Capacidad de las baterías para almacenar energía solar PV

Motivación

Para conocer la capacidad de las baterías a adquirir para un sistema solar fotovoltaico (PV), hacemos el análisis y los cálculos del consumo a lo largo del día y de la energía captada a través de los paneles solares PV. La diferencia entre esta última y la primera a lo largo del día (no el total del día), será la energía excedente, así también a lo largo del día, que puede ser almacenada en baterías para ser utilizada durante la noche.

Curvas de la energía disponible de un sistema de paneles solares PV, curva de carga y energía para ser almacenada

En la figura 1 tenemos los valores de energía solar disponible, de un sistema de paneles solares fotovoltaicos y los valores de energía requerida para el funcionamiento de los aparatos eléctricos de mi hogar el día 02 de junio del año 2025 en la ciudad de Quito (día despejado). La información de la energía solar sobre la superficie de la Tierra (por metro cuadrado), fue obtenida del repositorio del INAMHI (Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología – Ecuador) y la energía requerida es la real de mi hogar.

Fig.1. Curvas de energía a lo largo de un día. En verde, energía disponible de un sistema con 1 panel solar PV de 2 m2 de superficie (aproximadamente de 400 vatios), y en color rojo, con 2 paneles PV del mismo tamaño y tipo y, en azul, la curva de consumo. Quito –Ecuador el día 02 de junio del año 2025. Fuente repositorio Inamhi.

Comparando las curvas de energía disponible, con un panel solar de tamaño 2 metros cuadrados, 400 vatios de potencia, en color verde, y de energía requerida por los aparatos eléctricos, en color azul, solamente entre 08h00 y 14h00 hay suficiente para poner a funcionar los aparatos eléctricos.

Ahora comparemos las curvas de energía disponible con 2 paneles solares PV, en color rojo, del mismo tamaño y tipo del caso anterior, y de la energía requerida, en azul. En este caso, existe suficiente energía solar disponible entre las 07H00 y 15H00 (8 horas) para hacer funcionar los aparatos eléctricos.

En ambos casos hay energía excedente para almacenarla. Con 2 paneles solares PV hay más que suficiente, 2.393,00 Wh (vatios.hora) recogidos y almacenados entre las 7h00 y 15h00. Si el consumo en mi hogar durante la noche es de 1.248,00 Wh (entre 23h00 y 5h00 del siguiente día, el consumo es esencialmente debido a la refrigeradora), significa que la energía almacenada abastece para toda la noche y sobra para el siguiente día.

Por lo anterior, las baterías deberían ser capaces de almacenar dicha cantidad de energía, 2.393,00 Wh. Comercialmente existen baterías de, por ejemplo, 24VDC/100Ah (24 voltios de corriente continua/100 amperios.hora), es decir, de 2.400,00 Wh de capacidad de almacenamiento de energía. En la práctica habrá que adquirir baterías de mayor capacidad (al menos 30% mayor) porque no es conveniente que la batería se descargue completamente.

Si las baterías no tienen la suficiente capacidad, la energía excedente se disipará en forma de calor. De cualquier manera, en este ejemplo, en temporada de alta radiación solar (días despejados), la energía excedente se iría acumulando día tras día, de tal manera que hay que balancear entre el precio de adquirir más baterías y el precio del desperdicio de la energía que no se pueda almacenar.

Por otro lado, también se debe considerar, para definir la capacidad de las baterías a adquirir, que en un día nublado y lluvioso (puede ver el artículo en nuestro blog) puede ser que no haya energía para almacenar.

Conclusiones

En días despejados, de alta radiación solar, habrá suficiente energía para ser almacenada, si las baterías no tienen la suficiente capacidad, la energía excedente se disipará en forma de calor. Mientras que, en días nublados, no será así.

Para adquirir las baterías para un sistema solar fotovoltaico, PV, se debe balancear entre el precio de adquirir más baterías y el precio del desperdicio de la energía que no se pueda almacenar, en días de alta radiación y, por otro lado, el precio de tener baterías sin carga, en días nublados y lluviosos.

Una vez decidida la capacidad (teórica) de las baterías, en la práctica se recomienda al menos 30% de mayor capacidad, porque no es conveniente que la batería se descargue completamente.

NOTA: Claro está que en días nublados y lluviosos, las baterías se pueden cargar con la energía de la red de la empresa eléctrica, pero ya tendrá su precio.

Francisco Castro – Si2a