Paneles, batería e inversor: qué limita cada uno y cuántas horas dura la batería

La duda de siempre

Alguien tiene 2000 W de paneles, una batería de litio de 100 Ah y 12,8 V y un inversor de 4000 W. ¿Puede enchufar un aparato que gasta 2000 W, como un hervidor o una plancha? Parece que sí, porque el inversor da el doble. Pero no basta con mirar el inversor: cada pieza tiene su propio límite, y hay que comprobar las tres.

Lo que dice la etiqueta de cada pieza

La agencia científica del gobierno de Australia (CSIRO) lo explica así: la energía de una batería es el trabajo que puede hacer a lo largo del tiempo (se mide en Wh o kWh), y su potencia es lo que puede dar en cada momento (se mide en W). Son dos límites distintos, y los fabricantes suelen dar la descarga máxima en vatios, aunque también puede venir en amperios.

De amperios-hora y voltios a horas de uso

La capacidad de una batería suele venir en Ah (amperios-hora). Para saber cuánto dura con un aparato, hay que pasarla primero a Wh (vatios-hora), que es la energía que guarda:

Wh = Ah × voltios. Una batería de 100 Ah y 12,8 V guarda 100 × 12,8 = 1280 Wh.

Ojo: son 1280 Wh, no 1280 W. Los Wh dicen cuánta energía hay guardada, como los litros de un depósito. Los W dicen cuánto gasta un aparato en cada momento, como el caudal de un grifo. Dividiendo lo primero entre lo segundo salen las horas:

• La cuenta ideal: con un aparato de 100 W, 1280 ÷ 100 = 12,8 horas. Sería así si vaciaras la batería entera y no se perdiera nada por el camino.
• La cuenta real: conviene no vaciarla del todo. La CSIRO explica que cuanto más se vacía cada vez, menos ciclos dura, y nuestra calculadora usa el 80 % en las de litio: 1280 × 0,8 = 1024 Wh. Además, si el aparato va enchufado a un inversor, para darle 100 W el inversor saca de la batería unos 100 ÷ 0,85 = 118 W. Así que 1024 ÷ 118 = unas 8,7 horas (8 horas y 42 minutos).
• Sin inversor, con un aparato que funciona directamente a 12 V (una bombilla o un ventilador de 12 V, por ejemplo), no hay esa pérdida: 1024 ÷ 100 = unas 10,2 horas.

Si el aparato tiene termostato, como una nevera, no está siempre en marcha y dura más: lo vemos más abajo. Y si no sabes qué es cada unidad, en la guía básica lo explicamos desde cero.

El ejemplo, paso a paso

1. El inversor: sí aguanta. Da 4000 W seguidos y el aparato pide 2000 W. Por este lado no hay problema.

2. La batería, cuántos vatios a la vez: hay que mirarlo. El inversor pierde algo de energía al convertir la corriente (nuestra calculadora cuenta con un 85 % de eficiencia), así que para dar 2000 W saca de la batería unos 2000 ÷ 0,85 = 2353 W. A 12,8 V, eso son 2353 ÷ 12,8 = unos 184 amperios. Busca en la ficha de tu batería su corriente o potencia máxima de descarga continua: si es menor que eso, la batería no puede darlo, y su sistema de protección cortará la corriente aunque el inversor sea de 4000 W. Y aunque pueda, la CSIRO advierte de que, en general, cuanto más deprisa se carga y se descarga una batería, menos ciclos dura.

3. La batería, cuánto tiempo: poco. Como hemos visto, quedan 1024 Wh aprovechables. A 2353 W, eso da para 1024 ÷ 2353 = 0,44 horas: unos 26 minutos sin sol.

4. Los paneles: ayudan, pero no se puede contar con sus 2000 W. La potencia de un panel se mide en el laboratorio a 25 °C y con una luz de 1 kW por metro cuadrado. Según PVEducation, el curso de energía solar de las universidades Arizona State y UNSW, en el tejado los paneles trabajan más calientes y casi siempre con menos sol que eso. Una forma de verlo: según el Atlas Solar Global del Banco Mundial, en Madrid 2 kWp de paneles en un tejado producen de media unos 2 × 4,35 = 8,7 kWh al día. Es como si dieran su potencia completa solo durante unas 4 horas y media, y de noche no dan nada. Mientras hay sol, lo que dan los paneles no tiene que salir de la batería; pero para un aparato de 2000 W, la mayor parte del tiempo quien manda es la batería.

Conclusión: el aparato de 2000 W solo funcionará si la batería admite unos 184 A, y aun así, sin sol, solo durante unos 26 minutos.

Lo que sí aguanta bien ese sistema

Esa misma batería sirve muy bien para aparatos que gastan poco durante muchas horas. Una nevera con congelador de 200 W, que según la tabla oficial del ENRE de Argentina está en marcha el 45 % del tiempo, gasta de media 200 × 0,45 = 90 W. Con el inversor, salen de la batería 90 ÷ 0,85 = 106 W, así que los 1024 Wh dan para 1024 ÷ 106 = unas 9,7 horas sin sol. Eso sí: al arrancar, el motor de la nevera pide bastante más durante un instante, y el inversor tiene que aguantarlo. Lo explicamos en el artículo del inversor.

Un inversor grande no da más energía

Es un error común comprar un inversor muy grande pensando que así «cabe más». El inversor no guarda energía: solo convierte la que le llega de la batería. Si pusieras ese inversor de 4000 W a tope con una batería de 12,8 V, le pediría unos 4000 ÷ 0,85 ÷ 12,8 = 368 amperios, una corriente enorme para una sola batería de 100 Ah y para los cables. Además, según el laboratorio NREL de EE. UU., un inversor rinde peor cuando trabaja muy por debajo de su potencia, y gasta algo aunque no haya nada enchufado. Lo sensato es que las tres piezas vayan en proporción.

Cómo comprobarlo con tu propio equipo

1. Inversor: suma los vatios de lo que vas a encender a la vez. Tiene que ser menor que su potencia continua, y el arranque del motor más grande, menor que su potencia de pico.
2. Batería, potencia: esa suma ÷ 0,85 ÷ el voltaje de la batería = los amperios que va a dar. Tienen que ser menos que la descarga máxima de su ficha.
3. Batería, tiempo: Ah × voltios × la parte que vas a usar = los Wh que tienes. Divide entre lo que gastan tus aparatos por hora (÷ 0,85) y sabrás cuántas horas duran.
4. Paneles: mira cuánto producen al día en tu ciudad con la calculadora de paneles solares, y no cuentes con ellos de noche.

Los puntos 1 y 3 los hace solos nuestra calculadora de baterías para apagones. El montaje, los cables entre batería e inversor y sus fusibles son trabajo de un electricista: con tantos amperios, un cable demasiado fino es peligroso.