Las baterías de ácido-plomo han desempeñado un papel fundamental en el almacenamiento de energía durante mucho tiempo, especialmente en la época en que los automóviles comenzaron a popularizarse a finales del siglo XIX. Estas baterías tradicionales siguen utilizándose porque funcionan bastante bien y su costo es muy asequible. Cierto es que ofrecen menor densidad energética por unidad en comparación con las tecnologías más recientes, pero lo que las hace atractivas es su precio. En promedio, las baterías de ácido-plomo resultan mucho más económicas por kilovatio hora que esas modernas y sofisticadas baterías de iones de litio de las que tanto se habla hoy en día. Por eso aún se recurre a ellas cuando el costo es un factor determinante. Son ideales para arrancadores de automóviles convencionales, sistemas de energía de respaldo en oficinas y hospitales, e incluso en pequeñas instalaciones solares donde cada dólar importa. Las limitaciones presupuestarias suelen convertir a estas baterías tradicionales en la opción preferida, a pesar de su imagen algo anticuada.
Las baterías de iones de litio se han convertido prácticamente en el estándar actual debido a que ofrecen mucha potencia en paquetes muy compactos en comparación con las antiguas baterías de plomo-ácido. Si se analizan los números en cuanto a densidad energética, el litio supera ampliamente al plomo-ácido en la cantidad de energía que se obtiene por libra. Esto las hace ideales para instalaciones solares residenciales donde el espacio es un factor importante, además de funcionar muy bien con turbinas eólicas y otras tecnologías verdes. Pero lo que realmente marca la diferencia es su durabilidad. Estas baterías pueden soportar cientos de ciclos de carga adicionales en comparación con sus equivalentes de plomo-ácido antes de necesitar ser reemplazadas, lo que explica por qué están presentes desde paneles solares en jardines traseros hasta grandes proyectos de almacenamiento a escala de red. Investigaciones recientes de mercado indican que la tendencia hacia soluciones más ligeras continúa sin pausa, con empresas compitiendo para desarrollar paquetes que se adapten en espacios más reducidos manteniendo al mismo tiempo métricas de rendimiento sólidas en diversas aplicaciones.
Las baterías de níquel-metal hidruro, o NiMH, logran un buen equilibrio en cuanto al rendimiento, especialmente para usos como automóviles híbridos y dispositivos cotidianos en el hogar. La gente tiende a elegir estas baterías en ciertos mercados porque conservan su carga bastante bien y proporcionan una potencia constante sin excederse en densidad energética. Al compararlas con las baterías de iones de litio y las tradicionales de ácido-plomo, las NiMH se sitúan en un punto intermedio tanto en términos de salida de potencia como de peso. Desde el punto de vista ambiental, la mayoría considera que las baterías NiMH son en realidad más beneficiosas para el planeta, ya que pueden reciclarse mucho más fácilmente que otros tipos. Esto las convierte en opciones más sostenibles para empresas preocupadas por su impacto en el medio ambiente.
El almacenamiento de energía mediante baterías está atravesando cambios bastante emocionantes en este momento, con nuevas tecnologías como las baterías de estado sólido y las de flujo causando un gran impacto en lo que podemos hacer con energía almacenada. Las baterías de estado sólido parecen muy prometedoras porque son más seguras y ofrecen mayor densidad energética por unidad de peso, pero aún queda trabajo por hacer para reducir los costos de producción y escalar la fabricación. Por otro lado, las baterías de flujo tienen sus propias fortalezas, especialmente en proyectos a gran escala, ya que duran más tiempo y permiten a los operadores ajustar la salida de potencia de forma independiente a la capacidad total. Expertos del sector señalan que las baterías de estado sólido podrían cambiarlo todo una vez que se resuelvan los problemas de costos. Mirando hacia el futuro, muchos investigadores creen que estas innovaciones seguirán evolucionando gracias a los avances diarios que se registran en laboratorios de ciencia de materiales en todo el mundo. Es posible que veamos sistemas completamente nuevos de almacenamiento de energía en solo unos años si continúan las tendencias actuales.
Conocer la capacidad y el voltaje de una batería ayuda a determinar cuánto almacenamiento de energía proporciona realmente. Las mediciones de capacidad suelen expresarse en amperios-hora (Ah) y básicamente nos indican cuánta electricidad almacena la batería en total. Luego está el voltaje, que mide las diferencias de presión eléctrica dentro de la batería. Esto nos dice aproximadamente cuánta potencia podemos obtener en un momento dado. Al evaluar baterías para diferentes usos, en general, los números más altos significan mejores resultados. Piense en automóviles eléctricos que necesitan mucha energía frente a dispositivos pequeños que funcionan con potencia mínima. Tome, por ejemplo, los paneles solares conectados a sistemas domésticos. Una batería con mayor voltaje funciona mejor al hacer funcionar varios electrodomésticos simultáneamente durante las horas de la noche cuando la demanda aumenta. La IEC establece la mayoría de los estándares industriales para probar todas estas especificaciones, por lo que los fabricantes tienen pautas claras al diseñar productos para hogares o empresas. Estos estándares afectan finalmente el tipo de baterías que las personas acaban comprando según sus necesidades y presupuestos específicos.
