Comparación de baterías de plomo-ácido frente a batería de litio 2020

Con esta comparación de baterías te ayudamos a entender las diferencias entre las dos principales baterías del mercado.

Las baterías de plomo-ácido cuestan menos por adelantado, pero tienen una vida útil más corta y requieren mantenimiento regular para mantenerlas funcionando correctamente. Las baterías de litio son mucho más caras por adelantado, pero no requieren mantenimiento y tienen una vida útil más larga para que coincida con su precio más alto.

Este artículo trata de una decisión que tendrá que hacer si compra un sistema solar basado en baterías, ya sea para salir de la red o para agregar almacenamiento de energía a su hogar conectado a la red.

Específicamente, vamos a ver las baterías de plomo-ácido frente a iones de litio, los dos tipos principales de baterías utilizadas para la energía solar. Este es el resumen:

El plomo-ácido es una tecnología probada y verdadera que cuesta menos, pero requiere un mantenimiento regular y no dura tanto.

El litio es una tecnología de batería premium con una vida útil más larga y mayor eficiencia, pero pagarás más dinero por el aumento en el rendimiento.

Vamos a repasar los pros y los contras de cada opción con más detalle, y explicar por qué puede elegir uno sobre el otro para su sistema.

Baterías solares de plomo-ácido frente a litio: Lo básico

Al construir un sistema solar, tiene tres opciones principales de batería:

Plomo-ácido inundado (FLA)

La característica distintiva de las baterías FLA es que las placas están sumergidas en agua. Estos deben ser revisados regularmente y rellenados cada 1-3 meses para mantenerlos funcionando correctamente.

El retraso en el mantenimiento puede acortar la vida útil de las baterías y anular la garantía. Las baterías FLA también deben instalarse en un gabinete ventilado para permitir que los gases de la batería escapen.

Acido de plomo sellado (SLA)

Las baterías SLA vienen en dos tipos, AGM (Absorbent Glass Mat) y Gel, que tienen muchas propiedades similares. Requieren poco o ningún mantenimiento y son a prueba de derrames.

La diferencia clave en las baterías AGM frente a gel es que las baterías de gel tienden a tener tasas de carga y salida más bajas. Las baterías de gel generalmente no pueden manejar tanta corriente de carga, lo que significa que tardan más en recargarse y generar menos energía.

Litio

La mejor química de la batería de litio para aplicaciones solares es fosfato de hierro de litio, cortocircítil a baterías LiFePO4 o LFP. Esta nueva tecnología dura más tiempo y se puede poner a través de ciclos más profundos. Tampoco requieren mantenimiento ni ventilación, a diferencia de las baterías de plomo-ácido.

Las baterías de litio cuestan más por adelantado, pero la eficiencia adicional significa que potencialmente puede gastar menos por kilovatio-hora de capacidad durante la vida útil de la batería.

Baterías de plomo-ácido frente a litio: Desglose de precios

Veamos cuánto costaría construir un banco de baterías con las tres opciones.

No solo nos interesa el costo inicial, sino también el costo de propiedad a lo largo de la vida del sistema. Por ejemplo, veremos cuánto costarían las baterías para alimentar este sistema fuera de la red de 5,13 kW,que vendemos por $12,899 en el momento de la publicación.

En un entorno fuera de la red, desea ver la vida útil estimada del ciclo, ya que está en bicicleta sus baterías sobre una base diaria. Este sistema produciría un estimado de 23,08 kWh por día en el verano y 11,54 kWh por día en el invierno.

Lead-Acid vs. Lithium Batteries: Cost Breakdown

Algunas notas sobre este gráfico

Estamos estimando que las baterías de plomo-ácido serán reemplazadas 3 veces durante un período de 10 años, la vida útil de 1 batería de litio. Esta comparación se basa en la duración de la garantía ofrecida por los fabricantes.

Hemos hecho todo lo posible para dar una comparación de manzanas a manzanas de estas baterías en función de sus especificaciones impresas. Sin embargo, en aplicaciones del mundo real, factores como la profundidad de descarga, la temperatura, la fuente de carga, el diseño general del sistema y su disposición a realizar un mantenimiento regular afectarán el verdadero rendimiento de sus baterías.

5 Diferencias clave entre las baterías de plomo-ácido y litio

1. Ciclo de vida

Cuando descargue una batería (úselo para alimentar sus aparatos), luego cártela de nuevo con sus paneles, que se conoce como un ciclo de carga. Medimos la vida útil de las baterías no en términos de años, sino más bien cuántos ciclos pueden manejar antes de que expiren.

Piense en ello como poner kilometraje en un coche. Cuando se evalúa el estado de un coche usado, el kilometraje importa mucho más que el año en que se produjo.

Lo mismo ocurre con las baterías y el número de veces que han sido ciclo. Una batería sellada de plomo-ácido en una casa de vacaciones puede pasar por 100 ciclos en 4 años, mientras que la misma batería podría pasar por más de 300 ciclos en un año en una residencia de tiempo completo. El que ha pasado por 100 ciclos está en mucho mejor forma.

La vida útil del ciclo también es una función de la profundidad de descarga (cuánta capacidad utiliza antes de recargar una batería). Las descargas más profundas ponen más tensión en la batería, lo que acorta su vida útil. En la comparación de baterías, es similar.

