Un equipo internacional de investigación ha realizado una comparación técnico-económica entre las baterías de iones de litio y las de plomo-ácido para el almacenamiento de energía estacionaria y ha descubierto que las primeras tienen un LCOE y un coste neto actual más bajos. Mediante su análisis, que se realizó asumiendo el uso de las baterías en conexión con un sistema fotovoltaico de 10 kW conectado a la red, los científicos concluyeron que las baterías de iones de litio son la solución más viable.
Un equipo de investigación belga-etíope ha comparado el coste nivelado de la energía (levelized cost of energy, LCOE, por sus siglas en inglés) y el coste neto actual (NPC) de las baterías de iones de litio y de plomo para el almacenamiento de energía estacionaria y ha concluido que las primeras son, desde el punto de vista técnico-económico, más viables.
El análisis de ambas tecnologías de almacenamiento se modeló mediante el software HOMER y el Modelo de Circuito Equivalente (Equivalent Circuit Model, ECM, por sus siglas en inglés), que describe el comportamiento eléctrico puro de una batería en términos de tensiones, corrientes y capacitancias. “El modelo ECM se incorpora utilizando componentes eléctricos, que responden a la batería eléctricamente”, explicaron los científicos. “Por otro lado, HOMER es un software utilizado para la optimización de los componentes que se utilizarán en el sistema de energía eléctrica conectado a la red”.
El análisis consideró la influencia de la tasa de carga y descarga en el rendimiento de ambos tipos de baterías en condiciones típicas de aplicación, suponiendo su uso en un sistema fotovoltaico conectado a la red (grid-connected photovoltaic system, PVGCS, por sus siglas en inglés) con un ángulo de inclinación de 16 grados y un ángulo acimutal de 0 grados. “El sistema consistía en un conjunto fotovoltaico de 10 kWp, un convertidor conectado a la red de 5 kW de capacidad, un almacenamiento de baterías de plomo-ácido de 83 Ah y una batería de iones de litio de 167 Ah con una carga de 4-5 kVA”, explicó el grupo, señalando que en la simulación, el precio de la electricidad en la red se estimó en 0,084 euros/kWh.
Citando estudios anteriores, los investigadores señalaron que, para el almacenamiento de energía estacionaria, las baterías de plomo-ácido tienen un coste medio de capital energético de 253,50 euros/kWh y las de iones de litio, de 1,555 euros/kWh, y que su coste medio total de energía es de 333,50 euros/kWh y 2.210 euros/kWh, respectivamente. “Además, el impacto medioambiental de las de plomo-ácido está catalogado como de alto impacto, mientras que las de iones de litio tienen un impacto medioambiental medio/bajo”, especifican también.
A través de la simulación, los académicos descubrieron que las baterías de iones de litio y las de plomo-ácido tienen propiedades de carga y descarga casi comparables, pero también comprobaron que los dispositivos de iones de litio tienen la misma respuesta de características de descarga que las baterías de plomo-ácido, incluso con menos capacidad y un menor número de unidades de batería, a la vez que proporcionan características de mayor vida útil. Además, descubrieron que la microrred formada por el sistema fotovoltaico y las baterías de iones de litio tiene un coste actual neto de 14.399 euros, mientras que el del sistema fotovoltaico con baterías de plomo es de unos 15.106 euros. En cuanto al LCOE, este último alcanza un valor de 0,34 euros/kWh y el primero, 0,32 euros/kWh.
“El reducido número de baterías afecta al LCOE por unidad y, por tanto, el LCOE del sistema de microrred con baterías de iones de litio es menor, en comparación con las baterías de plomo”, explicaron además, añadiendo que las baterías de iones de litio tienen menores costes de vida útil cuando se asocian con la energía fotovoltaica y menores pérdidas si se comparan con las baterías de plomo. “A partir de las investigaciones, se puede concluir que el sistema PVGCS con baterías de iones de litio requiere un 40% menos de baterías en comparación con las baterías de plomo, y ayuda a proporcionar un suministro de energía fiable con un coste menor”.
La comparación entre las dos tecnologías de almacenamiento puede consultarse en el artículo Techno-economic analysis of lithium-ion and lead-acid batteries in stationary energy storage application, publicado recientemente en el Journal of Energy Storage. El grupo de investigación está formado por científicos de la Vrije Universiteit Brussels, en Bélgica, y del Jimma Institute of Technology, en Etiopía.
Noticia tomada de: pv magazine / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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