Los paneles solares son una excelente fuente de energía renovable que puede ayudarnos a reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles y disminuir nuestra huella de carbono. Sin embargo, una pregunta común que surge es: ¿cuánta energía puede almacenar un panel solar?
¿Cuánto tiempo puede alimentar una batería de panel solar una casa?
En general, una batería de 10 kWh puede alimentar los sistemas eléctricos críticos en una casa promedio durante al menos 24 horas en caso de un corte de energía. Sin embargo, al combinar los paneles solares con el almacenamiento de baterías, es posible alimentar más sistemas eléctricos y proporcionar electricidad de respaldo durante un período más prolongado.
Un estudio reciente realizado por el Laboratorio Nacional de Berkeley encontró que una pequeña instalación de almacenamiento de energía fotovoltaica con solo 10 kWh de capacidad puede satisfacer completamente las necesidades de respaldo durante un corte de energía de 3 días en casi todos los condados de Estados Unidos y en cualquier mes del año, siempre y cuando se excluya la calefacción y la refrigeración.
Tener en cuenta que la cantidad de tiempo que se puede alimentar una casa con energía solar almacenada depende de tres factores principales:
- La capacidad de almacenamiento de la batería.
- La producción de energía del sistema solar.
- Las necesidades de electricidad durante un corte de energía.
A continuación, te mostraremos cómo calcular el presupuesto de electricidad para satisfacer la capacidad de tus paneles solares y baterías. Pero primero, identifiquemos la capacidad de almacenamiento de la batería.
Capacidad de la batería de casa
La capacidad de una batería se mide en kilovatios-hora (kWh) y puede variar desde tan solo 1 kWh hasta 18 kWh. Para la mayoría de las viviendas, una batería de 10 kWh es suficiente.
En caso de un corte de energía, asumiendo que tienes una batería completamente cargada, podrás utilizar la mayoría de los 10 kWh de energía almacenada. Sin embargo, dependiendo del tipo de batería, es recomendable dejar una carga mínima del 5 al 10% para mantener la salud de la batería y para poder recargarla con energía solar durante el día.
Por lo tanto, para una batería de 10 kWh, es recomendable dejar al menos 1 kWh de capacidad en reserva en todo momento. Esto te dejará con 9 kWh de capacidad de la batería para alimentar tu hogar durante un corte de energía.
Producción del sistema solar
La belleza de combinar el almacenamiento de baterías con paneles solares es que esencialmente creas tu propia mini red eléctrica para alimentar tu hogar. Esto es especialmente útil durante cortes de energía prolongados, ya que sin almacenamiento de baterías, el sistema solar se apagará para evitar el flujo inverso de electricidad que podría poner en peligro a los trabajadores que intentan reparar la red eléctrica.
Si tienes almacenamiento de baterías, tu sistema puede funcionar de forma independiente cuando la red está caída. Esto se conoce como islanding o isla energética.
¿Cuánta electricidad produce un sistema solar?
Los sistemas de paneles solares se miden en kilovatios (kW), que representan la cantidad de energía que el sistema puede producir en una hora de luz solar máxima. Por ejemplo, un sistema solar de 5 kW puede producir 5 kWh de electricidad por hora en condiciones ideales. Sin embargo, dado que las condiciones no siempre son ideales, generalmente asumimos un factor de rendimiento del 75%.
El número promedio de horas de luz solar máxima por día varía de 5 a 5 en Estados Unidos. Multiplica la capacidad del sistema por las horas de luz solar y por 0.75 para encontrar la producción diaria de un sistema solar.
Por ejemplo, así es como encontrarías la producción diaria de un sistema solar de 5 kW que recibe 5 horas de luz solar máxima al día:
5 kW x 5 horas de luz solar al día x 0.75 factor de rendimiento = 1875 kWh por día
En muchos casos, esto es más que suficiente para alimentar los sistemas eléctricos esenciales y recargar una batería de 10 kWh para usar durante la noche. Sin embargo, las necesidades de electricidad varían de un hogar a otro, así que veamos algunos electrodomésticos comunes y cuánta energía consumen.
Tus necesidades de electricidad durante un corte de energía
La cantidad de tiempo que puedes alimentar tu hogar con el almacenamiento de energía solar depende de cuánta electricidad uses y qué electrodomésticos y sistemas estés utilizando.
En caso de un corte de energía, se recomienda presupuestar electricidad para las cosas más necesarias primero y luego hacer un plan para el resto de la capacidad. Para muchos propietarios, la lista de prioridades incluye:
- Refrigerador
- Cocina y cocción de alimentos
- Calentamiento de agua
- Luces
- Televisión y carga de dispositivos
Vale la pena señalar que la calefacción y la refrigeración consumen mucha energía y típicamente no están configuradas para funcionar con sistemas de energía de respaldo de batería críticos. Si deseas tener una copia de seguridad para toda tu casa, se necesita un sistema solar grande con alrededor de 30 kWh de almacenamiento de batería.
A continuación, presentamos un escenario de ejemplo para alimentar los sistemas esenciales durante un corte de energía de 24 horas para tener una idea de cuánta capacidad solar y de batería necesitarás. Utiliza las tablas a continuación como un menú a la carta para crear tu propio presupuesto de almacenamiento de batería.