Al hablar de baterías, dos factores principales destacan para cualquier persona que quiera saber cuánto durarán: la vida útil en ciclos y la profundidad de descarga (DoD, por sus siglas en inglés). La vida útil en ciclos básicamente significa cuántas veces una batería puede pasar por procesos de carga y descarga antes de comenzar a perder potencia. La mayoría de las personas no se dan cuenta de que la profundidad de descarga nos indica qué porción de la capacidad total de la batería se utiliza cada vez que la agotamos. Tomemos como ejemplo las baterías de iones de litio, que generalmente duran entre 500 y 1500 ciclos completos, lo cual explica por qué tantos dispositivos dependen de ellas hoy en día. Desde el punto de vista de los costos, las baterías que duran más significan menos reemplazos en el futuro, ahorrando dinero a largo plazo. Familiarizarse con estos números ayuda a las personas a elegir las soluciones de almacenamiento adecuadas para cualquier aplicación que necesiten, ya sea para alimentar herramientas en un lugar de trabajo o para mantener las luces encendidas durante cortes de energía.
Las tasas de carga y descarga son realmente importantes para determinar qué tan bien funcionan las baterías en diferentes situaciones. Básicamente, estas tasas nos indican qué tan rápido una batería puede recibir o entregar energía, lo cual define para qué tipo de aplicación resulta adecuada. Por ejemplo, las baterías de litio ión suelen manejar bastante bien las cargas y descargas rápidas, por eso funcionan muy bien en situaciones que requieren ráfagas rápidas de energía, como en automóviles eléctricos. En contraste, las baterías de plomo ácido no se desempeñan tan bien bajo ciclos rápidos de carga/descarga, razón por la cual su uso suele limitarse a aplicaciones menos exigentes. Cualquiera que trabaje con almacenamiento de energía debe analizar cuidadosamente estos factores antes de elegir un tipo de batería. Elegir la opción correcta, que combine las necesidades específicas con la tecnología disponible, marca toda la diferencia al crear sistemas de almacenamiento que sean confiables con el tiempo y para el propósito deseado.
Los sistemas de almacenamiento de energía para el hogar desempeñan un papel importante en hacer el uso residencial de la electricidad tanto eficiente como sostenible. La mayoría de las configuraciones incluyen diferentes componentes, siendo las baterías centrales en todo el sistema. Las baterías de iones de litio se han vuelto muy populares últimamente porque almacenan más energía en espacios más pequeños y duran más que muchas alternativas. Combinar el almacenamiento con paneles solares domésticos tiene sentido, ya que permite que las familias utilicen realmente la energía generada por sus paneles, en lugar de depender tanto de fuentes externas de energía. Algunos estudios muestran que combinar energía solar con almacenamiento puede reducir las facturas anuales de electricidad en aproximadamente un 40 %, lo cual significa un ahorro real y mayor control sobre cuándo y cómo se utiliza la energía. Sin embargo, la instalación de estos sistemas requiere atención al detalle. Los propietarios deben asegurarse de que toda la instalación eléctrica esté correctamente conectada y revisar regularmente las baterías en busca de signos de desgaste o daño si quieren que su inversión sea rentable a largo plazo.
Los sistemas de baterías a gran escala están adquiriendo una importancia creciente para mantener estables las redes eléctricas mientras se integran fuentes de energía renovables. Básicamente, lo que ocurre es que estas baterías de gran tamaño almacenan la electricidad producida por fuentes impredecibles, como parques eólicos y paneles solares, cuando hay exceso de generación, lo cual ayuda a mantener una distribución confiable a través de la red. Según cifras recientes, los expertos predicen que la capacidad mundial de almacenamiento a nivel de red aumentará desde aproximadamente 10 gigavatios en 2020 hasta unos 200 gigavatios para el año 2030. Ese tipo de crecimiento muestra claramente la relevancia que esta tecnología ha adquirido para la gestión energética moderna. Muchos países ya han comenzado a invertir en el desarrollo de tecnologías de baterías más avanzadas, considerándolas un componente clave para alejarse de los combustibles fósiles tradicionales y avanzar hacia alternativas más limpias. Podemos esperar ver más cambios regulatorios en el futuro que fomenten la adopción generalizada de estas soluciones de almacenamiento, ayudando así a la transición hacia un futuro más sostenible para nuestra infraestructura eléctrica.
Las necesidades energéticas para almacenamiento industrial no se parecen en nada a las necesidades domésticas debido a su tamaño y demanda de potencia. Las grandes fábricas y almacenes normalmente requieren bancos de baterías masivos que puedan proporcionar una salida de energía constante las 24 horas del día para mantener todo funcionando sin problemas. Por ejemplo, las plantas automotrices o los centros de distribución dependen de estos sistemas, pero enfrentan problemas con los costos iniciales y con su instalación adecuada junto con la infraestructura existente. Los sistemas residenciales funcionan de manera diferente. Los propietarios de viviendas generalmente optan por sistemas compactos que solo necesitan manejar aspectos básicos como iluminación, calefacción o tal vez alimentar algunos electrodomésticos durante cortes de energía. La mayoría de las personas que instalan baterías domésticas indican estar bastante satisfechas con ellas, ya que ahorran dinero y simplifican la vida diaria. Mientras tanto, los gerentes de fábrica se preocupan más por saber si el sistema podrá durar toda una jornada de producción sin fallar. Entender esta diferencia es muy importante a la hora de elegir la solución de almacenamiento adecuada para cualquier situación específica.