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Si está buscando la respuesta a la pregunta "¿Cómo funcionan las baterías solares?", este artículo le explicará qué es una batería solar, la ciencia de las baterías solares, cómo funcionan las baterías solares con un sistema de energía solar y los beneficios generales del uso de almacenamiento con baterías solares.

Una batería solar puede ser un complemento importante para su sistema de energía solar. Le ayuda a almacenar el exceso de electricidad que puede utilizar cuando los paneles solares no generan suficiente energía y le ofrece más opciones para alimentar su hogar.

A continuación, le explicamos cómo funcionan los sistemas de almacenamiento de energía con la energía solar y qué significa esto para lo que puede esperar de su sistema de almacenamiento. También echamos un vistazo más técnico a lo que ocurre exactamente en el interior de la batería para almacenar esa energía.

¿Qué es una batería solar?

Empecemos con una respuesta sencilla a la pregunta: "¿Qué es una batería solar?":

A batería solar es un dispositivo que puede añadir a su sistema de energía solar para almacenar el exceso de electricidad generada por los paneles solares y utilizarla para abastecer su hogar en los momentos en que los paneles solares no generen suficiente electricidad, como las noches, los días nublados y los cortes de electricidad.

El objetivo de una batería solar es ayudarte a utilizar más energía solar. Si no dispones de baterías, el exceso de electricidad generada por la energía solar irá a parar a la red, lo que significa que estarás generando electricidad y suministrándola a otras personas sin aprovechar al máximo la electricidad generada por tus paneles.

Cómo funcionan las baterías solares paso a paso

Al más alto nivel, las baterías solares almacenan energía para su uso posterior. Si tienes un sistema de paneles solares en casa, hay algunos pasos generales que debes comprender:

• Los paneles solares generan electricidad a partir del sol
• Esta electricidad de corriente continua (CC) pasa por un inversor para generar electricidad de corriente alterna (CA).
• La corriente alterna alimenta los electrodomésticos
• La electricidad adicional que no utilizan los electrodomésticos carga las pilas
• Cuando se pone el sol, los aparatos funcionan con la energía almacenada en la batería.

La ciencia de las baterías solares

Las baterías de iones de litio son la forma más popular de baterías solares actualmente en el mercado. Es la misma tecnología que se utiliza en los smartphones y otras baterías de alta tecnología.

Las baterías de iones de litio funcionan mediante una reacción química que almacena energía química antes de convertirla en energía eléctrica. La reacción se produce cuando los iones de litio liberan electrones libres, y esos electrones fluyen desde el ánodo, cargado negativamente, hasta el cátodo, cargado positivamente.

Este movimiento es estimulado y potenciado por el electrolito de litio-sal, un líquido dentro de la pila que equilibra la reacción aportando los iones positivos necesarios. Este flujo de electrones libres crea la corriente necesaria para que las personas puedan utilizar la electricidad.

Cuando se extrae electricidad de la pila, los iones de litio fluyen de vuelta a través del electrolito hasta el electrodo positivo. Al mismo tiempo, los electrones se mueven del electrodo negativo al positivo a través del circuito exterior, alimentando el dispositivo enchufado.

Las baterías de almacenamiento de energía solar doméstica combinan múltiples celdas de baterías de iones con sofisticados componentes electrónicos que regulan el rendimiento y la seguridad de todo el sistema de baterías solares. Así, las baterías solares funcionan como baterías recargables que utilizan la energía del sol como entrada inicial que pone en marcha todo el proceso de creación de una corriente eléctrica.

¿Cómo funciona una batería solar con paneles solares?

En una casa típica con paneles solares, una parte o la totalidad de su consumo de energía puede proceder de la generación solar mientras brilla el sol durante el día. El exceso de energía solar generada (y no utilizada) se exporta de nuevo a la red a cambio de una tarifa de alimentación (FiT) que se abona en su factura (pero este pago depende del plan de energía que tenga contratado). La tarifa de alimentación ha disminuido con el tiempo. Esto significa que puede ser más económico almacenar la energía para su uso futuro en lugar de exportarla a la red. Aquí es donde entra en juego una batería solar.

Al añadir una batería a un sistema solar doméstico existente, la energía solar sobrante que no se utiliza durante el día puede emplearse para cargar la batería. La energía almacenada en la batería solar puede utilizarse para alimentar su hogar en el futuro. Esta energía almacenada es especialmente útil cuando los paneles solares no generan suficiente energía y es necesario recurrir a la red eléctrica. Además, resulta muy útil durante esos apagones poco frecuentes, ya que te ayuda a mantener las luces encendidas.

