A continuación, QKSOL les ofrece la segunda parte del artículo técnico que ha extraído del rincón tecnológico de PowerTech: La Diferencia del Litio – Parte 2: Ventajas.
LA DIFERENCIA DEL LITIO PARTE 2: VENTAJAS
1 / Capacidad “utilizable” superior
A diferencia de las baterías de ácido plomo, se considera adecuado utilizar regularmente el 90% de la capacidad nominal de un banco de baterías de litio e incluso más de forma ocasional.
Considerando una batería de 100 Ah: si fuera de ácido plomo, sería prudente usar un máximo de entre 30 y 50 Ah de intensidad, pero con una batería de litio se podrían aprovechar 90 Ah o incluso 100 Ah (100% DoD).
Capacidad utilizable de una batería de ácido plomo AGM
Capacidad utilizable de una batería de iones de litio
2 / Mayor número de ciclos carga – descarga
Fabricantes y laboratorios afirman que se pueden esperar decenas de miles de ciclos de una batería LiFePo4 (Fosfato de Litio y Hierro) de alta calidad. Sin embargo, estos son valores teóricos que no se pueden verificar fácilmente.
Desde un punto de vista práctico, y durante su uso real, las baterías LiFePo4 de calidad estándar pueden realizar al menos 2000 ciclos de carga – descarga al 80% de DoD (profundidad de descarga) con una tasa de descarga de 1C (descarga completa en 1 hora), y la capacidad restante permanece por encima del 80%. Estos valores dependen de la tasa de carga y de la profundidad de descarga, pero lo que más influye es la calidad de las celdas utilizadas.
El número de ciclos de vida de las baterías LFP supera los obtenidos con baterías NMC o NCA, utilizadas masivamente en la industria de vehículos eléctricos. En cambio, las mejores baterías de ácido plomo de ciclo profundo solo pueden ofrecer de 500 a 1000 ciclos durante su vida útil.
Las baterías producidas por PowerTech Systems utilizan celdas de alta calidad, clasificadas y emparejadas, y por ello pueden entregar de 4000 a 5000 ciclos a 1C y 80% DoD durante su vida útil. Este número de ciclos se puede aumentar considerablemente reduciendo la profundidad de descarga (DoD).
El siguiente diagrama muestra el número de ciclos alcanzables en función de la profundidad de descarga para la gama de baterías PowerTech: PowerBrick , PowerRack y PowerModule:
Número ciclos vs. profundidad de descarga Baterías PowerBrick , PowerRack y PowerModule:
3 / Pérdidas prácticamente nulas
La curva de descarga de las baterías de litio (especialmente en relación con las de ácido plomo) es esencialmente plana, lo que significa que una batería cargada al 20% proporciona casi la misma tensión de salida que una batería cargada al 80% (ver gráfico “Curvas de descarga baterías de iones de litio”), lo que evita cualquier problema causado por la “caída de tensión”, común en las baterías de ácido plomo cuando se descargan.
Lo que se desprende del gráfico anterior es que, a diferencia de las baterías de ácido plomo, en el caso de las baterías de ion litio, la medición de la tensión no ofrece ninguna información sobre su estado de carga, y por ello el sistema de monitorización, de medición del estado de carga o de arranque automático del generador deberá basarse más en la intensidad de entrada y salida de la batería durante su uso que en la tensión de circuito abierto.
Otra gran ventaja de las baterías de litio es que las pérdidas de Peukert son esencialmente inexistentes. Esto significa que las baterías de iones de litio pueden ofrecer toda su capacidad nominal, incluso trabajando a intensidades elevadas, mientras que las baterías de ácido plomo pueden sufrir una pérdida de capacidad de hasta un 40% a cargas elevadas.
En la práctica, esto significa que los bancos de baterías de iones de litio son muy adecuados para alimentar cargas de alta intensidad como un aire acondicionado, un microondas o una placa de inducción.
4 / Tamaño y peso reducidos
Para resaltar las características únicas en términos de peso y tamaño de las baterías de iones de litio, se muestra a continuación un ejemplo significativo: ácido plomo frente a batería de litio.
