Dimensionamiento de batería solar (kWh)

Cómo funciona el cálculo

Batería solar: ¿cuántos kWh necesita el almacenamiento?

Los paneles fotovoltaicos no producen electricidad de noche ni cuando el cielo está cubierto. La batería cubre esa diferencia: guarda los excedentes del día y los entrega cuando no hay producción, ya sea por la noche, en días nublados o durante un corte de la red. Dimensionarla bien evita dos errores opuestos. Una batería demasiado pequeña desaprovecha excedentes y deja la noche sin cubrir. Una batería demasiado grande representa capital inmovilizado que tarda mucho en amortizarse y exige un inversor compatible con esa capacidad.

Cómo se calcula la capacidad necesaria

La fórmula parte de dos datos concretos: el consumo diario de la vivienda en kWh y los días de autonomía, es decir, cuántos días seguidos sin producción solar debe aguantar el sistema solo con la batería. Para una vivienda con un consumo medio de 8 kWh al día y 1 día de autonomía, la energía útil necesaria es de 8 kWh.

La energía útil, sin embargo, no es igual a la capacidad nominal. Cada química tiene una profundidad de descarga (PD), que indica la fracción de la capacidad que puede usarse sin acortar en exceso la vida de la batería, y una eficiencia de ciclo completo (round-trip), que recoge las pérdidas al cargar y descargar. Con LiFePO4, la calculadora usa una PD de 0,90 y una eficiencia de 0,95, lo que equivale a unas pérdidas de ciclo del 5%.

Para 8 kWh diarios, 1 día de autonomía y LiFePO4, el cálculo queda así: 8 × 1 / (0,90 × 0,95) = 9,4 kWh nominales. La calculadora añade después un margen del 15% para absorber la degradación, y el resultado es una capacidad recomendada de 10,8 kWh.

Parámetros de referencia por tecnología

Los valores de PD y de eficiencia que aplica la calculadora son valores de referencia por química, no datos de un fabricante concreto. Cada batería tiene los suyos, y figuran en la ficha técnica del equipo. Si esa ficha indica una PD o una eficiencia distintas, conviene repetir el cálculo con esos datos. Los valores de la calculadora sirven para comparar tecnologías entre sí, no para garantizar el rendimiento de un equipo determinado.

Tecnologías de batería habituales

LiFePO4 (fosfato de hierro y litio) es la química que suele recomendarse para vivienda. Ofrece buena estabilidad térmica, una vida útil pensada para ciclos diarios y, según los valores de referencia de la calculadora, la PD y la eficiencia más favorables de las tres que compara. Su principal desventaja es el costo inicial, más alto que el de otras opciones.

Litio NMC (níquel, manganeso y cobalto) tiene buena densidad energética, lo que permite equipos más compactos. Su PD de referencia en la calculadora es de 0,80, y con uso diario intenso tiende a degradarse más deprisa que la LiFePO4.

Plomo-ácido (VRLA o AGM) es la tecnología más tradicional y la que más se ha usado en sistemas de respaldo con inversor. Su costo por kWh nominal puede ser más bajo, pero la PD de referencia de 0,50 y la eficiencia de 0,85 obligan a instalar casi el doble de capacidad nominal para obtener la misma energía útil. Suele ser una opción razonable en instalaciones aisladas donde el costo inicial pesa más que el espacio o la vida útil.

Autonomía: ¿1 día o más?

En sistemas conectados a la red, un día de autonomía suele bastar para guardar los excedentes del día y consumirlos por la noche. Si la vivienda sufre cortes frecuentes, o si se plantea una instalación sin conexión a la red, conviene dimensionar para 2 o 3 días. La elección depende de dos datos que solo conoce quien vive en la casa: la frecuencia y la duración de los cortes en su zona, y la nubosidad habitual en la época en que quiere depender de la batería. Los días nublados seguidos reducen la producción, y ese es justamente el caso que una autonomía de varios días pretende cubrir.

Errores comunes en el dimensionamiento

El error más frecuente es dimensionar la batería para el consumo total diario sin descontar lo que ya se consume directamente durante las horas de sol. Si la vivienda gasta 8 kWh al día, pero 4 kWh se usan mientras los paneles producen (aire acondicionado, lavadora, computadora), solo los 4 kWh restantes necesitan almacenarse para la noche. Instalar una batería de 9 kWh en ese escenario deja la mitad de su capacidad sin utilizar.

El segundo error es ignorar la degradación. Una batería pierde capacidad con el tiempo y con el número de ciclos, y una batería ajustada a las necesidades de hoy puede quedarse corta en pocos años, sobre todo en las noches largas o durante un corte prolongado. El margen del 15% de la calculadora sirve para absorber esa pérdida gradual. La temperatura de operación también influye en el envejecimiento, así que conviene instalar el equipo en un lugar ventilado y revisar en la ficha técnica el rango de temperaturas que admite.

En la práctica, los instaladores suelen redondear al módulo comercial más cercano. Si el cálculo indica 10,8 kWh, lo habitual es proponer un sistema de 10 kWh o uno ligeramente mayor, según los módulos disponibles. La compatibilidad con el inversor es determinante en esa decisión, porque no todos los inversores admiten cualquier tensión de batería ni cualquier número de módulos en paralelo.

Normativa y conexión a la red

La instalación eléctrica de la vivienda debe cumplir el Código Eléctrico Nacional, recogido en la norma COVENIN 200, que se basa en el código eléctrico de referencia de Estados Unidos (NEC). Esta calculadora trabaja con una tensión de alimentación monofásica de referencia de 120 V, así que conviene comprobar que el inversor y el resto de equipos admiten esa tensión en la instalación concreta.

Qué no calcula esta calculadora

La calculadora no estima la producción de los paneles, no dimensiona el inversor y no tiene en cuenta el perfil de consumo hora a hora. Son cálculos distintos que conviene hacer por separado, porque la batería solo puede aprovechar la energía que los paneles producen y que el inversor puede gestionar. Los resultados sirven para comparar escenarios, no para cerrar la compra sin una revisión técnica.

Cuándo consultar un técnico cualificado

Esta calculadora ofrece un pre-dimensionamiento orientativo. El proyecto definitivo requiere una visita técnica para medir el consumo real hora a hora, no solo el total diario, verificar la compatibilidad de la batería con el inversor y revisar la instalación eléctrica existente, incluida la puesta a tierra y las protecciones. Un técnico cualificado puede simular perfiles concretos, como los picos del aire acondicionado por la tarde y el funcionamiento continuo de la nevera durante la noche, y así ajustar la capacidad con más precisión que con una cifra diaria única.