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¿Qué son las baterías de Litio y cómo funcionan?
El verdadero protagonista es el litio, un metal, el elemento sólido más ligero. El litio puro es bastante inestable, pero el litio en forma de ion (cargado positivamente, debido a la pérdida de un electrón) es más común. Y es esta partícula cargada positivamente la base de las baterías, dispositivos densos en energía que pueden recargarse muchas veces sin perder eficacia.
Una revolución para almacenar energía eléctrica y usarla cuando se necesita (la esencia de las baterías en sí mismas), que es posible gracias a la capacidad de los iones de litio de moverse entre los electrodos de la batería sin que las reacciones químicas los modifiquen. Gracias a su capacidad de intercalarse, de alojarse, dentro de los materiales usados en los propios electrodos. Una conquista que se produjo, paso a paso.
La batería de litio es un dispositivo capaz de almacenar y liberar energía eléctrica mediante el flujo de electrones entre dos electrodos. Este flujo de electrones va del electrodo negativo (ánodo) al positivo (cátodo), y se restablece cuando las pilas se recargan (permitiendo que el ciclo comience de nuevo). Esta animación de la Nasa para explicar el funcionamiento de un avión eléctrico da una buena idea.
Algo de historia, descubrimiento del litio.
La historia del litio comenzó en los años 70, en plena crisis del petróleo y en busca de modelos energéticos alternativos, Stanley Whittingham fue reclutado para trabajar en este campo para Exxon. Fue la capacidad del litio de ceder electrones con tanta facilidad lo que atrajo la atención del investigador británico, que trabajaba para encontrar soluciones al problema del almacenamiento de energía en las baterías recargables.
Whittingham pensó en usar el metal de litio como ánodo de una pila, es decir, como electrodo negativo desde el que se desplazan los electrones. Como cátodo de la batería (el electrodo positivo) el investigador usó un material hecho de disulfuro de titanio, una sustancia que puede alojar iones de litio. La batería desarrollada por Whittingham funcionaba así, como se muestra en la imagen: los iones de litio (así como los electrones) se movían del ánodo al cátodo con disulfuro de titanio, y desde allí se traían de vuelta cuando se recargaba la batería.
Baterías de ciclo profundo, ¿Qué son?
Las baterías de ciclo profundo guardan energía de modo que las fuentes de la corriente eléctrica las recarguen por medio de los alternadores, paneles solares, molinos de viento, etc. La diferencia fundamental entre estas baterías y las de ciclo corto como las de un automotor, radica en el uso que uno hace de ellas, es decir las automotrices son adecuadas para entregar gran potencia instantánea, en particular en el arranque; las de ciclo profundo en cambio son adecuadas para un consumo parejo a través de la jornada y ser recargadas también lentamente a través del día.
Baterias de Ciclo profundo tipo Gel, AGM y OPZ.
Las baterías de Gel y las baterías AGM se fabrican en formato monoblock pero tienen un rendimiento mayor y no necesitan mantenimiento ya que son baterías selladas y compuestas de electrolito gelidificado. Estas baterías son ideales para usar cualquier tipo de aparato eléctrico ya que soportan sin problemas los altos picos de arranque de cualquier electrodoméstico. La vida media de las baterías de Gel y AGM en condiciones normales de uso son de 8-10 años. Estas baterías son muy utilizadas en instalaciones medias ya que permiten ir añadiendo módulos y ampliar la capacidad de carga poco a poco. El modelo de más capacidad utilizado en acumuladores de Gel y AGM es de 250Ah.
El siguiente tipo de baterías ya son los modelos estacionarios, en los cuales forman parte las baterías OPZS, OPZV y TOPZS. Este tipo de baterías están formadas por vasos independientes de 2V cada uno, con capacidades de carga que pueden llegar hasta los 4500Ah. Si bien los modelos más utilizados abarcan desde los 300Ah hasta los 1500Ah. Los vasos se conectan entre símediante conectores y formando sistemas de 12V, 24V o 48V.
El modelo OPZS es el más utilizado en grandes instalaciones o bien en instalaciones medias donde se necesite una bateria de mayor duración que las Gel o AGM. Las OPZS tienen una vida útil de 20 años y tienen una gran resistencia para ciclos contínuos de carga-descarga. Al tratarse de una bateria abierta, requiere un mantenimiento de rellenado cada 2 años y colocarse en un lugar ventilado.
El modelo OPZV tiene las ventajas de una bateria OPZS y además dispone de electrolito gelidificado con lo cual se convierte en una bateria estacionaria completamente sellada y sin mantenimiento. Esto permite poder col•locar en cualquier posición ya sea vertical o horitzontal. Su vida útil es de 15-20 años.
En último lugar tenemos el modelo TOPZS o UOPZS, las cuales son baterías como las OPZS pero fabricadas en un envase translucido más económico y en cadena de montaje automatitzada, con lo cual se reducen los costes de fabricación. La vida útil de las TOPZS es de 15-20 años.
Se recomienda instalar baterías estacionarias en instalaciones en viviendas o fincas de uso diario, donde se tengan previstos ya de inicio los consumos que se van a tener. Estas baterías si bien su precio es más elevado, se compensa la inversión con los años de vida que ofrecen.
Por otro lado, en instalaciones de medio tamaño donde se pueda preveer posibles ampliaciones en el futuro, recomendamos poner baterías AGM o de Gel.
Así pues, el uso un tipo bateria u otra dependerá en primer lugar del tamaño de la instalación solar, en segundo lugar del tipo de aparatos eléctricos que se conecten, y en tercer lugar, de la capacidad económica de cada persona. Es importante tener en cuenta las características de cada bateria ya que el uso de una bateria incorrecta repercutirá en toda la instalación y significará a corto plazo tener que instalar baterías nuevas. Las baterías son la parte más costosa y sensible con lo cual conviene cuidarlas al máximo para que tengan la mayor vida útil posible.