Los desafíos que genera el cambio climático, especialmente en zonas donde las temperaturas llegan a ser extremas, impactan directamente en el consumo de energía eléctrica. Además, según el Grupo Banco Mundial (GBM), la demanda global de energía aumentará drásticamente llegando a 2.800 gigavatios por hora (GWh) para 2040.
Para satisfacer esta demanda y aprovechar al máximo la energía generada por fuentes renovables, como la solar y eólica, es necesario contar con sistemas de almacenamiento eficientes. Por eso, los bancos de baterías han empezado a ser una solución ideal ya que permiten almacenar el exceso de energía generado y liberarlo cuando sea necesario. Esto a su vez, ayuda a estabilizar las redes eléctricas y promueve un futuro energético más sostenible.
¿Qué es un banco de baterías?
Recordemos que las baterías son elementos diseñados para almacenar corriente directa (DC) que se pueda usar en el momento que sea necesario. En el ámbito industrial, un banco de baterías es un sistema de almacenamiento de energía eléctrica, conformado por varias baterías conectadas.
Estos bancos de baterías se utilizan para garantizar la continuidad operativa de equipos críticos y procesos industriales, además ayudan a estabilizar el suministro eléctrico durante cortes de energía, fallas en el suministro eléctrico o picos de alto consumo.
Características de los bancos de baterías
Los bancos de baterías tienen diversas características en función de su aplicación y del tipo de batería que se use. Entre las cualidades más importantes se destacan:
- Capacidad de almacenamiento y voltaje: la cantidad de energía que puede almacenar un banco de baterías debe ser proporcional a la demanda de suministro eléctrico y el tiempo de autonomía solicitado. Además, cada batería, celda o monobloque tiene un voltaje específico, por ejemplo, 2V en baterías de plomo-ácido.
- Flexibilidad en el diseño: generalmente la capacidad de un banco de baterías se mide en amperios-hora (Ah), determinado por la cantidad de energía que puede almacenar. Esta capacidad debe ser modulable mediante la conexión en serie o en paralelo de las baterías para poder adaptar el sistema a diferentes requerimientos de voltaje y energía, considerando a su vez, las condiciones ambientales y de operación.
- Protección y vida útil: la estructura de un banco de baterías debe ir protegida por cajas metálicas. Adicional, tener sistemas de gestión, como el Equalizer, contribuyen a garantizar un rendimiento óptimo y una larga vida útil. Esta última se ve influenciada por la profundidad de descarga, siendo recomendable un uso moderado para preservar la capacidad de las baterías a largo plazo.
- Garantía y confianza: Para garantizar un suministro eléctrico confiable en subestaciones y diversas industrias, como centros de datos, hospitales y plantas de producción, es fundamental contar con bancos de baterías de alta calidad. Estos sistemas deben ser fabricados con componentes homologados y probados por fabricantes reconocidos que, además, suelen entregar las garantías necesarias por defectos de fabricación y reposición de piezas originales.
Tipos de bancos de baterías
Existen varios tipos de bancos de baterías de acuerdo a sus características, el uso y rendimiento que se necesite, por ejemplo:
Baterías de plomo ácido:
Son las más comunes y económicas ya que tienen una amplia gama de aplicaciones industriales como sistemas UPS y de respaldo. Sin embargo, estas baterías cargan lentamente y pueden almacenar entre 70 a 85% de energía eléctrica.
Baterías de gel:
Son un tipo de batería de plomo-ácido sellada que ofrece una mayor seguridad y requiere menos mantenimiento comparadas con las baterías de plomo-ácido tradicionales. Su electrolito en forma de gel, reduce significativamente el riesgo de fugas y derrames, haciéndolas ideales para aplicaciones donde la seguridad es primordial. Además, tienen una vida útil más larga y mayor tolerancia a las descargas profundas.
Baterías de litio o ion litio:
Estás son más costosas que las demás, debido a que entregan una mayor eficiencia, durabilidad, densidad energética y requieren muy poco mantenimiento. Por esas características, las baterías de ion litio han sido las más usadas recientemente en los carros eléctricos y resultan más atractivas para los bancos de energía solar.
Baterías de níquel cadmio:
Las baterías de níquel, como las NiCd y NiMH, fueron pioneras, pero han sido superadas por otras tecnologías. Las NiCd, comunes en dispositivos electrónicos portátiles debido a su resistencia, aunque tienen una vida útil limitada. Estas baterías ofrecen mejoras, pero su capacidad y ciclo de vida son inferiores a las de las baterías de litio, que dominan el mercado actual.
Aplicaciones de los bancos de baterías
En el ámbito industrial, los bancos de baterías son esenciales para apoyar la continuidad operativa y la seguridad de los procesos. Estos sistemas ayudan a alimentar diversos equipos, especialmente cuando la fuente de energía principal es inestable.
Algunas de las aplicaciones de los bancos de energía están en lugares como:
Entornos industriales:
Las plantas de fabricación en masa o refinerías, necesitan suministro eléctrico ininterrumpido. En este caso, los bancos de baterías son un respaldo contra fallos de la red eléctrica principal y evita averías a equipos costosos o pérdidas de producción.
Subestaciones eléctricas:
Los bancos de baterías en estos lugares, ayudan al funcionamiento ininterrumpido de los equipos críticos como transformadores o interruptores.
Hospitales:
En los centros de atención médica la seguridad del paciente es primordial. Por ello, tener bancos de baterías aseguran el funcionamiento de equipos críticos como ventiladores o monitores de signos vitales.
Centros de datos:
Para garantizar el funcionamiento de los servidores y equipos de almacenamiento de datos, los bancos de baterías brindan el respaldo necesario para la continuidad solicitada del suministro de energía en estas áreas.
Sistemas híbridos:
En sistemas de energía solar o eólica, los bancos de baterías pueden almacenar el excedente de la energía renovable generada durante el día para usarla en la noche o en periodos de baja producción.
¿Cómo se calcula la capacidad de un banco de baterías?
Calcular la capacidad de un banco de baterías depende de varios factores y requiere un conocimiento detallado en las especificaciones técnicas de las baterías, así como las variables de consumo en el entorno en que se usarán.
Algunos factores y variables a considerar para calcular la capacidad de un banco de baterías son:
- Tipo de batería
- Voltaje de la batería
- Tiempo de carga de la batería
- Porcentaje de descarga de cada batería
- Capacidad de almacenamiento de cada batería
- Cantidad de baterías, celdas o monobloques
- Cantidad de consumo del área solicitada
- kWh/día y el número de días de mayor o menor consumo energético
Hoy en día los bancos de baterías son una alternativa de respaldo para almacenar mayor energía dado el crecimiento de las energías renovables. En Industronic, podemos asesorarlo en la infraestructura de su empresa o fábrica para incidir en la eficiencia energética. Conozca más sobre nuestros bancos de baterías aquí.
