​Baterías de litio solar

Las baterías de Litio, o también llamadas de iones de Litio, las encontramos en multitud de aparatos electrónicos, como son nuestros teléfonos móviles o Smartphnes. Su desarrollo para los pequeños electrodomésticos y electrónica de consumo se debió a que en un reducido tamaño se almacena suficiente electricidad para el uso diario del equipo correspondiente. Además de su reducido peso y poder realizar la carga en menos tiempo que con otras tecnologías. Estas ventajas han sido muy importantes para que diferentes fabricantes apuesten por esta tecnología para aplicarla a las instalaciones de placas solares fotovoltaicas, para la e-automoción, y otros usos.
Artículo escrito por:
Marcos Carbonell, Redactor de www.HogarSense.es
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¿Qué es el litio?

El litio es un metal, pero que pocas personas lo identificarían como tal. Ya que su densidad es la mitad de la del agua, siendo el metal y elemento sólido más ligero. Como elemento químico se identifica por el símbolo “Li”, y se encuentra entre los elementos alcalinos, en la tabla periódica de elementos químicos. En su forma pura, es un metal blando, de color blanco plata, que se oxida rápidamente en aire o agua.

En Sudamérica se encuentra concentrado entre el 50 y el 85% de mineral de litio. Concretamente en el llamado “triángulo del litio”. Esta zona tiene tres vértices que corresponden a tres “minas”, que son, el salar de Uyuni en Bolivia, el salar de Atacama en Chile y el salar del Hombre Muerto en Argentina. En las últimas décadas, crecimiento acelerado en el uso del ion-litio ha provocado que el litio suba considerablemente su precio. El litio no solo se usa para fabricar pilas y baterías. Gracias a sus cualidades físicas y químicas se usa para diversos procesos, a parte de su uso en las instalaciones fotovoltaicas:

  • El bromuro de litio se emplea en bombas de calor de contracción, gracias a su elevada higroscopicidad por lo que es un excelente secante.
  • Las sales de litio se usan en el campo de la medicina en algunas psicopatologías, como la depresión, la bipolaridad, etc. como el carbonato de litio. Ya que es un estabilizador del estado de ánimo.
  • Como lubricante en aplicaciones de alta temperatura en compuestos como el estearato de litio.
  • En la industria química, se emplea para realizar la síntesis de compuestos orgánicos.
  • para la depuración del aire en las naves espaciales y submarinos, extrayendo el dióxido de carbono, se emplea el hidróxido de litio.
  • En la industria del metal, se emplea en muchas aleaciones de aluminio, cadmio, cobre y magnesio, para la construcción aeronáutica. Pero también en la fabricación de productos cerámicos y en las lentes de telescopios.
  • Se usa también para aplicaciones en la energía nuclear.
  • y más …
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¿Sabías que las baterías de litio ganaron el Nobel?

En realidad, no han ganado el Premio Nobel las baterías en sí. Sino que han sido los creadores de las baterías de litio. La Real Academia de las Ciencias de Suecia anunció en octubre que se concedía el Premio Nobel de Química 2019 a los químicos Akira Yoshino y Michael Stanley Whittingham, y al físico alemán-estadounidense John Bannister Goodenough. El premio es debido a su trabajo en el desarrollo de las baterías de litio, ya que cada uno de ellos a jugado un papel muy importante en la creación de la batería de litio.

Fuente de la imagen: ©EuropaPress

El verdadero mérito de las baterías de litio solar es que no funcionan como las tradicionales, que están basada en reacciones químicas. Las baterías de litio se fundamentan en el flujo de iones de litio entre el cátodo y el ánodo. De esta forma se marcó un punto de partido para la vida inalámbrica, al permitir la utilización de los primeros ordenadores sin una conexión constante a una toma de corriente eléctrica, y que ha sido fundamental para la portabilidad de las comunicaciones, tanto en los teléfonos, como en otros muchos electrodomésticos.

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Ventajas técnicas de las baterías de litio

Las baterías de litio solar tienen grandes ventajas que han atraído la atención de muchos investigadores y empresas para diversos usos. Especialmente para el almacenamiento eléctrico en las instalaciones solares fotovoltaicas. Entre estas características debemos destacar que ocupan poco espacio, pesan poco y no emiten gases. Por lo que se pueden poner en cualquier sitio. El tiempo de carga es el más rápido, teniendo una autosuficiencia de hasta un 70%. Y además, permite realizar descargas totales sin verse su vida útil seriamente afectada. Pudiendo llegar a una vida útil de más de 20 años. Sin olvidar que son 100% sostenibles. Se puede considerar que el precio de las baterías de litio solar sea elevado. Pero teniendo en cuenta que tienen una vida útil muy larga, el precio queda compensado y necesitar menos reposiciones.

