La revolución de las baterías de litio.

Vale la pena invertir en una batería de litio? 

Cuando se trata de sustituir nuestra batería de servicio en la auto-caravana o embarcación, surge la pregunta sobre si merece la pena el elevado coste de inversión que hoy por hoy siguen teniendo las baterías de litio. La respuesta es clara: si tu presupuesto te lo permite, no hay duda, compra una batería de litio, a ser posible LiFeYPo4.

Powerbox LiFeYpo4 de 200_ah. 

Los argumentos incontestables de por qué son mejores y a la larga no cuestan más son: 

1. Densidad energética.

2. Capacidad de descarga.

3. Vida útil o ciclos de carga. 

4. Relación peso/capacidad. 

5. Auto-regulación. 

Información detallada sobre las baterías de litio: 

La construcción:

El bloque de baterías LiFeYPO4 de 12V consta de 4 celdas individuales conectadas en serie, cada una con 3.2V. Cada celda es monitoreada por un módulo de celda. Un sistema de balanceo ubicado en los módulos de celda equilibra los voltajes de celda entre sí. En caso de sobretensión, subtensión, sobretemperatura de una o más celdas de la batería, el sistema de gestión de la batería activa los circuitos de protección.

La densidad de energía:

Dado que una batería LiFeYPo4 se puede extraer fácilmente del 90% de su energía sin reducir significativamente el voltaje de la batería, tiene una clara ventaja sobre las baterías convencionales de plomo-ácido / gel / AGM, que tienen un máximo de descarga del 60%.  Si pone esto en relación con el peso, obtendrá las baterías LiFeYPo4 a una densidad de energía de aproximadamente 80W / kg, en comparación con una batería convencional de plomo-ácido / GEL / AGM a menos de 30W / kg.

Peso:

Las baterías de litio son significativamente más livianas que las baterías convencionales, lo que brinda importantes beneficios en aplicaciones móviles. La batería de litio de 200AH incluye el interruptor de la batería y la gestión de la batería y pesa solo 40 kg, una batería de suministro de ácido de plomo / GEL / AGM convencional de la misma capacidad de aproximadamente 60 kg. Teniendo en cuenta la potencia adicional de la batería de litio, las baterías convencionales de plomo / gel / AGM tendrían un peso aproximado de 90 kg, ya que se necesitarían al menos 300AH de capacidad de la batería para lograr el mismo rendimiento que la batería de litio de 200AH. Este ahorro de peso es ciertamente muy bienvenido en la autocaravana, caravana, área marina, etc.

La eficiencia:

La eficiencia energética es otra ventaja clave de esta tecnología de batería. Especialmente en el sector de la energía solar o eólica, el grado de utilización de la energía puede ser de gran importancia. Las baterías de plomo-ácido / GEL / AGM tienen una eficiencia energética de aproximadamente el 80%. Esto significa que solo la batería almacena el 80% de la energía de carga realmente utilizada, el resto es la pérdida de energía. La eficiencia energética de estas baterías es particularmente mala, tan pronto como alcanzan un estado de carga superior al 80%, la eficiencia energética cae a aproximadamente el 50%. Es decir, se pierde aproximadamente el 50% de la energía de carga.

Una batería LiFeYPo4, sin embargo, tiene una eficiencia energética del 92%. La fuente de energía solar, que a menudo no está especialmente desarrollada en las casas móviles, se utiliza mucho mejor y en su mayor parte se almacena en la batería. Incluso con estados de carga por encima del 80%, aproximadamente el 90% de la energía de carga utilizada aún entra en la batería y no como una pérdida de calor.

Resistencia a altas corrientes:

La batería LiFeYPO4 es ideal para aplicaciones de alta corriente y se puede cargar hasta tres veces su capacidad (600A), por un corto tiempo (5s) hasta 20 veces. Para el uso de inversores, estas son, por supuesto, condiciones óptimas, alta resistencia a la corriente con voltaje de batería casi constante.

