Que las baterías trabajen en un rango de temperatura adecuado es necesario para el correcto funcionamiento de la misma y que su vida útil sea lo estimado. A pesar de que cada tipo de baterías reacciona diferente según su entorno, que la temperatura sea la correcta afecta a las baterías por igual, a continuación se explica con detalle el efecto de temperatura en las batrías solares.
En las baterías de plomo ácido abierto el efecto de la temperatura provoca diferentes variaciones en el rendimiento. La temperatura óptima de funcionamiento que suelen indicar los fabricantes es de 25ºC, por lo que desviaciones en las mismas provocan que las reacciones químicas se aceleran al aumentar la temperatura o disminuyan al reducirla.
Al aumentar la temperatura, las reacciones químicas se aceleran, nos ofrece más rendimiento aumentando la capacidad, a costa de disminuir su vida útil.
En cambio con temperaturas bajas, aumenta la resistencia interna haciendo disminuir la capacidad hasta un 60%. También hay que tener en cuenta que muy por debajo de 0ºC tenemos la posibilidad de que se congele el electrolito pudiendo reventar la batería. Sobretodo si la batería está descargada ya que la densidad es menos elevada, más cercana a la del agua, que cuando está cargada.
Este efecto también se produce en baterías de Li-ion, tiene un mejor rendimiento a altas temperaturas que en bajas, sacrificando la vida útil. Por tanto lo óptimo es siempre operar en torno a los 20-25ºC para que la vida útil no se reduzca con temperaturas elevadas.
Como podremos comprobar en el siguiente gráfico la vida útil de la batería puede llegar a descender más del 40% si trabajamos con temperaturas elevadas entorno a los 40ºC o más.
Comportamiento de las tecnologías AGM, gel y estacionarias
Las baterías monobloc selladas de tipo AGM y gel presentan una resistencia ligeramente superior al frío que los modelos de plomo-ácido abierto, dado que su electrolito no se encuentra en estado líquido. En las baterías AGM el ácido está absorbido en filtros de fibra de vidrio, mientras que en las de gel se presenta en forma de silicona densa. Esta composición evita la evaporación del líquido ante altas temperaturas, pero el exceso de calor continuado provoca tensiones internas que pueden deformar sus carcasas selladas.
Por su parte, las baterías estacionarias del tipo OpzS u OpzV están diseñadas para ofrecer una gran durabilidad en instalaciones solares permanentes. Estos acumuladores de gran tamaño sufren especialmente con picos térmicos superiores a los cuarenta grados centígrados, un escenario crítico que llega a reducir su longevidad a la mitad. La versión OpzV mitiga parte de este problema gracias a su tecnología de gel, la cual disipa mejor el calor interno y evita la estratificación del ácido.
Rendimiento en baterías EFB y sistemas de litio
La tecnología EFB representa una evolución del plomo-ácido convencional mediante la inclusión de mallas de polifibra en sus placas. Este diseño mejora la estabilidad del equipo frente a los ciclos de carga y descarga, aunque su sensibilidad ante la congelación y la pérdida de rendimiento con temperaturas bajo cero se mantiene muy similar a la de los modelos abiertos.
Los sistemas de almacenamiento de litio ofrecen la mayor eficiencia energética del mercado actual, pero muestran una alta vulnerabilidad ante climas extremos. Aunque toleran de forma excelente las temperaturas elevadas con pérdidas de longevidad mínimas en comparación con el plomo, el frío extremo representa su mayor debilidad.
Por debajo de los cinco grados centígrados los sistemas de gestión inteligente integrados en el litio limitan la corriente de carga para proteger las celdas, y si la temperatura desciende por debajo de cero, el sistema bloquea el proceso de carga por completo para evitar daños irreversibles en la estructura interna de la batería.
Como conclusión, lo recomendable es consultar la ficha técnica del fabricante par ver el rango de temperaturas máximo y mínimo que pueden trabajar las baterías, y no sobrepasar ni acercarnos a esos límites si no queremos que nuestras baterías se dañen o que se vean afectadas en su rendimiento y vida útil.