Ahorro de Energía
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¿Cómo se almacena la energía eléctrica en una batería?

Las baterías son dispositivos que almacenan energía eléctrica. Estos aparatos o acumuladores electroquímicos se utilizan para concentrar, almacenar y descargar energía eléctrica a través de reacciones redox reversibles, lo cual hace posible que la energía total almacenada en una batería se vuelva a cargar mediante fuentes eléctricas.

Algunas baterías sirven como medios de almacenamiento de energía en grandes cantidades, lo que permite un mayor aprovechamiento del suministro eléctrico. A través de sistemas de baterías ion-litio como el de Quartux, donde se almacena la energía eléctrica de la forma más innovadora y eficiente, es posible ahorrar hasta 40% en el recibo de luz y mejorar la calidad de la energía que se consume.

Así funcionan las baterías

El almacenamiento de energía eléctrica en baterías comienza cuando se cargan y los iones de sulfato e hidrógeno cambian de posición para que la energía se almacene de forma química en su interior. Después, esa energía se libera de forma controlada como corriente continua. En pocas palabras, estos dispositivos tienen la capacidad de convertir la energía química en electricidad.

La estructura de los diferentes tipos de baterías suele ser muy parecida: celdas electroquímicas constituidas por dos electrodos, uno positivo (o cátodo) y uno negativo (o ánodo), los cuales están sumergidos en electrolitos que permiten a los iones moverse entre los electrodos para que la corriente fluya fuera de la batería y alimente un circuito eléctrico.

Cuando una batería se descarga, es posible recargarla nuevamente al alimentarla con una corriente eléctrica. Cuando su carga está completa, se restablece la diferencia química entre sus celdas, con lo que la batería está lista para suministrar la energía almacenada.

¿Cómo calcular la energía total almacenada en una batería?

La tensión o voltaje que suministran las baterías se mide en voltios (V) y su capacidad de carga se mide en amperios-hora (Ah). La capacidad de carga es la cantidad de electricidad que una batería puede almacenar, así como la que posteriormente podrá suministrar al descargarse. La energía almacenada en una batería se mide en vatios-hora (Wh), los cuales se obtienen al multiplicar la carga (Ah) por la tensión (V).

Cabe apuntar que las baterías no mantienen siempre la misma capacidad carga, ya que esta va disminuyendo con el tiempo y la cantidad de veces que se utilizan. Existen factores que influyen directamente en la reducción de su capacidad para almacenar energía y acortan su vida útil, tales como el “efecto memoria”, que se presenta cuando se carga una batería sin que se produjera previamente una descarga completa.

Pasar por una gran cantidad de ciclos de carga y descarga también afecta la capacidad de almacenamiento de energía en una batería, así como su exposición a altas temperaturas o a demandas de intensidad muy elevadas.

Tipos de baterías para almacenar energía eléctrica

La diferencia entre los distintos tipos de baterías radica en los materiales con los que se producen sus electrodos, así como la variedad de sus sustancias electrolíticas. Las baterías para almacenar energía más utilizadas actualmente son las de plomo-ácido, níquel-cadmio, níquel-hidruro metálico y las baterías de ion-litio.

Las baterías de plomo-ácido tienen electrodos de plomo que se bañan en un electrolito de ácido sulfúrico y son de las más económicas por ser fáciles de fabricar. En cuanto a las baterías de níquel-cadmio (Ni-Cd), estas están formadas por electrodos de cadmio y un electrolito de hidróxido de potasio. Pueden sobrecargarse y resisten un gran número de ciclos sin dañarse.

Por su parte, las baterías de níquel-hidruro metálico (Ni-MH) tienen un ánodo de cadmio y un cátodo de aleación de hidruro metálico. Su capacidad es mayor que la de baterías de niquel-cadmio, aunque su número de ciclos es menor y el frío extremo reduce su capacidad.

Almacenamiento de energía en baterías de litio

Las baterías de iones de litio están compuestas por electrolitos de cobalto, litio, óxido y un electrolito de sal de litio. Son una de las mejores opciones que existen en la actualidad para el almacenamiento de energía, ya que su capacidad es muy elevada, su mantenimiento es bajo y los desechos de ion-litio son fácilmente reciclados.  

Utilizar baterías ion-litio representa grandes ventajas: son mucho más resistentes a las descargas, tienen mejor densidad energética, no presentan el "efecto memoria", son más eficientes para el ahorro energético y su ciclo de vida es más largo. Mientras que las baterías de plomo ácido tienen 1500 ciclos de vida, las baterías de litio duran hasta 2500 ciclos.

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