típica de añadir batería a una instalación existente.

En los dos casos, la batería y su inversor forman parte de la instalación generadora: se aplica la ITC-BT-40 igual que al inversor fotovoltaico (circuito, protecciones, antivertido si es sin excedentes).

Respaldo: dar luz cuando cae la red

Un inversor de red se para si cae la red (Inversores). Para que la batería alimente la casa durante un apagón, el inversor tiene que:

1. Separar la instalación de la red antes de alimentarla, con un conmutador o contactor que abra todos los conductores activos y el neutro. Si no, inyectaría en la red cortada: la isla que prohíbe la ITC-BT-40.
2. Rehacer la puesta a tierra del neutro: en una vivienda TT, el neutro está unido a tierra en el centro de transformación de la distribuidora. Al separarse de la red, la instalación se queda sin esa referencia. La ITC-BT-40 (ap. 8.2.3) pide que el interruptor de interconexión tenga un polo auxiliar que, al alimentar solo desde la generación, desconecte el neutro de la red y ponga a tierra el neutro de la generación. Sin eso, los diferenciales no funcionarían bien durante el apagón.

Muchos inversores híbridos traen una salida de respaldo (EPS) y una caja de conmutación preparada para ello. En el esquema se suele separar un cuadro de cargas críticas (frigorífico, iluminación, router) que es lo que se alimenta en el apagón.

Dónde se instala

• Siguiendo las instrucciones del fabricante: temperatura (el litio pierde capacidad con frío y envejece con calor), separaciones, ventilación, suelo o pared capaces de soportar el peso.
• Lejos de fuentes de calor y protegida de golpes; en un garaje, fuera de la trayectoria de los coches.
• Las baterías con desprendimiento de gases necesitan local ventilado. Por ejemplo, la ITC-BT-52 no permite recargar en garajes colectivos baterías que desprendan gases durante la recarga.

¿Sale a cuenta?

Depende de la diferencia entre el precio de compra y el valor del excedente, de cuántos días al año se llena y se vacía, y del precio de la batería. Un cálculo sencillo:

• Energía aprovechada al año ≈ capacidad útil · rendimiento · días con ciclo completo.
• Cada kWh que sale de la batería ahorra comprarlo a red, pero deja de compensarse como excedente (y se pierde un 10 % en el camino).

En muchas viviendas el plazo de recuperación de la batería sola es largo, a veces cercano a su vida útil. Mejora con tarifas con mucha diferencia entre horas, con más ciclos al año o si se valora el respaldo. Ver CP24 · Batería para una vivienda.

Fórmulas

Qué dice el REBT

En la práctica

Para practicar

• Test: Test · Fotovoltaica
• Flashcards: Flashcards · Fotovoltaica
• Casos prácticos: CP24 · Batería para una vivienda
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