Múltiples factores pueden afectar la vida útil de un sistema de almacenamiento de energía de batería residencial.
El almacenamiento de energía residencial se ha convertido en una característica cada vez más popular de la energía solar doméstica. Una encuesta reciente de SunPower de más de 1,500 hogares mostró que alrededor del 40% de los estadounidenses se preocupan por los cortes de energía de forma regular. De los encuestados que están considerando activamente la energía solar para sus hogares, el 70% dijo que planea incluir un sistema de almacenamiento de energía de batería.
Además de proporcionar energía de respaldo durante los cortes, muchas baterías están integradas con tecnología que permite la programación inteligente de la importación y exportación de energía. La idea aquí es maximizar el valor del sistema solar de la casa. Y algunas baterías están optimizadas para integrar un cargador de vehículo eléctrico.
Aunque el despliegue del almacenamiento de energía va en aumento, las tasas de conexión de las baterías siguen siendo bajas. En 2020, solo el 8,1% de los sistemas solares residenciales incluían baterías conectadas, según el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (LBL).
Existen muchas opciones con múltiples químicas de batería disponibles para el almacenamiento de energía en el hogar. Sin embargo, la conclusión es que en los Estados Unidos, dos marcas dominan el espacio. Más del 90% del mercado es atendido por LG Chem y Tesla Powerwall, que son baterías de iones de litio, según LBL. Tesla controla más del 60% de todo el mercado norteamericano.
El Tesla PowerWall tiene una garantía limitada que dice que el dispositivo estará libre de defectos durante 10 años después de la instalación. También garantiza que PowerWall comenzará su vida útil con una capacidad de 13,5 kWh y retendrá la capacidad energética según un programa de degradación.
LG afirma que su sistema conservará al menos el 60% de su capacidad energética nominal (9,8 kWh) durante 10 años. La batería debe funcionar entre -10 C y 45 C para permanecer cubierta por la garantía. El rendimiento total de energía dentro de la garantía está limitado a 27,4 MWh.
Duración de la batería
El instalador solar Sunrun dijo que las baterías pueden durar entre cinco y 15 años. Eso significa que probablemente se necesitará un reemplazo durante los 20 a 30 años de vida de un sistema solar.
La vida útil de la batería depende principalmente de los ciclos de uso. Como lo demuestran las garantías de los productos LG y Tesla, los umbrales del 60% o el 70% de la capacidad están garantizados a través de un cierto número de ciclos de carga.
Dos escenarios de uso impulsan esta degradación: sobrecarga y cargo por goteo, dijo el Instituto Faraday. La sobrecarga es el acto de introducir corriente en una batería que está completamente cargada. Hacer esto puede hacer que se sobrecaliente o incluso que se incendie.
La carga lenta implica un proceso en el que la batería se carga continuamente hasta el 100%, inevitablemente, se producen pérdidas. El rebote entre el 100% y poco menos del 100% puede elevar las temperaturas internas, disminuyendo la capacidad y la vida útil.
Otra causa de degradación con el tiempo es la pérdida de iones de litio móviles en la batería, dijo Faraday. Las reacciones secundarias en la batería pueden atrapar el litio utilizable libre, reduciendo así la capacidad gradualmente.
Si bien las temperaturas frías pueden detener el rendimiento de una batería de iones de litio, en realidad no degradan la batería ni acortan su vida útil. Sin embargo, la vida útil total de la batería disminuye a altas temperaturas, dijo el Instituto Faraday. Esto se debe a que el electrolito que se encuentra entre los electrodos se descompone a temperaturas elevadas, lo que hace que la batería pierda su capacidad de transporte de iones de litio. Esto puede reducir la cantidad de iones de litio que el electrodo puede aceptar en su estructura, agotando la capacidad de la batería de iones de litio.
Asuntos de mantenimiento
El Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) recomienda instalar una batería en un lugar fresco y seco, preferiblemente un garaje, donde se pueda minimizar el impacto de un incendio (una amenaza pequeña pero potencial). Las baterías y los componentes que las rodean deben tener un espacio adecuado para permitir el enfriamiento, y las revisiones periódicas de mantenimiento pueden ser útiles para garantizar un funcionamiento óptimo.
NREL dijo que, siempre que sea posible, evite la descarga profunda repetida de las baterías, ya que cuanto más se descarga, más corta es la vida útil. Si la batería de la casa se descarga profundamente todos los días, puede ser el momento de aumentar el tamaño del banco de baterías.
Las baterías en serie deben mantenerse con la misma carga, dijo NREL. Aunque todo el banco de baterías puede mostrar una carga total de 24 voltios, puede haber voltaje variable entre las baterías, lo que es menos beneficioso para proteger todo el sistema a largo plazo. Además, NREL recomendó que se establezcan los puntos de ajuste de voltaje correctos para cargadores y controladores de carga, según lo determine el fabricante.
Las inspecciones también deben realizarse con frecuencia, dijo NREL. Algunas cosas que debe buscar incluyen fugas (acumulación en el exterior de la batería), niveles de líquido apropiados e igual voltaje. NREL dijo que cada fabricante de baterías puede tener recomendaciones adicionales, por lo que revisar las hojas de datos y el mantenimiento de una batería es una buena práctica.
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