Comportamiento de carga:

De la misma manera, la batería de litio se está cargando rápidamente y se puede recargar en poco tiempo, lo que acorta el tiempo en la conexión a la red. No es necesario cargar completamente la batería de litio, como es el caso de las baterías convencionales. Las baterías de fosfato de litio y hierro no tienen efecto memoria. La vida útil es incluso un poco mayor si la batería no siempre se carga hasta el 100%. El voltaje de carga puede estar entre 14-16 V y no requiere un cargador especial de batería, como es el caso de las baterías de plomo ácido / GEL / AGM convencionales. Los cargadores en el vehículo, el controlador de carga solar, el alternador pueden usarse sin ajuste para recargar la batería de litio. Los cables del sensor de temperatura que controlan el cargador no deben utilizarse con baterías de litio.

Ciclos de carga:

70% de profundidad de descarga: aproximadamente 5,000 ciclos de carga

80% de profundidad de descarga: aproximadamente 3.000 ciclos de carga

Comportamiento de la temperatura:

Las temperaturas bajas o más altas tienen menos efectos negativos en las baterías de litio. Incluso a temperaturas alrededor de -25 ° C, las baterías LiFeYPo4 tienen una capacidad de más del 90%, una batería de suministro de plomo-ácido / GEL / AGM, sin embargo, solo el 50%.

Operación libre de mantenimiento:

No hay mantenimiento en forma de rellenado necesario. No hay gases durante la carga.

Powerbox LifeYpo4 de 200ah

CONCLUSIONES. 

Son caras las baterias de litio? 

Por supuesto, a primera vista, el precio de una batería LiFeYPo4 es muy alto en comparación con una batería de plomo-ácido / GEL / AGM, y lo es. Pero en un examen más detenido, todo está relativizado por la vida útil más larga, la eficiencia energética y la fiabilidad.

Una batería GEL de alta calidad, por ejemplo, cuesta alrededor de 500, - euros a una capacidad de 200Ah. El número de ciclos de una batería de este tipo es al 70% de la profundidad de la descarga, solo máx. 500 ciclos. La batería de litio, por otro lado, logra aproximadamente 5,000 ciclos a una profundidad de descarga del 70%, o diez veces más. Además, el voltaje de la batería permanece constante casi en todo el rango de voltaje y, por lo tanto, ocurren significativamente menos problemas en los terminales. Otro factor clave es la eficiencia energética significativamente mayor, lo que significa que la batería se carga más rápido. Las fuentes de carga se utilizan mucho más eficazmente. El peso es menos de la mitad con un rendimiento comparable. Elimine periódicamente los costos recurrentes de reemplazo y adquisición, como es el caso de las baterías convencionales. En definitiva, la inversión en baterías de iones de litio vale la pena, tanto desde el punto de vista económico como desde el punto de vista de menor peso, menores requisitos de espacio y alta potencia disponible.

Kit de bomba solar para estanques

Bombas solares de gran caudal para el diseño de estanques y cascadas hasta 3 metros. 

En muchos proyectos de diseño de un estanque se plantea el problema de la acometida eléctrica para alimentar una bomba de agua. Este inconveniente costosos y un tanto complicado, por tener que realizar no sólo la acometida de cable sino también resolver la seguridad por tratarse de una tensión elevada, 230V, se puede resolver con un kit solar autónomo. 

Para los proyectos más ambiciosos, existen bombas de agua sumergibles con motor de imán, muy silenciosas y duraderas, y con un mantenimiento anual que no requiere de herramientas ni de un técnico profesional. Estas bombas cuentan con un caudal de entre 2500 y 5000 litros por hora, sin desnivel, y pueden elevar el agua en un tubo a entre 2 y 3 metros. 

Su consumo energético es muy bajo, entre 20 y 60W en corriente continua a 18V, por lo que pueden alimentarse directamente con un panel solar y son completamente seguras para personas y animales.

Es ciertamente muy agradable tanto la sencillez de la instalación (plug&play) como ver el funcionamiento, caso mágico, con el sol, de estas bombas de agua que se encuentran a precios razonables. Su vida útil es de entre 5 y 10 años, y la del panel solar es de 20 o más años. 

