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ALMACENAMIENTO ENERGÉTICO Larga vida para las baterías de ion-litio La utilización de baterías de ion-litio ha experimentado un crecimiento exponencial, especialmente desde el 2015 y su campo de aplicación ha pasado de las pequeñas capacidades requeridas por la telefonía e informática móvil, a las capacidades medias empleadas en vehículos eléctricos y sistemas domésticos de almacenamiento (sistemas de autoconsumo y aislados), y de ahí a las utilizadas para estabilidad/calidad de red en plantas utility-scale de varios MWh. JORGE HUNGRÍA MARTÍN INGENIERO TÉCNICO DE TELECOMUNICACIONES. EDIRECTOR TÉCNICO DE SOLARWATT ESPAÑA ste desarrollo se ha fundamentado en aspectos como su alta densidad de energía almacenada y, por tanto, reducido tamaño, sus altas profundidades de descarga (que alcanzan hasta el 100%), elevados regímenes de carga (admiten cargas rápidas), pequeña resistencia interna (capacidad independiente del régimen de descarga) y larga vida (más de 10 años). Sin embargo para que muchas de estas atractivas características puedan darse, deberán cumplirse respetuosamente una serie de condiciones y de lo contrario todas esa especificaciones no serán más que papel mojado. Este artículo va a centrarse en la importancia de la temperatura y la estrategia de carga como algunos de los aspectos externos determinantes en la vida de una batería de litio, y en subrayar algunas características que deberían ser tenidas en cuenta, tanto por el profesional como por el usuario final, a la hora de elegir su batería para sistemas de autoconsumo. No obstante, debemos ser conscientes de que no todas las baterías son iguales, como muestra el siguiente gráfico (Fig.1) procedente de los test de vida media realizados por un laboratorio independiente para celdas de litio (que no para baterías) de los principales fabricantes mundiales. Temperatura de la celda La temperatura de las celdas es un parámetro que afecta negativamente a la duración de las baterías acelerando su degradación y disminuyendo su vida. Los fabricantes adoptan distintos métodos que van desde la ventilación natural (limitando las corrientes nominales de carga y descarga de la batería), a la refrigeración por agua (bombas circuladoras y sistema de tuberías con líquido refrigerante), pasando por la ventilación forzada (con ventiladores y/o extractores). Todos pueden ser igual de efectivos a la hora de mantener la temperatura dentro de unos rangos si bien, en algunos, casos incorpora un consumo propio que no se ve reflejado en las fichas técnicas del fabricante y que reducirá el rendimiento tanto de la batería como del sistema. Mucho más importante que estos elementos de seguridad pasiva son los que dependen del BMS (Battery Management System) que la mayoría de los fabricantes incorporan, y que tiene la misión de gestionar los valores máximos de carga y descarga en función de los múltiples datos que recibe de la batería. Cuando el BMS recibe datos de temperatura alta, envía ordenes al cargador/inversor para que reduzca la corriente carga/descarga con el fin de que esta disminuya, llegando incluso a desconectarla si no se alcanza este objetivo. Uno de estos datos, como ya hemos adelantado, es la temperatura. Pero, nuevamente, no todas las baterías son iguales. Existen baterías que incorporan un único sensor de temperatura y otras que cuentan con un sensor por celda. Las primeras podrían no detectar una anomalía en una celda concreta que quizás desencadenase la destrucción de la batería e incluso su incendio. Además, no todas las celdas están a la misma temperatura, incluso sin existir ningún defecto (dependerá de su posición dentro del battery-pack), y la carga/descarga deberá realizarse en función de la celda más caliente. Sólo con un control celda a celda podremos garantizar los 10 años de vida de la batería. Estrategia de carga/descarga No es del todo conocida la relación entre el estado de carga (SoC) de las baterías de litio y su tiempo de vida. El comportamiento de las baterías de ion-litio es completamente opuesto al de las de plomo ácido, y se degradan con mayor velocidad cuando mayor es su estado de carga, siendo más patente ese comportamiento cuando se encuentran cargadas Fig1. Test de ciclado de distintos fabricantes al 100%. 54 energética XXI · 179 · SEP18


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