El presupuesto decía 100Ah. La instalación dio 55: dónde se fue el resto

El presupuesto decía 100Ah. La instalación dio 55.

Un distribuidor del sudeste asiático nos mandó el mes pasado una hoja de dimensionamiento: ocho bloques AGM de 12 V 100 Ah, montados en 48 V, alimentando un inversor de 3 kW para un pequeño sitio de telecomunicaciones. En papel salían 9,6 kWh: cogió los amperios-hora, los multiplicó por la tensión y añadió un 20 % de margen «por si acaso».

El sitio aguantó poco más de dos horas antes de que el inversor se desconectara.

Nada estaba averiado. Las baterías estaban bien, el inversor estaba bien, lo que no estaba bien era la aritmética. Un bloque de plomo-ácido de 100 Ah no entrega 100 Ah a 3 kW, y nunca lo ha hecho. Una batería de litio 100Ah tampoco se libra de ese cálculo: simplemente pierde menos por el camino. La etiqueta es una medición hecha bajo un conjunto concreto de condiciones, y casi nadie imprime esas condiciones al lado del precio.

Es el malentendido más caro del negocio, más caro que cualquier error de compra que conozca. Así que hagamos el cálculo bien.

Los amperios-hora no son energía, y la etiqueta tiene una nota al pie

Una batería de 12 V y 100 Ah contiene 1,2 kWh nominales. Esa parte es sencilla. Lo que sale de ella es otro número, y antes de que su carga vea nada se aplican cuatro descuentos.

Primer descuento: el régimen de descarga. La capacidad de plomo-ácido se suele especificar a 20 horas, C20, que en un bloque de 100 Ah son 5 A. Si extrae 50 A, la química no llega: el ácido dentro de la placa no difunde lo bastante rápido, la tensión cae antes de tiempo y el bloque se rinde sin haber liberado su carga nominal. Es la ley de Peukert, y en plomo el exponente se sitúa entre 1,15 y 1,30 según sea abierto, AGM o gel.

En una celda de litio-ferrofosfato el exponente ronda 1,03. Ahí está todo el valor de esta química en regímenes altos: una batería de litio 100Ah entrega muy cerca de 100 Ah a 0,5 C, y aún por encima del 95 % a 1 C.

Segundo descuento: la temperatura. La capacidad se especifica a 25 °C. Por debajo, el plomo pierde aproximadamente un 0,6-1 % por grado: un bloque a −10 °C es en la práctica un bloque de 75-80 Ah, y a −20 °C más cerca de 60 %. El LiFePO4 pierde alrededor de un 0,8 % por grado en descarga, y deja de aceptar carga por completo a 0 °C.

Tercer descuento: la profundidad de descarga. Ninguna de las dos químicas debería vaciarse del todo, pero las reglas difieren mucho. Un parque AGM cíclico se limita normalmente al 50 % de DoD para conservar su número de ciclos. El LiFePO4 trabaja habitualmente entre el 80 % y el 90 %. Es decir, media etiqueta es zona prohibida para una química y solo una décima parte para la otra. En el mismo armario, una batería de litio 100Ah gasta nueve décimas partes de su etiqueta; la AGM gasta la mitad.

Cuarto descuento: pérdidas del sistema y corte por baja tensión. El inversor rinde entre el 85 % y el 92 %, así que los vatios de CA no son los de CC. Y su umbral de desconexión está puesto para proteger la batería, no para garantizar su autonomía: en un sistema de 12 V suele cortar a 10,5 V, umbral que en un bloque de plomo con carga llega cuando dentro queda todavía un 20-25 % de carga. Usted pagó esa carga. No la va a ver.

Los mismos 200Ah, dos instalaciones, dos resultados

Tomemos un parque de 48 V, 200 Ah, inversor de 3 kW, carga continua, 25 °C. Dos químicas, misma etiqueta, misma tensión.

Lea la última fila dos veces. A etiqueta, el litio parece entre un 60 % y un 100 % más caro. A energía utilizable suele ser más barato por kWh entregado, antes incluso de contar la vida útil: y a 50 % de DoD una AGM hace 400-600 ciclos frente a 4 000-6 000 del paquete de litio al 90 %.

No es un alegato contra el plomo. Es la constatación de que el plomo se compra a menudo para trabajos que no le corresponden. Para un SAI que pasa el 99 % de su vida en flotación, la penalización de Peukert no se activa nunca, el límite de DoD da igual y una AGM bien construida es la elección racional. Para ciclado diario detrás de un inversor, al mismo bloque se le está pidiendo algo para lo que no se diseñó.

Dónde falla la hoja de dimensionamiento

En las hojas que nos piden revisar aparecen una y otra vez tres patrones.