Ventaja técnica


Batería de litio solar
✓ Vida útil muy larga, más de 20 años.
✓ El tiempo de carga más rápido.
✓ Permiten realizar descargas totales sin afectar a la vida útil.
✓ Mantenimiento casi nulo.
✓ Peso relativamente pequeño.

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Porqué contar con una batería de litio es una decisión correcta

A pesar de su precio, que puede ser un obstáculo para algunas personas, debemos tener en cuenta los beneficios que nos aportan una batería de litio solar respecto a otras tecnologías. Entre las ventajas que nos ayudan a compensar su elevado precio, por el momento, esta su larga vida útil, que nos asegura que no las tendremos que cambiar en muchos años. Este es un factor muy importante ya que solo con este punto ya se compensa con otras tecnologías que necesitan varios cambios durante la vida de la instalación fotovoltaica.

Otra ventaja es que no necesitan ventilación, y las podemos instalar en cualquier cuarto sin preocuparnos por los gases nocivos que desprenden otros modelos. Su bajo mantenimiento nos asegura unos gastos menores que con otras tecnologías, lo que nos ayuda a recuperar la inversión y compensar su elevado precio inicial. Su reducido peso, en comparación con otros tipos de baterías de litio solar, nos facilita la instalación, tanto por el trabajo a realizar, como por el lugar destinado a ello.

Marca Modelo Precio (€) *
Tesla Powerwall ( 5 kW )
Equipo de soporte
740 - 7.500
Sonnen Sonnen eco ( >4 kW ) 8.000
LG Chem RESU ( 2,9 – 12,4 kW ) 6.000 - 7.000
Varta Element ( 3,3 – 12 kW ) 5.600 - 10.000

*Precios orientativos sin IVA

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Tipos de baterías de litio

Actualmente existen tres tipos de baterías de iones de litio. Y su diferencia es la base de materiales catódicos, estos son el óxido de cobalto, óxido de manganeso y fosfato de hierro. La batería solar de óxido de cobalto/litio tiene como ventaja su alta densidad de energía. Pero como inconveniente los graves problemas de seguridad.

La batería de litio/óxido de manganeso es la de mayor utilización por sus características y seguridad. Pero tiene como inconveniente su mal rendimiento a altas temperaturas. Mientras que la batería solar de litio/fosfato de hierro tiene las mejores características de seguridad. Además de contar con un ciclo de vida largo (mas de 2000 ciclos, que equivale a casi 6 años de cargas y descargas diarias) y una buena disponibilidad.

Una batería de litio solar recargable está disponible en dos composiciones químicas similares: cilíndricas/tubulares de ion de litio (Li-Ion) y planas de polímero de litio (Li-Po). Ambas producen entre 3,6 y 3,7 voltios. Además, las baterías de litio solar proporcionan más densidad energética que las baterías de níquel, lo que da lugar a una mayor autonomía de batería en un diseño más ligero, ya que el litio es el metal más liviano que existe.

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Ventajas económicas

Como ya hemos comentado antes, una batería solar, específicamente la batería de litio solar, tiene de momento un precio más elevado que otras tecnologías. Pero este precio inicial, que es un hándicap cuando se realiza toda la instalación de placas fotovoltaicas, se ve compensado durante su vida útil.

Mientras que una batería solar con tecnología litio solo la cambiaremos una vez durante la vida de las placas solares, una Monoblock la cambiaremos 6 veces, con lo que el precio objetivo podría ser hasta 6 veces mayor. Pero el precio comparativo no llega a ser tan elevado, por lo que ya hay una ventaja económica.

Además, las baterías de litio solar no necesitan apenas mantenimiento, por lo que, durante su vida útil necesitarán menos gasto en mantenimiento que las Monoblock, por ejemplo. Lo que también repercute como una ventaja económica a largo plazo. Todo ello compensa el mayor coste inicial.

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Comparación de una instalación fotovoltaica con batería normal vs litio

Para que nos podamos hacer una idea de las divergencias entre diferentes tipos de baterías, comparamos con un ejemplo dos instalaciones fotovoltaicas similares. Únicamente tienen una diferencia, una de ellas cuenta con una batería solar de Plomo-ácido y la otra con una batería de litio solar

Instalación batería solar Plomo-ácido Instalación batería de litio solar
✓ Capacidad útil en 10 horas de 3.600 Wh ✓ Capacidad útil en 10 horas de 5.000 Wh
✓ Número de ciclos: 2.500, que equivale a 7 años de carga/descarga diarias ✓ Número de ciclos: 7.000, que equivale a mas de 19 años de carga/descarga diarias
✓ Garantía de 2 años ✓ Garantía de 10 años
✓ Precio de 2.500 € aproximadamente ✓ Precio de 4.500 € aproximadamente
✓ Precio por ciclo (carga/descarga): 1€ ✓ Precio por ciclo (carga/descarga): 0,64 €
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