Cómo funciona una batería de litio de 16 kWh explicado con la DEYE SE-F16

Cuando se compara una batería solar, es habitual fijarse primero en el número más visible de la ficha técnica: 5 kWh, 10 kWh, 16 kWh o 20 kWh. Sin embargo, esa cifra no explica por sí sola cómo se comportará la batería en una instalación fotovoltaica real.

Para interpretar correctamente una batería de litio hay que analizar otros conceptos: la energía realmente aprovechable, la profundidad de descarga, la intensidad máxima, la tensión de trabajo, el sistema de gestión BMS, la comunicación con el inversor y la posibilidad de ampliar el almacenamiento en el futuro.

En esta guía vamos a explicar cómo funciona una batería de litio de baja tensión de 16 kWh utilizando como ejemplo técnico la Deye SE-F16-C. El objetivo no es valorar si debes comprar este modelo concreto, sino ayudarte a entender los datos que aparecen en la ficha de cualquier batería solar.

¿Qué es una batería de litio de baja tensión?

Las baterías destinadas al almacenamiento fotovoltaico pueden dividirse, de forma general, en sistemas de baja tensión y sistemas de alto voltaje.

Las baterías de baja tensión suelen trabajar alrededor de los 48 V o 51,2 V. Son habituales en instalaciones residenciales, viviendas aisladas, sistemas de respaldo e instalaciones híbridas que utilizan inversores compatibles con este rango.

Por su parte, los sistemas de alto voltaje conectan varios módulos para alcanzar tensiones de varios cientos de voltios. Su arquitectura, componentes y requisitos de compatibilidad son diferentes.

La Deye SE-F16-C pertenece al grupo de las baterías de baja tensión. Su tensión nominal es de 51,2 V y su rango de funcionamiento se sitúa entre 44,8 y 57,6 V.

Por eso es frecuente encontrarla descrita comercialmente como una batería de 48 V, aunque técnicamente su tensión nominal sea de 51,2 V. Esta denominación agrupa sistemas que trabajan dentro de una misma familia de tensión, pero no garantiza por sí sola que todos los equipos sean compatibles.

En Solarbex puedes consultar otras baterías de litio de 12 V a 48 V para comparar capacidades, formatos y configuraciones.

Los 16 kWh nominales no son necesariamente 16 kWh utilizables

Uno de los errores más comunes es interpretar que una batería anunciada con 16 kWh puede entregar esos 16 kWh completos todos los días.

La cifra indicada en el nombre del producto suele corresponder a la energía nominal: la cantidad total de energía almacenada por las celdas en unas condiciones determinadas. Sin embargo, normalmente no se recomienda descargar la batería hasta llegar al 0 % real.

Los fabricantes establecen un margen de protección para evitar que las celdas trabajen continuamente en sus límites. Ese margen está relacionado con la profundidad de descarga o DoD.

¿Qué significa la profundidad de descarga o DoD?

La profundidad de descarga indica qué porcentaje de la capacidad nominal puede utilizarse antes de alcanzar el límite de descarga configurado.

En el caso utilizado como ejemplo, Deye recomienda una profundidad de descarga del 90 %. El cálculo de la energía útil aproximada sería el siguiente:

16 kWh × 0,90 = 14,4 kWh útiles aproximadamente

Esto significa que, aplicando ese límite recomendado, quedarían unos 14,4 kWh disponibles para alimentar los consumos y aproximadamente 1,6 kWh reservados como margen de protección.

Este cálculo no es exclusivo de una marca. Puede aplicarse al comparar diferentes baterías de litio:

• Una batería de 10 kWh con un 90 % de DoD proporcionaría unos 9 kWh útiles.
• Una batería de 15 kWh con un 90 % de DoD proporcionaría unos 13,5 kWh útiles.
• Una batería de 16 kWh con un 90 % de DoD proporcionaría unos 14,4 kWh útiles.

La energía disponible en el uso cotidiano también puede verse afectada por el rendimiento del inversor, el cableado, la temperatura, la configuración del sistema y las protecciones establecidas por el instalador.

Por qué la corriente importa tanto como la capacidad acumulada

Los kWh indican cuánta energía puede almacenar una batería. Sin embargo, no explican con qué rapidez puede entregarla.

Dos baterías con la misma capacidad nominal pueden reaccionar de forma diferente cuando coinciden varios consumos elevados, como una bomba de agua, un horno, una vitrocerámica, un equipo de aire acondicionado o una lavadora.