Estas bombas nos proporcionan muchos días de disfrute de nuestro estanque, cascada o riachuelo artificial, contando con un dispositivo electrónico de protección de marcha en seco. Si no están sumergidas, no se ponen en marcha, y así evitamos roturas. 

Aquí os presentamos 3 modelos:

1. GARDA - 2480 L/h. IP68

Kit de bombeo solar Garda. 

2. ADRIA - 3400 L/h. IP68

Kit de bombeo solar Adria 3400

3. LUGANO - 5000 L/h. IP68

Kit de bombeo solar Lugano 5000

Tipos de batería de 12V para servicios.

¿Qué tipo de batería de servicio debo instalar para mi casa o vehículo?

A la hora de elegir una batería adecuada para dar servicio a nuestros consumidores (aparatos eléctricos), puede que la oferta de diferentes tipos nos confunda y pensemos que con la más cara o la más barata vamos bien, pero esto no es del todo cierto, porque debemos considerar que, si existen diferentes clases de baterías, es por una buena razón. 

Aquí os vamos a dar una breve guía para que enseguida sepáis qué batería sería la más adecuada para vuestro caso. 

TIPOS DE BATERIA DE SERVICIO.

1. Solares abiertas con bajo mantenimiento y electrolito líquido. 

Son las más económicas en la familia de las baterías de servicio o descarga profunda y cuentan con mayor robustez para soportar descargas profundas que una batería de arranque (que no habría que usar jamás como batería de servicio). Según el uso que le demos, duran de 3 a 5 años, es decir que tienen una vida útil de 300-400 ciclos. Sólo son aptas para espacios ventilados en los que no vivan personas o animales, ya que desprenden gas en los procesos de carga.  Suelen ofertarse con capacidad XXXAh-C100, en lugar de C20, por lo que puede llevar a engaño, pues C100 significa que es la energía que nos entrega en una curva de descarga de 100 horas, lo cual no es muy realista para la mayoría de los casos de consumo. Debemos siempre mirar que la capacidad se exprese en C20, que son 20 horas de descarga. Y es que, cuanto más rápidamente descargamos una batería, menos energía nos entrega. 

Batería solar abierta. 

2. AGM

AGM significa que el electrolito está en una matriz sólida de fibra de vidrio y no es líquido, no tiene mantenimiento alguno y duran un poco más que las solares abiertas, de 400 a 500 ciclos de media, dependiendo del % de descarga. Son ideales para ser cargadas con alternador, por lo que son la opción A para vehículos, como baterías secundarias, de servicio, no de arranque. Gracias a su electrolito de fibra de vidrio, toleran bien las corrientes altas (alternador, consumos grandes). Pueden ser instaladas en cualquier posición y no desprenden gases.

Batería AGM

3. Gel 

Las baterías de Gel son la mejor opción, si tanto la carga como la descarga es relativamente lenta y profunda, es decir con cargador eléctrico o paneles solares. El electrolito es un gel y no tienen mantenimiento y pueden ser instaladas en cualquier posición, siendo aptas para viviendas y vehículos en los que no se usa el alternador para cargarlas. Como decimos, a las baterías de Gel les gustan también las descargas lentas, ya que así es como entregan más energía que sus competidoras. Duran más que las AGM, un 20% más de media, 600-800 ciclos, aunque suelen ser un poco más caras, no mucho, por lo que se amortiza la inversión con los años. Son la mejor opción si queremos una batería duradera que no nos dé problemas. 

Batería de Gel. 

4. Litio - LiFePo4

Es la opción más cara y de mejor rendimiento, hasta 2000 ciclos. Las grandes siguen siendo prohibitivas y son para aplicaciones en las que merece la pena invertir miles de euros. La otra ventaja es que suelen ser auto-reguladas y no necesitan regulador de carga solar. 

Batería de litio LiFePo4 auto-regulada. 