2. Profundidad de descarga

La profundidad de descarga, en esta comparación de baterías, se refiere a la cantidad de capacidad total que se utiliza antes de recargar la batería. Por ejemplo, si utiliza una cuarta parte de la capacidad de la batería, la profundidad de descarga sería del 25%.

Las baterías no se descargan completamente cuando las usas. En su lugar, tienen una profundidad de descarga recomendada: cuánto se puede utilizar antes de que se deben rellenar.

Las baterías de plomo-ácido solo deben funcionar al 50% de profundidad de descarga. Más allá de ese punto, corre el riesgo de afectar negativamente su vida útil.

Por el contrario, las baterías de litio pueden manejar descargas profundas del 80% o más. Esto significa esencialmente que cuentan con una mayor capacidad utilizable.

3. Eficiencia

Las baterías de litio son más eficientes. Esto significa que se almacena y utiliza más energía solar.

Por ejemplo, en la comparación de baterías, las baterías de plomo ácido son sólo 80-85% eficientes dependiendo del modelo y la condición. Eso significa que si usted tiene 1.000 vatios de energía solar entrando en las baterías, sólo hay 800-850 vatios disponibles después del proceso de carga y descarga.

Las baterías de litio son más del 95% eficientes. En el mismo ejemplo, tendría más de 950 vatios de potencia disponibles.

Una mayor eficiencia significa que sus baterías se cargan más rápido. Dependiendo de la configuración de su sistema, también podría significar que usted compra menos paneles solares, menos capacidad de la batería y un generador de respaldo más pequeño.

4. Tasa de cargo

Con mayor eficiencia también viene una tasa de carga más rápida para las baterías de litio. Pueden manejar un amperaje más alto del cargador, lo que significa que se pueden rellenar mucho más rápido que el plomo-ácido.

Expresamos la tasa de carga como una fracción, como C/5, donde C – la capacidad de la batería en horas de amplificador (Ah). Así que una carga de batería de 430 Ah a una velocidad de C/5 recibiría 86 amplificadores de carga (430/5).

Las baterías de plomo-ácido están limitadas en la cantidad de corriente de carga que pueden manejar, principalmente porque se sobrecalentarán si las carga demasiado rápido. Además, la tasa de carga se vuelve significativamente más lenta a medida que se acerca a la capacidad completa.

Las baterías de plomo ácido pueden cargarse alrededor de C/5 durante la fase a granel (hasta un 85% de capacidad). Después de eso, el cargador de batería se ralentiza automáticamente para rematar las baterías. Esto significa que las baterías de plomo ácido tardan más en cargarse, en algunos casos más de 2 veces, siempre y cuando sea una alternativa de litio.

5. Densidad de energía

Las baterías de plomo-ácido que aparecen en la comparación de arriba pesan alrededor de 125 libras. La batería de litio se registra en 192 libras.

La mayoría de los instaladores pueden manejar el peso adicional, pero los DIYers pueden encontrar las baterías de litio más difíciles de instalar. Es prudente pedir ayuda para levantarlos y moverlos en su lugar.

Pero eso viene con un equilibrio: la densidad de energía de las baterías de litio es mucho mayor que el plomo-ácido, lo que significa que encajan con más capacidad de almacenamiento en menos espacio.

Como puede ver en el ejemplo, se necesitan dos baterías de litio para alimentar un sistema de 5,13 kW, pero necesitaría 8 baterías de plomo-ácido para hacer el mismo trabajo. Cuando se tiene en cuenta el tamaño de todo el banco de baterías, el litio pesa menos de la mitad.

Esto puede ser un beneficio real si necesita ser creativo con la forma en que monta su banco de baterías. Si está colgando un gabinete en la pared o escondiéndolo en un armario, la densidad de energía mejorada ayuda a que su banco de baterías de litio se ajuste a espacios más estrechos.

Litio frente a plomo-ácido: ¿Cuál debe elegir?

El litio y el plomo-ácido se destacan a precios comparables a lo largo de la vida de propiedad, pero el litio es una inversión mucho más pronunciada por adelantado. No lo recomendaríamos a menos que utilice su sistema a diario.

Estos son los tipos de baterías que recomendamos para una variedad de aplicaciones:

Residencia fuera de la red a tiempo completo

Plomo-ácido inundado o litio.

Si vives fuera de la red a tiempo completo, tu mejor opción es FLA (si no te importa el mantenimiento regular) o la opción de litio premium para uso intensivo.

Cabina off-Grid / Casa de vacaciones

Plomo-ácido sellado.

Si tienes algo como una cabaña de caza o una casa de vacaciones, solo estarás allí unas cuantas veces al año. Eso significa que no podrá mantenerse al día con el mantenimiento requerido de las baterías FLA.

Gasta un poco más en SLA en su lugar. Son de cero mantenimiento, así que no morirán si se sientan inactivos durante unos meses.

Sistema de respaldo de batería

Plomo-ácido sellado.

Supongamos que está construyendo un sistema con batería de respaldo para cortes de energía de emergencia. Idealmente, solo usará esas baterías una vez al año (unas cuantas veces si vive en un área con una red eléctrica poco fiable). No verán suficiente uso para que usted invierta en litio, y usted no quiere realizar el mantenimiento de las baterías FLA que utiliza una vez al año.

Ir con SLA, que (de nuevo) no requieren mantenimiento.

Uso industrial remoto

Sellado plomo-ácido o litio.