Todo lo que tenes que saber sobre baterías de litio para instalaciones solares

Baterías de litio Pylontech para todo tipo de instalaciones

Las baterías de litio comúnmente utilizadas para sistemas de energía solar son de tecnología LiFePo4 (o LFP) que viene a ser Ferrofosfato de Litio. Esta tecnología brinda seguridad y excelentes prestaciones a la vez.

Cuando nos referimos a seguridad, estamos haciendo mención a la estabilidad térmica y química de la batería , en criollo, estas baterías no explotan o no se prenden fuego. Además las baterías de litio que se utilizan para sistemas solares (como por ejemplo las Pylontech de las cuales hablaremos más adelante) llevan una electrónica de protección llamada BMS que en inglés quiere decir Battery Management System (Sistema de control de la batería en español). Este sistema protege a la batería de sobrecargas, elevadas temperaturas, sobre descargas, entre otras cuestiones. En definitiva, estas baterías no solo tienen una química segura , sino que también tienen una especie de computadora interna que las protege 

Cuando nos referimos a prestaciones, nos referimos a por ejemplo la cantidad de energía que pueden almacenar por metro cúbico (kWh/m3) también llamada densidad energética o a la máxima corriente (Amperes) que pueden ser cargadas o descargadas

Hace dos o tres años en Argentina era muy difícil encontrar proveedores que tengan baterías LiFePo4 en stock y clientes que estén dispuestos a comprarlas. Para sistemas solares la preferencia era utilizar baterías de plomo ácido.

Una de las primeras marcas de prestigio que se introdujo en el mercado argentino fue
Pylontech empezando con el modelo US2000. Hoy en día se comercializan varios modelos
de la marca siendo los más utilizados US2000-C ( el modelo actualizado de la US2000),
US3000-C y la más popular UP5000.

Estas baterías son muy similares entre sí y lo que cambia principalmente es la capacidad ( aunque hay otros detalles que luego veremos).

Modelo	Capacidad	Dimensiones (en mm)	Peso (en kg)
US2000-C	2400Wh	440*410*89	22,5
US3000-C	3500Wh	442*420*132	32
UP5000	4800Wh	442*485*132	45

¿Qué batería me conviene comprar? 

Principalmente va a depender de la energía que quiero o necesito almacenar que se define en Wh o kWh ( 1 kWh equivale a 1000Wh). Eso sale de un cálculo no muy complicado

Por ejemplo, una TV de 55 pulgadas puede consumir en promedio 60W. Eso quiere decir que si veo 2 horas de tele el consumo de energía es de 60W x 2hs = 120Wh 

Una heladera clase A+ de 250 litros con freezer de 72 litros consume ( según datos de fabricantes) en promedio 260.000 Wh o 260 kWh por año. Por día serían 260.000 Wh / 365 = 712 Wh aprox

Unas luces LED consumen 10 o 15W. Supongamos que tenemos 6 luce LED prendidas 8hs por día. Serian 6 x 10W x 8hs = 480Wh

Bueno, ahora supongamos que nuestro objetivo es poder seguir viendo las 2hs de TV diarias que vemos, mantener las luces prendidas por 8hs y la heladera funcionando si se corta la luz un día típico.

Sumamos el consumo de energía de la TV, las luces y la heladera y nos da lo siguiente: 120Wh + 480Wh + 712Wh = 1312 Wh. 

Este consumo de energía es el que vamos a tener que cubrir con nuestra batería de litio. Unos párrafos atrás mostramos la capacidad de las baterías Pylontech que se encuentran en el mercado, uno fácilmente podría deducir que la batería US2000-C con 2400Wh de capacidad sería suficiente para abastecer los 1312 Wh que calculamos. Es así? Para responder esa pregunta tenemos que tener en cuenta varios factores

Profundidad de descarga:

Las baterías no deben ser descargadas completamente ya que esto disminuye muchísimo su vida útil. Las baterías de plomo ácido pueden ser descargadas hasta un 70% de su capacidad aunque para sistemas de uso continuo ( donde todos los días se carga y descarga la batería) conviene que sean descargadas hasta un 50% de su capacidad como máximo. Las baterías LFP pueden ser descargadas hasta el 90~95% de su capacidad y aun así durar muchos años más que las de plomo ácido al 50% de su capacidad. Entonces una batería US2000-C de 2400Wh en realidad puede brindar hasta 0.95 x 2400Wh = 2280Wh. Un gran punto a favor para las baterías de litio.

Pérdidas de carga y descarga:  las baterías al cargarse y descargarse tienen pérdidas de energía. Para las baterías de plomo ácido estas pérdidas pueden ser de hasta un 25%, sin embargo para las baterías LFP las pérdidas suelen ser menores al 5%. Por lo tanto, una batería US2000-C puede brindar 0.95 x 0.95 x 2400Wh = 2166 Wh

Pérdidas del sistema: hay que sumar otras pérdidas de energía como por ejemplo, las pérdidas en el inversor (el dispositivo que convierte la corriente continua de las baterías en corriente alterna) que pueden ser hasta del 10% y las pérdidas en el cableado que pueden ser de hasta 2%.