5 OPzS

O baterías estacionarias o de vasos de 2V.  Es la mejor opción si necesitamos mucha capacidad > 250Ah-C20, ya que las baterías monobloque no cuentan con más  de 265Ah de capacidad y habría que instalar dos o más baterías en paralelo. Las estacionarias tienen bajo mantenimiento y duran muchos años. Hay que observar la sulfatación con los años y combatirla a tiempo con un desulfatador de baterías. 

Nuevos reguladores de carga solar MPPT Victron SmartSolar

Controladores de carga solar con conexión Bluetooth integrada para App móvil. 

Victron SmartSolar MPPT 100/15

Les ha costado, pero por fin existe lo que la lógica demandaba: un regulador de carga solar con Bluetooth integrado para que podamos controlar la carga de nuestra batería directamente desde el móvil.  Esto evita la necesidad de disponer de una pantalla de control o incluso de un multímetro para conocer el estado de nuestro sistema. Lo mejor es que Victron ofrece todo ello a unos precios más que razonables, al menos en la gama de potencias bajas hasta 20A. 

Dicho esto está casi todo dicho, pero hay más: los nuevos Smartsolar MPPT de Victron tienen dos características destacables, aparte de llevar Bluetooth.

Controlador de carga MPPT Victron SmartSolar

1. MPPT ultrarrápido.  

Se diferencia del MPPT (seguimiento del punto de potencia máxima) clásico por detectar más rápidamente los cambios de potencia de los paneles solares, sobre todo en días de cielos variables, permitiendo un aprovechamiento mayor de la carga, hasta un 10% sobre un regulador MPPT normal y un 30% más que un regulador PWM. 

2. Cuidados de la batería. BatteryLife. 

Un nuevo algoritmo desarrollado por Victron se ocupa de cuidar la salud de nuestra batería como si de un hijo se tratara. El algoritmo BatteryLife controlará el estado de carga de la batería y, si fuese necesario, incrementará día a día el nivel de desconexión de la carga (esto es, desconectará la carga antes) hasta que la energía solar recogida sea suficiente como para recargar la batería hasta casi el 100%. A partir de ese punto, el nivel de desconexión de la carga se modulará de forma que se alcance una recarga de casi el 100% alrededor de una vez a la semana.

La App es gratuita. Victron SmartSolar. 

Cabe recordar que los reguladores MPPT económicos han venido al rescate de aquellos que tienen paneles solares de 24V (60 y 72 celdas) y quieren cargar baterías de 12V con ellos. En este sentido la industria ha respondido a una demanda generada por paneles solares grandes cada vez más baratos, pero cuya construcción no estaba pensada para sistemas aislados a 12V, sino para inyectar en red. Poruqe sigue siendo de manual (y Victron insiste en ello en sus fichas técnicas y manuales), cargar una batería de 12V con un panel solar de 36 celdas, máximo 160W/18V.  Por su puesto que un regulador MPPT puede conectarse a cualquier tipo de panel solar. 

Indicador LED de nivel de agua para depósitos

Medidor LED de nivel del agua en un aljibe o tanque de agua. 

Este medidor de nivel de agua con LEDs que funciona a pilas es un sencillo dispositivo electrónico, que cualquiera puede montar, para conocer en todo momento qué porcentaje de agua nos queda en nuestro depósito, con 10 puntos de medida porcentuales. 

El Kemo M167 es ya un veterano en el mundo de la medición de niveles de agua en el ámbito privado y profesional.  Este sencillo medidor con LEDs que se encienden cuando pulsamos un botón, nos permite conocer el agua que tenemos disponible, a un bajo coste. 

Esquema del M167N

Dado que cuenta con 10 terminales, podemos jugar con una escala desde el 10% al 100% y traducirla después mentalmente o sobre el papel a litros, conociendo así el volumen restante de nuestra reserva de agua. Todo lo que hay que hacer es usar cable de hilo de cobre fino, tipo altavoz o telefónico, junto con un listón de plástico o madera con una escala correspondiente a la medida del depósito. 