A continuación, hemos enumerado cómo funcionaría el almacenamiento en batería durante el día y la noche:

Durante el día

• Los paneles solares absorben la luz solar (rayos UV)
• La energía solar viaja en forma de corriente continua (CC) a través del inversor de conexión a red para convertirse en corriente alterna (CA), que es la que utilizan sus aparatos.
• La centralita dirigirá la energía solar allí donde se necesite. Alimentará los electrodomésticos de su casa y dirigirá la energía sobrante al inversor de batería.
• El inversor de batería convierte cualquier exceso de energía captada en una forma de energía que puede almacenarse
• La batería almacena la energía sobrante para utilizarla en horas punta o cuando se pone el sol.

Por la noche

• Sus paneles solares dejarán de generar energía, lo que permitirá al hogar recurrir a la energía almacenada en la batería.
• La batería enviará el exceso de energía almacenada al inversor de batería
• El inversor de batería convertirá la energía almacenada en la batería en energía de corriente continua (CC) para los electrodomésticos.
• La centralita dirigirá la energía de corriente continua a los aparatos que elijas
• Cuando se agote la carga de la batería, la red entrará en acción y la sustituirá para seguir suministrando energía a tus electrodomésticos.

Cómo funcionan las baterías solares con un sistema de energía solar

Todo este proceso comienza con los paneles solares del tejado generando energía. Aquí tienes un desglose paso a paso de lo que ocurre con un sistema acoplado de CC:

• La luz del sol incide en los paneles solares y la energía se convierte en electricidad de corriente continua.
• La electricidad entra en la batería y se almacena como electricidad CC.
• A continuación, la electricidad de CC sale de la batería y entra en un inversor para convertirse en electricidad de CA que pueda utilizar el hogar.

El proceso es ligeramente diferente con un sistema acoplado a CA.

• La luz del sol incide en los paneles solares y la energía se convierte en electricidad de corriente continua.
• La electricidad entra en el inversor para convertirse en electricidad de CA que puede utilizar el hogar.
• El exceso de electricidad pasa entonces por otro inversor para volver a convertirse en electricidad de corriente continua que puede almacenarse para más adelante.
• Si la casa necesita utilizar la energía almacenada en la batería, esa electricidad debe pasar de nuevo por el inversor para convertirse en electricidad de CA.

Cómo funcionan las baterías solares con un inversor híbrido

Si dispone de un inversor híbrido, un único dispositivo puede convertir la electricidad de CC en electricidad de CA y también puede convertir la electricidad de CA en electricidad de CC. Como resultado, no necesita dos inversores en su sistema fotovoltaico (FV): uno para convertir la electricidad de sus paneles solares (inversor solar) y otro para convertir la electricidad de la batería solar (inversor de batería).

También conocido como inversor de batería o inversor híbrido conectado a la red, el inversor híbrido combina un inversor de batería y un inversor solar en un único equipo. Elimina la necesidad de tener dos inversores separados en la misma instalación al funcionar como inversor tanto para la electricidad de su batería solar como para la electricidad de sus paneles solares.

Los inversores híbridos son cada vez más populares porque funcionan con y sin almacenamiento en baterías. Puede instalar un inversor híbrido en su sistema de energía solar sin batería durante la instalación inicial, dándole la opción de añadir almacenamiento de energía solar más adelante.

Lo que obtienes con un sistema de energía solar más almacenamiento

Si instalas una batería con tu sistema de paneles solares, podrás utilizar la red o la batería cuando esté cargada. Esto tiene dos implicaciones importantes:

Las baterías proporcionan energía de reserva

Aunque sigas conectado a la red, podrás funcionar "sin conexión a la red", ya que la combinación de energía solar y almacenamiento creará una pequeña isla de energía en tu casa. Así, en caso de apagón, ya sea debido a condiciones meteorológicas extremas o a un corte del suministro, podrás seguir manteniendo las luces encendidas.

Hay que tener en cuenta dos cosas sobre la energía de reserva. En primer lugar, si sólo tienes un sistema de paneles solares sin batería, no tendrás electricidad en caso de apagón, aunque sea un día soleado. Esto se debe a que su sistema de paneles solares se apagará en caso de apagón para que no envíe electricidad a las líneas de transmisión mientras los trabajadores de la compañía eléctrica intentan repararlas, lo que supondría un riesgo para la seguridad.

En segundo lugar, la mayoría de las baterías sólo proporcionan energía de reserva para una parte de la casa, no para toda. A menos que también instale un cuadro eléctrico inteligente con su batería (que es una gran manera de sacar el máximo provecho de un sistema de almacenamiento), la mayoría de las instalaciones de baterías requerirán que seleccione qué partes de su casa desea respaldar con la batería, y tire de esas cargas en un panel de carga crítica. Sin embargo, muchas baterías pueden "apilarse", lo que significa que puede ir añadiendo baterías adicionales hasta que tenga la capacidad de almacenamiento que desee. Así que, aunque es posible conseguir un respaldo para toda la casa, puede resultar prohibitivo comprar suficientes baterías para proporcionar ese nivel de respaldo.

