Hoy en día se habla mucho sobre una nueva tecnología de baterías que va a revolucionar el mundo del almacenamiento de energía, estas son las baterías de ION-LITIO.
Desde DATA ENERGY S.R.L. te contamos qué diferencias hay entre las baterías convencionales (VRLA) y esta nueva tecnología, cómo también que aspectos hay que tener en cuenta para su futura implementación.
Un poco de Historia…
Las baterías Ion-Litio a contrario de lo que el común de la gente cree, han sido usadas comercialmente desde hace más de 20 años en distintas aplicaciones.
Ahora bien ¿Por qué nunca se utilizaba como opción para la instalación en UPS y otras aplicaciones estáticas? La respuesta es sencilla, no era económicamente viable. Eran demasiado costosas como para tener un retorno de inversión en el mediano plazo.
La evolución de la tecnología en la fabricación, y la utilización de procesos más eficientes hacen que hoy en día las baterías de ION-LITIO sea una alternativa totalmente viable y económicamente conveniente para utilizarse en sistemas de UPS y Energías Renovables.
De hecho en el norte de nuestro país se han creado distintas empresas (mix público-privadas), para la explotación y en un futuro fabricación de baterías ION-LI para este rubro.
Principales Diferencias
Veamos objetivamente cuales son las principales ventajas y desventajas de este tipo de baterías:
1. Densidad de Potencia y Energía: Básicamente se define como la cantidad de potencia o energía que puede almacenar una batería por unidad de peso. Se expresa en Wh/kg para el caso de la densidad de energía y en W/kg para el caso de densidad de potencia. Químicamente hablando las baterías de ION-LI pueden almacenar mucha más energía comparada con baterías convencionales de Pb-Ca lo que reduce significativamente el tamaño y peso de las baterías.
2. Vida útil: En este caso hay que diferenciar dos conceptos que se utilizan en las hojas de datos de los fabricantes de baterías. Por un lado tenemos la vida útil de diseño, que se considera como la vida útil en años considerando un ambiente controlado, donde la temperatura es de 25 °C, y la batería se encuentra continuamente cargada, y no se producen cortes de energía. Es decir es un ambiente de laboratorio difícilmente aplicable a condiciones reales de funcionamiento. El rango varía entre 5/10 años dependiendo de la batería.
Por otro lado, tenemos la definición de vida útil de servicio, que se considera como la vida útil en años antes de que la batería alcance el 80% de su capacidad nominal, donde por definición se considera el fin de vida útil.
Las baterías VRLA tienen rango de vida útil de servicio que va de entre 3 y 6 años (dependiendo de las condiciones de funcionamiento), mientras que las baterías de ION Litio tienen un rango de vida útil de servicio superior a los 10 años.
3. Tamaño: Al tener mayor densidad de potencia las baterías de ION-LITIO ocupan entre un 40% y un 50% menos espacio comparado con baterías VRLA.
4. Peso: Al igual que el tamaño al tener mayor densidad de potencia se reduce alrededor de 50% de peso utilizando baterías de ion litio.
5. Monitoreo: En los bancos de baterías convencionales de VRLA el monitoreo es un opcional que generalmente no se utiliza.
Para el caso de baterías ION-LITIO, el monitoreo se incorpora de serie dado que este tipo de baterías requiere un control total de su carga/descarga para prevenir un sobrecalentamiento de las celdas.
6. Efectos de la Temperatura: La temperatura es uno de los principales enemigos tanto para la electrónica de potencia como también para las baterías.
Las baterías de ION-LITIO pueden funcionar a temperaturas superiores a las VRLA sin que se produzca una degradación en la vida útil.
7. Almacenamiento: En caso de ser stockeadas, las baterías VRLA requieren cargarse cada 6 meses para no degradarse, en cambio las de ION-LITIO pueden pasar 18 meses sin recibir carga.
8. Análisis Financiero: Está claro que desde el punto de vista de Costo Inicial (CAPEX) las baterías de ION representan un incremento aproximado del 50% con respecto a baterías VRLA.
Pero analizando todo el contexto, el Costo de Operación (OPEX) a 10 años, se reduce en más del 60% principalmente beneficiado por la ampliación de la vida útil, y el bajo costo de mantenimiento y refrigeración.
Se analizamos ambos puntos, y calculamos el TCO a 10 años (Costo de adquirir el equipamiento + mantenerlo por 10 años) llegamos a la conclusión que las baterías de ION LITIO permiten un ahorro de alrededor del 40% del TCO.
Desventajas
Claro que también tiene algunas desventajas:
Mayor costo inicial
Disponibilidad en el mercado
No permiten el reemplazo en caliente (por el momento)
No recomendable para autonomías bajas
Conclusiones
La tecnología cambia constantemente y es acertado pensar que los precios de las baterías de ION-LITIO continuarán bajando en el corto plazo.
El desarrollo de nuevos procesos de fabricación, y los beneficios presentados en el presente documento hacen que las baterías de ION-LITIO ofrezcan una excelente alternativa para las nuevas implementaciones.
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A continuación un resumen de características:
Ing. Mariano Lassa
Socio Gerente
DATA ENERGY S.R.L.