Ejemplo de montaje con la versión 1 del M167

Atamos los cables, por medio de puntos de silicona o tornillos inoxidables, al listón y por otro lado los atornillamos a la unidad de medición M167N , que dispone par ello de terminales preparados con tornillos.  Las puntas de los cables que van al depósito deben estar peladas para el contacto con e agua. 

El M167N tiene un alcance máximo de 100 metros por cable. Una vez conectados y colocadas las pilas alcalinas tipo AA, cada vez que pulsamos el botón de control, los cables, con las puntas peladas, que están sumergidos bajo el agua, mandan una señal a los diodos que se encienden indicando los porcentajes. 

Rendimiento real de un panel solar, marketing y realidad. Efecto DIP.

¿Cuán cierta es la garantía de rendimiento de un panel solar cristalino?

Los paneles solares fotovoltaicos mono y policristalinos son los más populares en todo el mundo y han experimentado un abaratamiento espectacular en la última década. Un panel solar de 150W, que bien pudo costar al usuario final unos verdaderos mil euros hace menos de diez años, hoy en día está al alcance de casi cualquiera por menos de 200 euros. 

Éste es, sin duda, un aspecto muy positivo de la energía solar, que se ha asociado, tradicionalmente, a la necesidad de pedir subvenciones públicas para ser rentable. Pero, cuando compramos un panel solar o varios, nos debemos fijar también en su calidad, y ésta, al parecer, no ha mejorado mucho desde los años 70, células de alto rendimiento aparte, reservadas para bolsillos como los de la NASA. En cambio, el usuario común busca un panel solar lo más económico posible, pensando que todos son iguales, cosa que no es cierta en ningún mercado del mundo. 

Lo que sí es cierto es que la vida útil de un panel solar puede llegar a más de 30 años, por lo que su amortización está garantizada. Todos los fabricantes de paneles solares, además,  ofrecen una garantía de rendimiento del 90% a 10 años y del 80% a 20 años de sus células. Ahora mismo gozan de especial fama de rendimiento las células SunPower. La diferencia de rendimiento entre una célula solar de silicio policristalino y una monocristalina de este tipo está en un 5% aproximadamente de rendimiento máximo a favor de la célula monocristalina, lo que no significa que un panel mono entregue siempre más energía neta al día que uno policristalino, como podemos ver en otra entrada de este blog. 

¿REALIDAD O FICCIÓN?

La pérdida de rendimiento de una célula solar, es decir, su capacidad de transformar luz en electricidad (efecto foto-voltaico) es un proceso físico natural. En la práctica, el rendimiento nominal, es decir, sobre e papel (1000 W x m2 a 25 ºC) de un panel solar, dura pocos meses. A partir de allí, si hay que hacer caso a los fabricantes, nos queda un 90-80%. 

¿En qué medida nos afecta este tema a la hora de diseñar una instalación FV?  

Pues que debemos calcular dicha pérdida para cubrir nuestra demanda de energía y no contar con el 100% teórico. Pero, ¿nos queda realmente un 80% de potencia? Debo decir que la realidad es mucho más decepcionante que la teoría para los panales que hoy se ofrecen a buenos precios. La degradación de la células solares es, según nuestra experiencia en los últimos 10 años, bastante mayor que la que se anuncia, incluso en células de renombre como las SunPower.  Dicha degradación, que en términos técnicos se denomina efecto DIP (degradación inducida de potencial) puede llegar al 50%.  

Casuística.

Si bien nuestra experiencia es limitada, las conclusiones sacadas no dejan muchas dudas e invitan a la cautela a la hora de comprar el panel solar más barato, pues como caso práctico de observación del efecto DIP puedo citar el del catamarán solar actualmente en propiedad de WWF - Adena, España, cuyos paneles solares originales rinden, después de 11 años (fabricadas en 2006) un escueto 50% de su rendimiento original. Dichos paneles solares se construyeron con células monocristalinas SunPower de primera generación.  Sólo cabe esperar que dicha marca haya mejorado la calidad de sus productos en la actualidad. Se han sustituido parte de los panales solares, por estar defectuosos, por otro nuevos de la misma marca, a la espera del resultado en los próximos años.