Para entender ese comportamiento hay que revisar la corriente máxima de carga y descarga. En la Deye SE-F16-C, el fabricante declara:

• 160 A de corriente máxima de carga continua.
• 230 A de corriente máxima de descarga continua.
• 280 A de descarga de pico durante 10 segundos.

A una tensión nominal de 51,2 V, una descarga continua de 230 A equivale teóricamente a unos 11,8 kW en corriente continua:

51,2 V × 230 A = 11.776 W

El pico de 280 A equivaldría teóricamente a unos 14,3 kW durante el periodo permitido:

51,2 V × 280 A = 14.336 W

Estos cálculos ayudan a comprender el potencial de entrega de la batería, pero no deben confundirse con la potencia final disponible en la vivienda. El límite real del sistema también dependerá de la potencia del inversor, de su capacidad de sobrecarga, de la configuración, del cableado y de las protecciones instaladas.

Una batería puede disponer de energía suficiente para varias horas y, aun así, no ser capaz de alimentar simultáneamente determinados equipos si su corriente máxima o la potencia del inversor son insuficientes.

Capacidad y potencia no significan lo mismo

Esta diferencia puede entenderse mediante un ejemplo sencillo:

• Los kWh indican cuánto tiempo puede mantenerse el consumo.
• Los kW indican cuánta potencia puede suministrarse en un momento concreto.

Una batería con 14,4 kWh útiles podría, de forma teórica, alimentar un consumo constante de 1 kW durante aproximadamente 14,4 horas. Sin embargo, para alimentar una carga instantánea de 8 kW, tanto la batería como el inversor y la instalación deben admitir esa potencia.

Por esa razón, el dimensionamiento de una instalación no debe realizarse únicamente a partir del consumo diario. También es necesario conocer la potencia máxima simultánea.

Cómo funciona el BMS de una batería de litio

Una batería de litio moderna no está formada únicamente por celdas. En su interior incorpora un sistema electrónico denominado BMS, siglas de Battery Management System o sistema de gestión de la batería.

El BMS supervisa el funcionamiento del conjunto y controla parámetros como:

• La tensión de las celdas.
• La temperatura interna.
• La corriente de carga y descarga.
• El estado de carga de la batería.
• Las situaciones de sobrecarga o descarga excesiva.
• La comunicación con el inversor.

También se encarga de equilibrar las celdas para reducir diferencias entre ellas. Si detecta una condición que puede comprometer el funcionamiento, puede limitar la corriente o detener temporalmente la carga o la descarga.

Por tanto, cuando el inversor reduce la potencia procedente de la batería, no siempre significa que exista una avería. Puede tratarse de una limitación ordenada por el BMS debido a la temperatura, al estado de carga o a alguno de los límites configurados.

Una batería de 48 V no es compatible automáticamente con cualquier inversor de 48 V

La coincidencia de tensión es necesaria, pero no suficiente. Para que una batería y un inversor trabajen correctamente deben cumplirse varias condiciones:

• El inversor debe admitir el rango de tensión de la batería.
• Debe soportar sus límites de carga y descarga.
• Ambos equipos deben utilizar un protocolo de comunicación compatible.
• La versión de firmware debe reconocer el modelo o el protocolo utilizado.
• El cable de comunicación debe estar conectado y configurado correctamente.

La Deye SE-F16-C dispone de comunicación mediante CAN2.0 y RS485, además de conectividad Bluetooth y aplicación opcional para supervisión.

A través de la comunicación CAN o RS485, el inversor puede recibir información como el estado de carga, las alarmas, la temperatura y las corrientes máximas permitidas. Con esos datos, adapta su funcionamiento a las condiciones de la batería.

Si la comunicación no está correctamente configurada, el inversor puede mostrar errores, utilizar valores genéricos o funcionar en un modo sin comunicación directa. Por eso conviene comprobar la tabla de compatibilidad y la documentación de ambos fabricantes antes de realizar la conexión.

También es importante elegir un equipo adecuado dentro de la categoría de inversores solares, ya que la potencia nominal no es el único criterio que determina la compatibilidad con una batería.

Cómo se amplía una batería de litio mediante conexión en paralelo

Una de las ventajas de muchos sistemas de almacenamiento de baja tensión es la posibilidad de conectar varias baterías en paralelo.

En una conexión en paralelo se mantiene la tensión del sistema, pero aumenta la capacidad total. Por ejemplo:

• Una unidad de 16 kWh ofrece 16 kWh nominales.
• Dos unidades ofrecerían 32 kWh nominales.
• Tres unidades ofrecerían 48 kWh nominales.

