Cómo Elegir Baterías para Paneles Solares – Parte 1

En este artículo vamos a conocer los diferentes tipos de baterías que existen para sistemas solares. Es un artículo directo, en forma de guía.

Las baterías son uno de los componentes esenciales dentro de un sistema solar. Gracias a ellas podemos ahorrar y guardar el excedente de la energía que proviene del sol en un día nublado, y usarlo después. Las baterías sirven tanto para las noches, donde no existen rayos de sol, como en sistemas aislados, donde necesariamente deben usarse. 

Cuando deseamos tener nuestro sistema solar, surgen muchas preguntas y dudas respecto a qué tipos de baterías existen y cuáles elegir. Estamos inundados de mucha información que, en lugar de hacernos aprender, simplemente nos confunde más. Por ello, en Casa Polska vamos a darte una guía informativa para que puedas elegir la batería ideal, saber calcular los tipos de baterías y asegurar tu rendimiento solar, pues las baterías determinan qué equipos electrodomésticos e industriales pueden funcionar.

¿Por dónde iniciamos?

Para elegir la batería o el conjunto de baterías, tanto si deseamos hacerlo nosotros mismos como buscar asesoría profesional, todo depende del consumo y de la lista de equipos a mover. Desde allí parte la elección de la cantidad y el tipo de baterías. 

Ahora bien, ¿cómo saber el consumo promedio o exacto que tiene mi casa, o el total de equipos eléctricos que tengo, para poder elegir el conjunto de baterías a comprar?

El primer paso sería determinar si lo deseo para uso residencial o casa, o para una zona rural o casa grande, etc. Si lo deseas para un hogar pequeño, el cálculo y la elección de las baterías será mucho más fácil, sobre todo si tenemos electrodomésticos con eficiencia A, porque nos hará la vida más fácil. Son electrodomésticos inteligentes que son eficientes al momento de trabajar.

Guía para sistemas residenciales.

Para un sistema solar de uso residencial u hogar pequeño, que busca simplemente ahorrar la factura de luz cada mes y vive en zona urbana, tendremos que hacer una lista:

• Primer paso: Hacer una lista de todos los electrodomésticos que usamos a diario o al menos los que usamos siempre. Por ejemplo, la TV es algo que siempre se usa a diario, el router de internet, las termas o duchas eléctricas para bañarnos en tiempos de invierno, la licuadora, la lavadora, etc. Haz una lista de todos los electrodomésticos que más usas.
• Segundo paso: Verificar cuánto consume cada electrodoméstico. Por ejemplo, si tienes una lavadora, en la parte trasera o en el manual suelen tener una ficha técnica que indica el consumo y el voltaje. Debes fijarte donde dice consumo en W, y ese dato ponerlo al lado de tu lista de electrodomésticos.
• Tercer paso: Hacer lo mismo con toda la lista de electrodomésticos que tienes o usas siempre.
• Cuarto paso: Calcular el consumo energético diario de cada electrodoméstico multiplicando su potencia (W) por las horas de uso. El resultado será la energía consumida en Wh (vatios-hora).

Ejemplo práctico:

• TV de 500W encendida 1 hora: 500 W × 1 h = 500 Wh.
• TV de 500W encendida 2 horas: 500 W × 2 h = 1000 Wh.

Para convertir a kWh (kilovatios-hora), divide el resultado entre 1000:

• 500 Wh ÷ 1000 = 0.5 kWh.
• 1000 Wh ÷ 1000 = 1 kWh.

Repite este cálculo con todos tus electrodomésticos.

• Quinto paso: Sumar el consumo energético (en Wh) de todos tus electrodomésticos. El total obtenido será tu consumo diario en Wh. Conviértelo a kWh dividiendo entre 1000. Ejemplo:
  • Suma total: 5000 Wh/día
  • Conversión: 5000 Wh ÷ 1000 = 5 kWh/día
• Sexto paso: Calcular el consumo mensual multiplicando tu consumo diario por 30 días. Ejemplo:
  • Consumo diario: 5 kWh/día.
  • Consumo mensual: 5 kWh × 30 días = 150 kWh/mes.

Con tu consumo diario en kWh, podrás determinar cuántas baterías y de qué capacidad necesitas para garantizar el suministro eléctrico continuo. Por ejemplo, si consumes 5 kWh/día, necesitarás un banco de baterías con al menos esa capacidad utilizable. Es crucial usar datos reales de consumo para evitar subdimensionar o sobredimensionar el sistema.

