El costo de una lampara solar es altamente determinado por su batería. En el pasado, las baterías más comunes eran las de plomo. Su bajo costo era muy atractivo. Sin embargo, la baja durabilidad de la tecnología de plomo demostró que es una tecnología poco costo-eficiente. De hecho, en condiciones de uso similares, la durabilidad de una batería de plomo sólo alcanza entre 10-20% de la durabilidad de una batería de litio [1].
En la actualidad, las baterías más usadas son las de litio en sus diferentes composiciones (LCO, LFP, NMC, NCA, LMO, LNMO, LTO). En este campo existen dos grandes categorías de costo: las baterías nuevas (grado A) y las baterías usadas (grado B). El costo de una batería grado B puede ser de tan sólo el 25% del costo de una batería nueva grado A [2]. Sin embargo, la pregunta inmediata es cuan durable y eficiente puede ser una batería usada.
Para responder esta pregunta, es necesario conocer el origen de las baterías tipo B. Estas baterías provienen principalmente de vehículos eléctricos ligeros (EVs). Típicamente, la batería de un carro eléctrico tiene una vida útil promedio de 8 años (primera vida). Esto significa exactamente que, tras 8 años de uso, la batería estará al 80% de su capacidad de almacenamiento original. La batería se degrada debido al uso y al paso del tiempo y esto se evidencia en la perdida de capacidad de almacenamiento de energía y el aumento de la resistencia interna.
Una vez la batería termina su primera vida, es posible usarla en una aplicación de menor exigencia (aplicación de segunda vida). Tal es el caso de una aplicación de almacenamiento solar. Concretamente, en un EV las tasas de carga/descarga pueden alcanzar 4C [3] (si necesitas recordar que es la c-rate vuelve a esta entrada). Por el contrario, un sistema de almacenamiento solar, sea residencial o para una lámpara solar, se diseña para funcionar a 0.1-0.2 C. Es decir, el uso de la batería en una lámpara solar es claramente mucho menos exigente que en un EV y es una aplicación ideal de segunda vida para las baterías grado B. Investigaciones al respecto han estimado que el tiempo de duración de segunda vida puede alcanzar entre 6 y 30 años [4] dependiendo del diseño del sistema y el uso que se haga de la batería.
En conclusión, vale la pena usar baterías usadas grado B. Son una muy buena forma de reducir los costos de una lampara solar obteniendo un buen desempeño. Sin embargo, es muy importante conocer en que condiciones se encuentran las baterías antes de comenzar su segunda vida. Básicamente, se debe determinar el estado de salud (SOH, State of health) de las baterías que, como se mencionó anteriormente, se presume debe ser cercano a 80%. Sin embargo, no siempre las baterías aun mantienen el 80% de su capacidad original y de ello dependerá su desempeño en la aplicación de segunda vida.
Referencias:
[1] https://www.powertechsystems.eu/home/tech-corner/lead-acid-battery-downsides/
[3] https://energsoft.com/blog/f/c-rate-of-batteries-and-fast-charging
[4] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301479718313124
