Baterías para Sistemas Solares: Tipos, Cálculo y Selección
Guía de baterías para sistemas solares. Comparativa litio vs plomo-ácido, dimensionamiento, profundidad de descarga y costos en México.
¿Cuándo Necesito Baterías?
| Escenario | ¿Baterías? | Razón |
|---|---|---|
| Interconexión CFE (net metering) | No requeridas | La red es el respaldo |
| Zona sin red eléctrica | Obligatorias | Única forma de almacenar |
| Respaldo ante apagones | Opcionales | Comfort y continuidad |
| Autoconsumo máximo | Opcionales | Optimización de consumo |
Tipos de Baterías
Comparativa principal
| Característica | Plomo-ácido (AGM/GEL) | Litio (LiFePO4) |
|---|---|---|
| Costo por kWh | $3,000-5,000 MXN | $6,000-12,000 MXN |
| Profundidad de descarga (DOD) | 50% | 80-100% |
| Ciclos de vida | 500-1,000 | 3,000-6,000 |
| Vida útil | 3-5 años | 10-15 años |
| Peso (por kWh) | ~30 kg | ~10 kg |
| Mantenimiento | Requiere ventilación | Libre de mantenimiento |
| Eficiencia | 80-85% | 95-98% |
| Temperatura operación | 20-30°C ideal | -10 a 50°C |
Costo por ciclo (valor real)
| Tipo | Costo kWh | Ciclos útiles | Costo/ciclo/kWh |
|---|---|---|---|
| AGM | $4,000 | 800 (50% DOD) | $5.00 |
| GEL | $5,000 | 1,200 (50% DOD) | $4.17 |
| LiFePO4 | $8,000 | 5,000 (80% DOD) | $1.60 |
Conclusión: El litio LiFePO4 es más económico a largo plazo a pesar de su mayor costo inicial.
Dimensionamiento del Banco de Baterías
Fórmula
Capacidad = (Consumo_diario × Días_autonomía) / (DOD × η_inversor)
Ejemplo: Casa aislada
Datos:
- Consumo diario: 5 kWh
- Autonomía deseada: 2 días (sin sol)
- DOD: 80% (litio) o 50% (plomo)
- Eficiencia inversor: 92%
Con litio LiFePO4:
- Capacidad = (5 × 2) / (0.80 × 0.92) = 10 / 0.736 = 13.6 kWh
- Ejemplo: 2 baterías de 48V / 150Ah (14.4 kWh)
Con plomo-ácido:
- Capacidad = (5 × 2) / (0.50 × 0.92) = 10 / 0.46 = 21.7 kWh
- Ejemplo: 16 baterías de 6V / 225Ah (21.6 kWh)
Configuración del Banco
Voltajes del sistema
| Potencia del sistema | Voltaje DC banco |
|---|---|
| < 1 kW | 12V |
| 1-3 kW | 24V |
| 3-8 kW | 48V |
| > 8 kW | 48V o superior |
Conexiones
| Conexión | Efecto | Uso |
|---|---|---|
| Serie | Suma voltajes, misma capacidad | Alcanzar voltaje del banco |
| Paralelo | Suma capacidad, mismo voltaje | Alcanzar Ah necesarios |
| Serie-Paralelo | Ambos | Sistemas grandes |
Costos de Referencia (México 2026)
| Producto | Capacidad | Precio |
|---|---|---|
| Batería AGM 12V/100Ah | 1.2 kWh | $3,500-5,000 MXN |
| Batería GEL 6V/225Ah | 1.35 kWh | $4,000-6,000 MXN |
| Batería LiFePO4 48V/100Ah | 4.8 kWh | $35,000-55,000 MXN |
| Batería LiFePO4 48V/200Ah | 9.6 kWh | $60,000-90,000 MXN |
| Sistema integrado (ej. tipo Powerwall) | 10-13 kWh | $120,000-200,000 MXN |
Errores Comunes
1. Mezclar baterías de diferente edad o capacidad
Conectar baterías nuevas con viejas hace que las viejas se degraden más rápido y arrastren el rendimiento de las nuevas. Siempre use baterías idénticas (misma marca, modelo, fecha de fabricación).
2. Exceder la profundidad de descarga
Descargar baterías de plomo-ácido por debajo del 50% reduce drásticamente su vida útil. Un solo ciclo al 100% DOD puede destruir una batería AGM. Instale un controlador con corte de bajo voltaje.
3. No considerar la temperatura
Las baterías de plomo pierden 50% de capacidad a 0°C y su vida se reduce a la mitad por cada 10°C encima de 25°C. En zonas calientes de México, la ventilación del banco de baterías es crítica.
Preguntas Frecuentes
¿Puedo agregar baterías a un sistema de interconexión existente?
Sí, necesita un inversor híbrido que maneje tanto la conexión a red como las baterías. Si su inversor actual es solo de interconexión (grid-tie), deberá reemplazarlo por uno híbrido.
¿Las baterías de auto eléctrico sirven para solar?
Las baterías de segunda vida de autos eléctricos se están usando cada vez más en sistemas estacionarios. Tienen 70-80% de su capacidad original y son económicas; sin embargo, requieren un BMS (Battery Management System) y conocimiento técnico para integrarlas.
¿Cuánto espacio necesita un banco de baterías?
Un banco de litio de 10 kWh ocupa aproximadamente 0.5 m × 0.5 m × 0.3 m (tamaño de una maleta grande). Un banco equivalente en plomo-ácido ocupa 5-8 veces más espacio y pesa 3 veces más.
¿Las baterías son peligrosas?
Las baterías de plomo-ácido generan hidrógeno durante la carga (explosivo) y contienen ácido sulfúrico (corrosivo). Las LiFePO4 son las baterías de litio más seguras (no se incendian), pero requieren un BMS para evitar sobrecarga/descarga excesiva.
¿Cuánto duran las baterías de litio realmente?
Las LiFePO4 de buena calidad ofrecen 3,000-6,000 ciclos al 80% DOD. Con un ciclo diario, eso equivale a 8-16 años. Los fabricantes serios garantizan 10 años o 4,000 ciclos. Las baterías chinas genéricas pueden tener vida real menor.
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