Si estos cálculos te resultan complicados, tenemos una solución más simple: una calculadora online gratuita que calcula automáticamente el consumo de tus electrodomésticos en kWh. Solo necesitas ingresar los datos básicos y obtendrás el resultado al instante. Accede a la herramienta aquí.

¿Cuántas baterías necesito según mi consumo?

Supongamos que deseamos un sistema solar para un terreno de espárragos y queremos regar usando un motor eléctrico de 2 pulgadas para 2 hectáreas de terreno. Observamos que nuestro motor eléctrico es de 2 pulgadas y tiene 4 HP de potencia; eso significa que tiene un consumo de 2000 W como potencia máxima o más. Ese detalle lo hemos visto previamente en su etiqueta que viene encima del motor. Entonces, una vez obtenido ese dato, sabemos que debemos tener más de 2000 W de potencia para hacer arrancar ese motor.

Debido a que todo motor de agua contiene un peak power (pico de potencia en el arranque inicial), debemos conseguir un inversor de calidad que tenga o supere esos 2000 W de peak power. Podemos elegir entonces un inversor de 6000 W de peak power y que sea al menos de 3000 W de potencia continua. De esa manera, en solamente milisegundos podemos prender la bomba eléctrica sin problemas y sin que se apague el motor.

Ahora bien, si sabemos que al menos necesitamos 2000 W de potencia continua para hacer prender ese motor, ¿cuántas baterías necesitamos?

La respuesta requiere dos datos: la capacidad en amperios-hora (Ah) y el voltaje (V) de las baterías. Las baterías comerciales vienen desde 5 Ah hasta 350 Ah o más. A mayor capacidad, mayor energía almacenada.

Fórmula clave: Energía almacenada (Wh) = Capacidad (Ah) × Voltaje (V).

Ejemplo de cálculo.

Debido a que nuestro motor consume 2000 Wh, entonces gastará 2000 Wh por hora, y para cubrir esa demanda necesitamos baterías lo más grandes posible:

Si elegimos una batería de 300 Ah y de 12 V, esta batería nos dará 3600 Wh* como valor teórico. Pero en la práctica nos dará menos debido a la transformación de la energía DC a AC y el tipo de batería a elegir. Si usamos una batería de GEL o AGM, solamente podremos usar el 50% de su almacenamiento. Es decir, no podremos usar por recomendación los 3600 Wh* que nos proporciona, sino la mitad: 1800 Wh**.

*Cálculo: Multiplicamos 300 Ah × 12 V = 3600 Wh. Este valor representa la capacidad total de la batería al 100%. Sin embargo, en baterías de GEL o AGM se recomienda utilizar únicamente el 50% de su carga (1800 Wh**) para maximizar su vida útil y evitar descargas profundas que puedan dañarlas.

Debido a que esa batería nos dará 1800 Wh de capacidad utilizable y nuestro motor consume 2000 W de potencia, entonces solo podremos operarlo durante aproximadamente 0.9 horas (54 minutos) en valor teórico. Para tener el motor funcionando más tiempo, necesitaremos al menos 4 baterías de 300 Ah a 12 V conectadas en serie, logrando una configuración de 48 V con 300 Ah de capacidad.

Cálculo de energía total:

• 48 V × 300 Ah = 14,400 Wh o 14.4 kWh (capacidad nominal)

Tiempo de operación del motor de 2000 W:

• Al 100% de descarga: 14.4 kWh ÷ 2 kW = 7.2 horas
• Al 50% de descarga (recomendado para AGM/GEL): 7.2 kWh ÷ 2 kW = 3.6 horas

Por lo tanto, siguiendo las recomendaciones del fabricante y usando solo el 50% de la capacidad, podremos mantener el motor funcionando durante aproximadamente 3.5 horas.

Mientras más baterías agreguemos, más capacidad de carga tendremos y podremos tener más energía para mover nuestros equipos eléctricos. Además, al aumentar el número de paneles solares, mejoramos la capacidad de carga de las baterías mientras estas se encuentran en uso. Por esta razón, es esencial equilibrar la cantidad de paneles solares y baterías en el sistema, optimizando así tanto la captación de energía solar como su almacenamiento para días nublados o de baja radiación.