Otro caso que hemos podido comprobar es el de una instalación de autoconsumo con paneles policristalinos de varios fabricantes chinos, que han perdido todos un 30% de su rendimiento en menos de 5 años.  Si a esto le añadimos factores como la suciedad en los paneles o la inclinación del sol a lo largo del día, en realidad tan sólo podemos hacer cuentas con la mitad de la potencia nominal en una instalación solar. Esto quiere decir que la mayoría de las instalaciones se quedan cortas y que es absolutamente recomendable añadir al menos un 30% más de potencia en el proyecto, de los que inicialmente calculamos para el consumo previsto. 

Ciertamente algunos fabricantes anuncian sus paneles solares como libres del efecto DIP, pero conviene asegurarse sobre la veracidad de este marketing. Sin duda no son los paneles más económicos que podemos encontrar, por lo que, una vez más, se confirma que lo barato sale caro y lo caro suele ser mejor que lo barato. 

Remedios del efecto DIP. 

Para quien estuviera interesado en mayor profundidad en este tema, porque tenga una instalación grande afectada por el efecto PID, en este artículo alemán (usa el traductor de Chrome para español) habla del mismo y de los remedios posibles. 

Cargador solar 12 voltios portátil

Energía solar para llevar. 

La energía solar es una fuente renovable y cada vez más asequible gracias a la bajada de precios espectacular que los paneles solares y otros componentes han experimentado en los últimos 5 años. En el mercado han aparecido equipos completos de 100W que antes costaban más de 600 euros, por menos de 300 euros, listos para cargar una batería de 12 voltios. Son especialmente interesantes, por su robustez y ligereza, los paneles solares plegables de plástico semi-flexible. Si nos gusta ir de acampada y queremos llevarnos el ordenador portátil, una nevera de 12V y varios dispositivos USB con nosotros, o si tenemos un 'cortijillo' o caseta en el campo sin acceso a la red eléctrica, estos equipos de carga solar a 12V son una buena solución para cubrir nuestra necesidades de energía durante varias horas incluso después de la puesta de sol. Y no hay que olvidar, que pagar por energía solar no es un gasto, sino una inversión. Si bien el principal motivo para mí es que obtengo mi propia energía allí donde la necesito. 

El clásico: maleta solar 100W plegable, de aluminio. 

Con un peso 'llevadero' de 13 kg, una maleta solar plegable de 100W de potencia nominal con dos paneles monocristalinos de 50W en paralelo y un regulador de carga con cableado y pinzas cuesta algo más de 200 euros y se amortiza en 3-4 años de uso moderado, siendo su vida útil de 20 a 30 años (paneles solares). Lo mejor es que nos lo podemos llevar a casa y ponerlo a salvo de ladrones de paneles solares. Un aspecto divertido añadido es que allá donde aparezcamos con este 'invento' arrasamos con el público. 

Maleta solar plegable de aluminio 100W/12V

Cargador solar plegable ultra-ligero. 

Este equipo de carga solar con 105W de potencia nominal es uno de los mejores inventos en energía solar de los últimos tiempos, aunque los paneles solares semi-flexibles ya existían, pero a unos precios desorbitados. Ahora, por 300 euros tenemos un cargador solar completo para 12V y 5V/1A, que pesa menos de 3 kg y mide plegado tan sólo 56x44x2 cm. Nos permite cargar una batería de 90 Ah en una jornada de sol. Gracias a que un panel solar semi-flexible es prácticamente irrompible, con un buen cuidado este equipo nos puede durar 25 años en perfectas condiciones y rendir un 80% de su potencia inicial, por lo que su amortización está garantizada. Con un uso frecuente, este cargador solar de última generación nos devuelve cada año 50 euros de nuestra inversión. 

Kit cargador solar plegable 105W/12V y 5VUSB