Entonces la US2000-C finalmente brindará 0.95 x 0.95 x 0.88 = 1906 Wh

¡Nos alcanza para nuestro objetivo de 1312Wh!

Ahora bien, ¿qué pasa si quiero tener una autonomía de dos días? Y si quiero 3?

Tenemos que multiplicar el consumo por 2 o por 3 según los días de autonomía que queremos

1312 Wh x 2 = 2624 Wh

1312 Wh x 3 = 3936 Wh

No nos alcanza ahora con una US2000-C. ¿Qué alternativas tenemos? 

Por un lado, podemos poner baterías conectadas en paralelo, lo cual tiene como objetivo sumar la capacidad de las mismas. Colocando dos US2000-C en paralelo vamos a poder tener 1906Wh x 2 =  3812Wh. Nos alcanza para dos días de autonomía, pero no alcanza para 3 días ( por poquito!). Una posibilidad sería poner 3 baterías US2000-C en paralelo llevando la capacidad total a 1906 Wh x 5718Wh. Pero también podemos elegir otra batería como la US3000-C o una UP5000

Una US3000-C es de 3500Wh, pero teniendo en cuenta la profundidad de descarga y las pérdidas nos quedará en 3500 x 0.95 x 0.95 x 0.88 = 2779 Wh. Iria perfecto para el caso de dos días de autonomía! Una US3000-C es mucho más económico que poner dos US2000-C

Una UP5000 es de 4800Wh lo cual implica unos 4800Wh x 0.95 x 0.95 x 0.88 = 3812 Wh

Como verán una UP5000 va a rendir la misma capacidad que dos US2000-C en paralelo, sin embargo dos US2000-C pueden costar hasta 50% más que la UP5000

Que pasa si ya tenia una de las baterías US2000 ( sin C) que mencionamos al principio? Lo bueno de las baterías LFP Pylontech es que se pueden colocar en paralelo modelos viejos como US2000 con modelos nuevos como US2000-C o hasta una UP5000. Esto permite que los sistemas sean modulares y uno pueda ir invirtiendo de a poco. Es una gran ventaja frente a baterías de plomo ácido y otras marcas de baterías de litio.

Una forma de medir la vida útil de las baterías LFP es la cantidad de ciclos que el fabricante indica que pueden funcionar. Un ciclo es una carga y descarga. Para determinar cuántos años puede durar una batería de estas calculamos la cantidad de ciclos que pensamos que vamos a usar durante el año y tomamos la cantidad de ciclos que indica el fabricante para hacer la siguiente cuenta:

Ciclos totales / Ciclos de uso

Las baterías US3000-C por ejemplo pueden brindar 6000 ciclos al 95% de profundidad de descarga. Si pensamos usar la batería todos los días sería :

6000 /365= 16,5 años. Un montón , no?

Además, la garantía de fábrica de las US3000-C es de 7 años extensible a 10 años si se declara la instalación a Pylontech

Algo muy importante para mencionar es que para que el sistema funcione correctamente el inversor o regulador de carga que se conecta para cargar y descargar las baterías de litio Pylontech debe estar homologado por Pylontech. ¿Por qué? Porque así Pylontech se asegura que la batería será cargada y descargada correctamente por lo tanto su vida útil ( los 6000 ciclos de la US3000-C por ejemplo) será válida. Además, en caso de conectar un inversor/cargador o regulador no homologado, la batería pierde su garantía

Por suerte, Pylontech es la marca de baterías con mayor rango de compatibilidad en el mercado actualmente. En este link podran encontrar la lista de electrónica de carga compatible: https://drive.google.com/file/d/1UrLO2wP69VB_ogggthnLLk7gc2fIkz8U/view?usp=share_link 

Esperamos que esta reseña les sea útil y les dejamos varios links a información/documentación útil!

• Datasheet/Manual US2000-C: US2000C installation Manual 20CPSV1102 pdf .pdf
• Datasheet/Manual US3000-C:US3000C PM0MUS3C0007- Operation Manual 20CQSV1103.pdf
• Datasheet UP5000: UP5000 Spec..pdf
• Manual UP5000: UP5000 installation Manual SD20UP501001.pdf
• Nota Pylontech entre 50 empresas más innovadoras de China en 2022: https://en.pylontech.com.cn/?lan=en 
• Video US3000-C: https://www.youtube.com/watch?v=iku2XOXJGB4&t=401s 
• Web Pylontech: https://en.pylontech.com.cn/ 
• Web Extensión Garantía: https://en.pylontech.com.cn/service/support