Con una profundidad de descarga recomendada del 90 %, dos unidades proporcionarían aproximadamente 28,8 kWh útiles, antes de considerar las pérdidas del sistema.

La Deye SE-F16-C permite conectar hasta 32 unidades en paralelo. El fabricante también contempla configuraciones de hasta 64 unidades mediante un dispositivo CAN-Bridge.

Esto no significa que cualquier ampliación pueda realizarse sin planificación. Antes de añadir nuevas unidades deben comprobarse:

• El modelo y la compatibilidad entre las baterías.
• El estado y antigüedad de las unidades existentes.
• La sección y longitud del cableado.
• Las protecciones de corriente continua.
• La capacidad admitida por el inversor.
• La configuración de las direcciones de comunicación.

Cuando se prevé una ampliación futura, es recomendable dejar preparada desde el principio la distribución eléctrica, las protecciones y el espacio físico.

¿Qué ocurre cuando varias baterías trabajan juntas?

Las baterías conectadas en paralelo no deberían comportarse como equipos independientes sin coordinación. Una unidad suele asumir la función principal de comunicación y transmite al inversor la información consolidada del banco de baterías.

El sistema reparte la corriente entre las distintas unidades para que la carga y la descarga se realicen de una forma más equilibrada.

Una instalación correctamente diseñada puede aumentar tanto la autonomía como la capacidad de entrega. Sin embargo, el resultado seguirá condicionado por los límites del inversor y del resto de la instalación.

Para proyectos que necesitan una solución conjunta, puede resultar más sencillo revisar directamente los packs de inversor y batería, donde ambos componentes se plantean como parte de una misma configuración.

Qué significan los ciclos de una batería y el porcentaje EOL

La vida útil de una batería de litio suele expresarse en ciclos. Un ciclo completo equivale, de forma simplificada, a utilizar una cantidad de energía equivalente al 100 % de su capacidad, aunque esa energía se haya consumido mediante varias descargas parciales.

Por ejemplo, dos descargas equivalentes al 50 % sumarían aproximadamente un ciclo completo.

En este caso, Deye declara una vida útil superior a 6.000 ciclos bajo unas condiciones de referencia de 25 °C ± 2 °C y un 70 % de EOL.

EOL significa End of Life o final de vida útil de referencia. No quiere decir que la batería deje de funcionar repentinamente cuando alcanza ese punto.

Un 70 % de EOL indica que, al concluir el ensayo de referencia, la batería conservaría aproximadamente el 70 % de su capacidad original. Una batería que inicialmente almacenaba 16 kWh nominales podría conservar alrededor de 11,2 kWh nominales al alcanzar ese nivel de degradación.

La evolución real dependerá de factores como:

• La temperatura habitual de trabajo.
• La profundidad de descarga diaria.
• La velocidad de carga y descarga.
• El tiempo que permanece completamente cargada o descargada.
• La configuración del BMS y del inversor.
• La frecuencia y el tipo de utilización.

La temperatura también afecta al funcionamiento

La ficha técnica de la SE-F16-C establece un rango de carga de 0 a 55 °C y un rango de descarga de -20 a 55 °C.

Esto significa que la batería puede admitir temperaturas diferentes durante la descarga, pero la carga queda más limitada cuando la temperatura es baja.

Además, su grado de protección IP21 indica que está destinada a ubicaciones protegidas. No debe interpretarse como una batería preparada para permanecer expuesta directamente a la lluvia, al polvo intenso o a la intemperie.

La ubicación debe cumplir las indicaciones del fabricante, disponer de espacio suficiente y evitar fuentes de calor, humedad, impactos y exposición solar directa.

Cómo calcular la autonomía aproximada de una batería de 16 kWh

La autonomía no puede determinarse únicamente por el nombre de la batería. Para obtener una primera estimación puede dividirse la energía útil entre el consumo medio:

Autonomía aproximada = energía útil ÷ potencia media consumida

Tomando como referencia unos 14,4 kWh útiles:

Estas cifras son teóricas. En una instalación real hay que descontar las pérdidas del inversor, el consumo del propio sistema, las variaciones de potencia y el margen de seguridad configurado.

Además, una vivienda no mantiene un consumo constante. El frigorífico, las bombas, el aire acondicionado y otros equipos se conectan y desconectan, por lo que la autonomía debe calcularse utilizando un perfil de consumo completo.

Cómo interpretar una ficha técnica sin quedarse solo con los kWh

Antes de comparar dos baterías solares, conviene revisar al menos los siguientes valores: