Son muchas las preguntas que frecuentemente nos llegan sobre la idoneidad de, desde el punto de vista económico, instalar baterías en instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red. Para dar una respuesta adecuada es necesario primero identificar el tipo de sistema fotovoltaico al que nos estamos refiriendo. En este caso, vamos a centrarnos en un sistema fotovoltaico con consumos de CA asociados, es decir, un sistema fotovoltaico de autoconsumo.

p style=»text-align: left;» align=»justify»>En general, los sistemas fotovoltaicos llamados de autoconsumo pueden ser divididos en tres categorías: los de autoconsumo instántaneos, los de autoconsumo asistido y los sin limitación de energía. En los primeros no existe acumulación eléctrica ni ningún tipo de retribución por la energía inyectada en la red, por lo que la energía fotovoltaica generada solo se aprovecha si simultáneamente a su producción existe consumo. Obviamente, la diferencia entre el consumo y la generación sería inyectada gratuitamente, cuando hubiera superavit o sería suplida por la red eléctrica cuando existiese deficit. Por el contrario, los sistemas de autoconsumo asistido sí que cuentan con acumuladores eléctricos; por lo tanto, en el caso de que hubiera un superavit la energía podrían almacenarse con el objeto de ser aprovechada en el caso de deficit o, incluso, inyectada si se dierán unas condiciones retributibas ventajosas. Por último, los sistemas de autoconsumo sin limitación de energía pueden equiparse con baterías. No obstante, lo que los caracteríza es su capacidad técnica y contractual para poder inyectar energía a la red eléctrica percibiendo por ello algún tipo de compensación económica (por ejemplo, feed in tarif, balance neto, etc.). Lógicamente, este beneficio dependerá de la legislación competente en cada ocasión. Con el objeto de hacer el razonamiento lo más universal posible, prescindiremos de analizar este tipo de sistema y supondremos que en ningún caso se recibe compensación, o penalización, por inyectar energía eléctrica a la red.

 

 

Figura 1. Diagrama de bloques de la, denominada por Censolar, topología C2. Todo el panel fotovoltaico se indica con un único símbolo subtitulado «Panel FV».

Por consiguiente, la cuestión relevante aquí es discernir si el paso de un sistema de autoconsumo instantáneo a uno asistido, introduciendo acumuladores eléctricos, es rentable económicamente. Como se ha comentado, la ventaja principal de instalar acumuladores sería la de aprovechar toda la energía fotovoltaica que se produjera, con lo que se reduciría el consumo de la red.

En la figura 2 se ha representado el comportamiento que tendría el sistema fotovoltaico de la sede principal de Censolar si se instalarán baterías. Como ejemplo se han escogido dos días del mes de enero. Como se observa, al inicio del primer día los consumos son suplidos por la red eléctrica; no obstante, una vez empieza a ver producción fotovoltaica se generá un superávit energético que es almacenado en la batería. Como consecuencia de esto, el estado de carga de la batería aumenta hasta casi al 100%. Gracias a esto, una vez la irradiancia desaparece no es necesario tomar la electricidad de la red, ya que las baterías tienen suficiente energía para suplir el consumo hasta el día siguiente.

Figura 2. Simulación por ordenador, donde se estudia como sería el comportamiento del sistema fotovoltaico instalado en Censolar si se instalaran baterías con una capacidad de unos dos días de autonomía.

En vista de lo anterior y teniendo en cuenta que se está suponiendo que no se percibe remuneración por inyectar a la red, parece una opción adecuada instalar baterías a fin de aprovechar los excedentes y reducir el consumo de la red. Por supuesto, antes habrá que ver qué inversión es necesaria hacer para adquirir las baterías y compararlo con el ahorro que produciría.

Una batería de ácido-plomo OPzS de 12 V y calidad reconocida tiene actualmente en el mercado un precio de al menos unos 2 €/Ah, es decir, unos 160 € por cada kWh de capacidad. Teniendo en cuenta que este tipo de baterías tienen una vida de unos 1500 ciclos a una profundidad de descarga del 80%, se puede estimar que su LCOE es de: 160/(1500 x 0.80 x 0.95) = 0.14 €/kWh. Donde se ha supuesto que la eficiencia al carga y descargar la batería es del 95%. Por lo tanto, consumir energía eléctrica de las baterías, aunque aumentaría la tasa de autoconsumo del sistemas no saldría gratis, como sería intuitivo pensar.

En este escenario, si el precio que se paga por la electricidad es mayor de 0.14 €/kWh la inclusión de baterías podría ser rentable. Desgraciadamente, ese valor es muy alto incluso comparado con los precios que se pagan comúnmente por la electricidad de la red, por lo que difícilmente va a ser rentable instalar los acumuladores. Además, no se ha tenido en consideración otros dispositivos que serían necesarios, como el regulador de carga, o el coste de la mano de obra de la instalación, factores que aumentarían aun más el LCOE de las baterías.

En el caso de utilizar otras tecnología de acumulación, la rentabilidad no sale mejor parada, por ejemplo, el precio de las baterías de ión-litio está actualmente en unos 1000 € por cada kWh de capacidad. Con todo, es cierto que la vida de estas baterías es sensiblemente mayor que las baterías de plomo-ácido. En concreto, la mayoría de fabricantes de baterías de prestigios especifican una vida de 2500 ciclos al 80% de profundidad de descarga. Haciendo un cálculo análogo al anterior, se obtiene: 1000/(2500 x 0.80 x 0.95) = 0.53 €/kWh, un precio muy superior al anterior y al de venta de electricidad en casi cualquier parte del mundo. Este valor se ve reducido si los cálculos se hacen con baterías de última generación. Por ejemplo, la Powerwall 2 de Tesla tiene un precio de unos 470 €/kWh, inversor incluido. El fabricante garantiza 10 años de vida útil con ciclo diario y profundidad de descarga, que lleva a: 480/(365 x 0.80 x 10) = 0.13 €/kWh. Este precio ya empieza a ser competitivo.

Aunque la instalación de este tipo de baterías de ión-litio presenta retos que tienen todavía que ser abordados (voltajes de carga muy altos, medidas de seguridad eléctrica más caras, poca fiabilidad de la electrónica asociada, etc.), se puede afirmar que a medida que los precios de las mismas bajen, o su vida aumente, lo que ya se está produciendo, este tipo de sistemas empezará a ser rentable, lo que junto a las ventajas que ya tiene, soberanía y resiliencia energética, sostenimiento de la red, mayor aprovechamiento de la energía solar, etc., harán que se produzca fuerte crecimiento en los sistemas fotovoltaicos de autoconsumo asistido.

Figura 3. La nueva batería de ion-litio Tesla podría llegar a ser rentable en algunos escenarios conectados a red si su vida fuera de unos 15 años.