- Batería de ácido plomo de ciclo profundo de 12 V de Trojan: Modelo Trojan 1275-AGM.
- Batería LiFePO4 de 12V de PowerTech: Modelo PowerBrick + 100Ah
Medidas y peso ácido plomo vs. LFP
5 / Carga rápida y eficiente
Las baterías de iones de litio se pueden cargar “rápidamente” al 100% de su capacidad. A diferencia del ácido plomo, no es necesaria una fase de absorción a partir del 80% de la carga. Si el cargador utilizado es lo suficientemente potente, las baterías de litio se pueden cargar en tiempos extremadamente cortos. Si se proporcionan suficientes amperios de carga, se puede cargar completamente una batería de iones de litio en solo 30 minutos.
Aun así, realizar cargas incompletas de las baterías de litio no supone ningún riesgo. A diferencia del ácido plomo, las baterías de litio no resultan dañadas si no se alcanza el 100% de su capacidad durante su carga regular.
Esta característica hace que las baterías de litio sean mucho más flexibles y adecuadas para aprovechar cualquier fuente de energía, sin preocuparse por hacer una carga completa con regularidad.
Si se dispone de un sistema solar y durante varios días el cielo ha estado parcialmente nublado, no es necesario completar la carga de las baterías para asegurar su buen estado. Se pueden cargar desde el sistema fotovoltaico hasta que el sol se ponga, siempre que la carga acumulada sea la requerida para los consumos existentes. Con la tecnología de iones de litio el banco de baterías puede trabajar perpetuamente con carga insuficiente.
6 / Muy poca energía desperdiciada
Las baterías de ácido plomo son menos eficientes para almacenar energía que las baterías de iones de litio. Las baterías de litio se cargan con una eficiencia de casi el 100%, mientras que la mayoría de los baterías de ácido plomo solo alcanzan una eficiencia del 85%.
Esto resulta de especial importancia cuando se carga a través de energía solar, tratando de obtener la mayor eficiencia posible de cada amperio generado antes de que se ponga el sol o se cubra con nubes.
Con el litio, casi todas las gotas de sol que se puedan recolectar llegan a las baterías. Teniendo en cuenta que el espacio disponible para los módulos fotovoltaicos suele ser limitado, la eficiencia de la batería resulta de gran importancia para aprovechar cada milímetro cuadrado de potencia instalado.
7 / Resistencia climática
Las baterías pierden capacidad en ambientes fríos, pero la tecnología ion litio es mucho más eficientes a bajas temperaturas que la de ácido plomo.
Tal y como se puede apreciar en el gráfico anterior, a temperaturas de -20ºC una batería de litio que trabaja con una tasa de descarga de 1C puede entregar más del 80% de su capacidad, mientras que la de ácido plomo AGM, trabajando con la misma tasa de descarga solo alcanzará el 30% de su capacidad total. Además, la tasa de descarga afecta de forma notable al rendimiento de las baterías de ácido plomo.
En entornos hostiles (calientes y fríos), la tecnología ion litio es la opción más adecuada para mantener la capacidad de carga y rendimiento del banco de baterías.
8 / Adaptabilidad
Las baterías de ion litio no necesitan ser ubicadas en posición vertical ni tampoco requieren un lugar ventilado.
Se pueden ensamblar con bastante facilidad dando lugar a formas desiguales que permitan su adaptación al espacio existente. Esta ventaja es de especial interés cuando se dispone de un almacén de baterías pequeño e irregular.
Esta adaptabilidad de la tecnología de iones de litio es especialmente útil para ampliar la capacidad de sistemas de baterías de ácido plomo ya existentes que requieren de más almacenamiento de energía, pero donde el espacio es muy limitado.
9 / Requisitos de mantenimiento casi nulos
Las baterías de iones de litio están prácticamente exentas de mantenimiento. El proceso de “equilibrado” entre celdas para asegurar que todas las celdas de un banco de baterías están cargadas al mismo nivel se realiza de forma automática gracias al BMS, Battery Management System (sistema de gestión de la batería).
Simplemente cargue la batería y todo estará listo para funcionar.
