Baterías de alta densidad energética, una cuestión de eficiencia
La eficiencia del sistema de acumulación es una característica que condiciona todos los parámetros importantes y que hay que tener muy en cuenta en el diseño de sistemas de electrificación.
El papel central de la batería
En un mercado que avanza claramente hacia la electrificación, la batería representa, con diferencia, el elemento más importante en términos de inversión económica, energética y de recursos. Por tanto, es fundamental que el planteamiento de amortización se base en datos reales y actualizados, y a poder ser con experiencia de la tecnología en usos similares.
Tecnologías basadas en litio
Diversas tecnologías compiten por hacerse un espacio en la sustitución de las tecnologías de acumulación eléctrica basadas en plomo-ácido, NiCd o NiMH en todas sus vertientes, gracias a una mejora abrumadora en cuanto a tamaño, ligereza, vida útil y mantenimiento.
Todas las nuevas tecnologías de gran aplicación actual están basadas en el litio y tienen características diferenciadas. Las principales y algunos ejemplos de aplicación en automoción:
- LiFePO4 (LFP)
- LiNMC (Mercedes Benz)
- LiNCA (Tesla Model S)
- LiTO (Mitsubishi Miev)
La eficiencia como factor clave
Más allá de las características principales, el elemento que se debe tener en cuenta para considerar la elección de la química de acumulación eléctrica es la eficiencia, no solo desde un punto de vista de ahorro y reducción de pérdidas sino de reducción de generación de calor. Este es un hecho que complica la gestión térmica y reduce la vida útil de las celdas, ya que se degradan rápidamente si superan los 50 °C.
El estudio SolarBox: datos reales
Un estudio de SolarBox en un proyecto AIT de 2022, en el que participaron 3 empresas y dos clústeres, determinó que una batería de 5 kWh Li-NMC descargada al 20 % de su potencia nominal (0,2 C) tenía una pérdida por calor de tan solo el 1,6 % en descarga. Este ensayo pone en relieve la alta eficiencia de esta tecnología cuando las baterías se construyen y monitorizan para ser eficientes y los sistemas se dimensionan con cuidado.
Impacto de la eficiencia en el sistema
La seguridad, la sostenibilidad, la eficacia y la viabilidad económica de la aplicación donde instalamos el sistema de acumulación son los principales ejes a la hora de dimensionar el sistema. Todos ellos tienen en común la eficiencia de carga-descarga, ya que una batería ineficiente tendrá mayores picos de temperatura interna, lo que implica:
- Menor seguridad
- Vida útil reducida (degradación de las celdas)
- Mayor pérdida de energía y, por tanto, de capacidad de acumulación efectiva
- Mayor complejidad del sistema de refrigeración
- Mayor coste ecológico por la degradación
Conclusión
La elección de la celda adecuada a la aplicación, el diseño óptimo del hardware de control y el seguimiento telemático serán los elementos que nos garantizarán un pack de baterías eficaz, que cumpla adecuadamente con la aplicación y nos ayude a reducir la huella de carbono con una larga vida útil.
En SolarBox trabajamos con celdas LiFePO4 EVE de grado A y celdas Li-ion Samsung 21700, con BMS propio para garantizar la eficiencia de cada ciclo. Explora nuestra tienda.