Refrigerador: 5 kWh por día
El refrigerador es uno de los electrodomésticos más importantes para alimentar durante un corte de energía para evitar que los alimentos y las bebidas se desperdicien. Si tienes un modelo moderno y certificado por ENERGY STAR, tu refrigerador estará utilizando alrededor de 1-2 kWh de electricidad al día. Sin embargo, si tu refrigerador ha sobrevivido durante muchos años, es posible que esté utilizando alrededor de 5 kWh por día.
La cantidad de electricidad que utiliza el refrigerador se puede minimizar abriendo la puerta con menos frecuencia y aumentando ligeramente la temperatura. Si te estás preparando para un corte de energía planificado, configura la temperatura muy baja antes del evento y luego ajústala a una temperatura más alta una vez que se interrumpa la energía de la red. De esta manera, el refrigerador comenzará frío y podrás utilizar menos capacidad de la batería para alimentarlo durante el corte de energía.
Supongamos que tienes un refrigerador moderno certificado por ENERGY STAR que utiliza 5 kWh por día.
Total acumulado: 5 kWh
Cocina y cocción de alimentos: 1 kWh por día
Incluso durante un corte de energía, necesitaremos cocinar y comer. Supongamos que haces una olla de café y tostadas por la mañana (0.2 kWh), calientas algunas sobras en el microondas para el almuerzo (0.12 kWh) y horneas una pizza congelada para la cena (0.75 kWh) porque estás tratando de vaciar el congelador. Eso suma un poco más de 1 kWh durante el día.
Total acumulado: 5 kWh
Calentamiento de agua: 5 kWh por día
El calentamiento de agua representa aproximadamente el 18% del total de energía utilizada en el hogar, lo que equivale a aproximadamente 162 kWh al mes. En un día normal, un calentador de agua funciona alrededor de 2 a 3 horas al día, lo que significa que consumirá aproximadamente 4-5 kWh de electricidad al día. Los calentadores de agua con bomba de calor son más eficientes y pueden funcionar con alrededor de 5 kWh al día.
Sin embargo, durante los cortes de energía, es posible que desees ahorrar electricidad, por lo que puedes optar por ducharte menos tiempo, lavar tus manos y enjuagar tus platos con agua fría, y posponer la lavandería durante uno o dos días.
Y si tienes un calentador de agua alimentado por gas, el calentamiento de agua no es un problema en términos de uso de la batería.
Pero por el bien del argumento, digamos que usas 5 kWh por día para el calentamiento de agua.
Total acumulado: 5 kWh
Luces: 1 kWh por día
En comparación con los electrodomésticos más grandes, las luces requieren muy poca electricidad, especialmente si tienes bombillas fluorescentes compactas (CFL) o LED. Incluso en el caso de una bombilla LED de 38W o una bombilla incandescente de 150W, que son las de mayor consumo, solo se utiliza 0.038 kWh por hora.
Por lo tanto, si asignas 1 kWh de almacenamiento de batería por día para la iluminación, podrías encender 26 bombillas durante 1 hora cada una, más que suficiente para proporcionar luz para ir al baño, al armario y para prepararte para ir a la cama.
Total acumulado: 6 kWh
Televisión y carga de dispositivos: 2 kWh
Para mantener el WiFi encendido, necesitarás aproximadamente 0.024 kWh. Si trabajas desde casa, puedes usar tu computadora portátil durante 8 horas adicionales, lo que suma 0.4 kWh. Y si deseas relajarte con una película o una maratón de Netflix de 3 horas, necesitarás otros 0.54 kWh.
Esto suma 18 kWh, pero redondearemos a 2 kWh para tener en cuenta la carga de teléfonos y varios dispositivos funcionando al mismo tiempo.
Total acumulado: 8 kWh
Calefacción y refrigeración de aire: Variable
Como se puede ver en la tabla, la calefacción y la refrigeración consumen mucha electricidad. Por lo tanto, si solo tuvieras una batería de 10 kWh, podrías tener tal vez 2 kWh para utilizar con ventiladores o calentadores de espacio, lo que no duraría mucho tiempo.
Para alimentar la calefacción y la refrigeración durante un período prolongado, generalmente se necesitan dos o tres baterías que sumen 30-40 kWh de capacidad de respaldo.
Equipos médicos
Otro aspecto a considerar es cómo alimentar los equipos médicos durante un corte de energía. Ciertos equipos, como un nebulizador, requieren una cantidad significativa de electricidad y podrían agotar rápidamente los 10 kWh de la batería.
¿Vale la pena tener una batería de panel solar?
Los cortes de energía relacionados con el clima en Estados Unidos aumentaron aproximadamente un 78% entre 2011 y 2021 y se están convirtiendo en una realidad para más propietarios de viviendas. Si deseas tener una fuente de energía de respaldo limpia, silenciosa y sin complicaciones que pueda alimentar tu hogar durante varios días durante los cortes de energía, entonces tener paneles solares y una batería de almacenamiento vale la pena. No solo una batería puede mantener tu hogar energizado, sino que también puede mantener funcionando la red local, como vimos en California en septiembre de 202
Y, por supuesto, hay impactos locales y globales al reducir los combustibles fósiles que contaminan el aire y contribuyen al cambio climático.
La cantidad de energía que puede almacenar un panel solar depende de la capacidad de almacenamiento de la batería, la producción del sistema solar y tus necesidades de electricidad durante un corte de energía. Al combinar paneles solares con almacenamiento de baterías, puedes tener una fuente confiable de energía renovable para alimentar tu hogar durante los cortes de energía y reducir tu dependencia de los combustibles fósiles.