Multiplicar Ah por voltios y llamarlo kWh. La aritmética es correcta y la respuesta es falsa, porque da por buenas las condiciones de especificación. Corrección: dimensionar en kWh al régimen real y después aplicar temperatura y DoD. Es también la razón de que una batería de litio 100Ah y un bloque AGM de 100 Ah al mismo precio de factura no sean la misma compra.

Dimensionar la batería y olvidar el inversor. Un inversor de 3 kW sobre un parque de 48 V consume unos 70 A. En un parque de plomo de 200 Ah eso ya es C/3, muy por encima de la zona cómoda. O crece el parque o mengua el inversor; a ese tamaño no se puede tener todo.

Tomar el corte por baja tensión como un final. No lo es. Salta antes en un parque de plomo con carga precisamente porque la tensión se hunde bajo la carga. Un propietario que ve apagarse el inversor «al 20 % restante» concluye que la batería falla, cuando la conclusión correcta es que el parque se queda corto para esa carga.

Cómo comparar dos presupuestos sin que le engañen

Pida cuatro números, por escrito, en el propio presupuesto. Un proveedor capaz de darlos está vendiendo ingeniería; el que no puede, está vendiendo una etiqueta.

1. La capacidad al régimen real de descarga, no a C20. Si su carga son 70 A sobre un parque de 200 Ah, pida la capacidad a 0,35 C.
2. La capacidad a la temperatura mínima del sitio, no a 25 °C.
3. La profundidad de descarga que asume la cifra de ciclos, y el número de ciclos a ese DoD.
4. El umbral de desconexión por baja tensión que el proveedor recomienda para su inversor.

Después divida el precio entre los kWh utilizables que salgan de esas cuatro respuestas. Hágalo para una batería de litio 100Ah y para la AGM a la que sustituye: la clasificación suele invertirse. Se invirtió para el distribuidor de arriba — sus ocho bloques AGM pasaron a doce, el sitio dejó de caerse a las dos de la mañana, y el coste total quedó por debajo de cambiar todo el parque a litio, porque necesitaba respaldo, no ciclado diario.

Lo que debe vigilar quien compra una batería de litio 100Ah

El lado del litio tiene sus propias trampas, y suelen ir de prometer de más, no de entregar de menos.

Una batería de litio 100Ah que anuncia 100 Ah a 1 C es creíble. Una batería de litio 100Ah que anuncia 100 Ah a 2 C es o un paquete bastante más grande o una ficha técnica muy imaginativa. Pida la curva de descarga a su carga, no solo la cifra del titular. Pregunte si el BMS limita la descarga continua a 100 A o a 50 A: un paquete de 100 Ah con un BMS de 50 A es un paquete de 50 A, hagan lo que hagan las celdas.

Y mire también el otro extremo: un paquete especificado a 100 Ah y 25 °C le dará unos 88 Ah a 0 °C, y nada en absoluto al cargador por debajo de cero.

Las preguntas que de verdad nos envían los compradores

¿Una batería de litio 100Ah es realmente 100 Ah?

A 0,5 C y 25 °C, sí, con un par de puntos de error. A 1 C cuente con un 95-97 %. La cifra que decide su autonomía no es la etiqueta, es lo que el BMS le deje extraer de forma continua.

¿Por qué una batería de litio 100Ah cuesta más por Ah pero menos por kWh?

Porque gasta un 80-90 % a régimen alto en lugar de un 50 % a régimen bajo. Divida el precio entre los kWh utilizables a su carga y la comparación cambia de signo.

¿Puedo poner una batería de litio 100Ah en un sistema hecho para una AGM de 100 Ah?

Normalmente sí, y la autonomía sube de forma apreciable. Revise antes el cargador: el LiFePO4 quiere otra tensión de absorción y no admite ecualización, y el cargador antiguo puede no ofrecer ninguna de las dos.

¿Importa el régimen en una batería de litio 100Ah a 0,2 C?

Apenas. El exponente de Peukert ronda 1,03, así que a régimen bajo la capacidad es la de la etiqueta. En litio lo que muerde es la temperatura, no el régimen.

La única cifra que importa es la que hay en la carga

Cada batería es una química envuelta en un conjunto de condiciones. La etiqueta describe las que eligió la fábrica. El sitio impone otras. La distancia entre ambas es exactamente de donde salen los parques cortos, las discusiones de garantía y los compradores decepcionados.

Así que antes de aprobar un parque, haga una cosa: tome la carga en kW, divídala por el rendimiento del inversor, aplique la penalización por régimen, la temperatura y el DoD, y mire lo que queda. Si queda menos de lo que la carga necesita, ha encontrado el problema antes de que salga el contenedor, no después.

Si está comparando una batería de litio 100Ah con un bloque AGM en el mismo servicio, envíenos el perfil de carga y la temperatura del sitio y hacemos el cálculo con usted. La gama AGM de descarga profunda publica sus valores C10 y C20 por separado precisamente por esta aritmética, y la guía de selección para almacenamiento solar cubre la decisión química que está por encima de este cálculo.