Las pilas pueden ayudarle a evitar las elevadas tarifas de los servicios públicos

Al permitirle utilizar la batería en lugar de la red eléctrica, la combinación de un sistema de almacenamiento con sus paneles solares puede ayudarle a evitar las elevadas tarifas de los servicios públicos. Hay dos maneras en que las baterías pueden hacer esto. En primer lugar, si tiene una tarifa por tiempo de uso u otra tarifa variable en el tiempo, puede utilizar la batería en los momentos en que la compañía eléctrica cobra más por la electricidad, es decir, durante las horas punta. Y, en segundo lugar, si tiene una tarifa con cargo a la demanda, que es más típica de las empresas comerciales e industriales que de los propietarios de viviendas, una batería puede ayudarle a reducir su cargo a la demanda cada mes, lo que supone un importante beneficio económico.

Cómo funcionan las pilas de iones de litio

El tipo de batería más común en el mercado actual para el almacenamiento de energía doméstica es la batería de iones de litio. Las baterías de iones de litio alimentan todo tipo de aparatos cotidianos, desde teléfonos móviles hasta coches, por lo que se trata de una tecnología segura y bien conocida.

Las baterías de iones de litio se llaman así porque funcionan moviendo iones de litio a través de un electrolito dentro de la batería. Como los iones son partículas que han ganado o perdido un electrón, al mover los iones de litio de un ánodo a un cátodo se producen electrones libres, es decir, electrones que han sido liberados de los átomos de litio. La acumulación de estos electrones libres es la forma en que las baterías cargan y almacenan la electricidad. Cuando se descarga la electricidad almacenada en la batería, el flujo de iones de litio se invierte, lo que significa que el proceso es repetible: se pueden cargar y descargar baterías de iones de litio cientos o incluso miles de veces.

Las baterías de iones de litio utilizadas en los sistemas de almacenamiento de energía domésticos combinan múltiples celdas de baterías de iones de litio con una compleja electrónica de potencia que controla el rendimiento y la seguridad de todo el sistema de baterías. Hay varios tipos diferentes de baterías de iones de litio que utilizan químicas ligeramente distintas para ofrecer atributos variados, desde una mayor densidad de potencia hasta una vida útil más larga.

En particular, las baterías de iones de litio no son el único tipo de batería utilizado en aplicaciones de almacenamiento de energía en el hogar, la empresa o la compañía eléctrica. Los demás tipos de baterías almacenan energía mediante mecanismos similares, con ventajas e inconvenientes totalmente distintos.

Ventajas del almacenamiento en baterías solares

Añadir baterías de reserva a los paneles solares es una excelente forma de sacar el máximo partido a su sistema de energía solar. Estas son algunas de las principales ventajas de un sistema de almacenamiento de energía solar doméstico:

Almacena el exceso de generación de electricidad

Su sistema de paneles solares puede producir a menudo más energía de la que necesita, especialmente en días soleados en los que no hay nadie en casa. Si no tienes baterías de almacenamiento de energía solar, la energía extra se enviará a la red. Si participas en un programa de medición neta, puedes obtener crédito por esa generación extra, pero normalmente no es una proporción 1:1 por la electricidad que generas.

Con el almacenamiento en batería, la electricidad extra se carga en la batería para su uso posterior, en lugar de ir a la red. Puedes utilizar la energía almacenada en épocas de menor generación, lo que reduce tu dependencia de la red eléctrica.

Alivia los cortes de electricidad

Como las baterías pueden almacenar la energía sobrante generada por los paneles solares, tu casa dispondrá de electricidad durante los apagones y otros momentos en los que la red no funcione.

Reduce su huella de carbono

Con el almacenamiento en baterías para paneles solares, puede ser más ecológico aprovechando al máximo la energía limpia producida por su sistema de paneles solares. Si esa energía no se almacena, dependerá de la red eléctrica cuando sus paneles solares no generen suficiente para sus necesidades. Sin embargo, la mayor parte de la electricidad de la red se produce a partir de combustibles fósiles, por lo que es probable que utilice energía sucia.

Proporciona electricidad incluso cuando se pone el sol

Cuando el sol se pone y los paneles solares no generan electricidad, la red eléctrica interviene para suministrar la energía necesaria si no tienes una batería de almacenamiento. Con una batería solar, utilizarás más electricidad solar propia por la noche, lo que te dará más independencia energética y te ayudará a mantener baja tu factura de la luz.

Una solución silenciosa para las necesidades de energía de reserva

Una batería solar es una opción de almacenamiento de energía de reserva 100% silenciosa. Te beneficias de una energía limpia que no necesita mantenimiento y no tienes que soportar el ruido de un generador de gas.

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