Autonomía de batería

Cómo se calcula

Una batería guarda energía. Los amperes-hora de la etiqueta, multiplicados por la tensión, dan los watts-hora que tiene adentro; de esos, solo una parte se puede usar sin acortarle la vida, y de esa parte el inversor pierde algo al convertir a 220 V. Lo que queda, dividido por el consumo, son las horas.

Energía = Ah × V

Utilizable = Ah × V × DoD × η

Autonomía = Utilizable ÷ Consumo (W)

DoD es la profundidad de descarga que admite la batería y η el rendimiento del inversor. Al revés, para aguantar cierto tiempo la capacidad necesaria es Wh = W × horas ÷ (DoD × η), y los Ah salen de dividir por la tensión del banco.

Ejemplo

Una batería de 100 Ah a 12 V guarda 1.200 Wh. Si es de plomo-ácido y no conviene bajar del 50%, quedan 600 Wh, y con un inversor al 90% llegan 540 Wh a la carga. Un router más una ampolleta y un notebook, unos 100 W, duran 5,4 horas: 5 horas y 24 minutos. Para que duren toda una noche de 10 horas haría falta el doble de capacidad o una batería de litio que permita usar el 80%.

Ah, Wh y la tensión del banco

Los Ah solos no dicen cuánta energía hay: 100 Ah a 12 V son 1.200 Wh, pero 100 Ah a 48 V son 4.800 Wh. Por eso la calculadora pide la tensión cuando la capacidad viene en Ah, y por eso las baterías de litio suelen etiquetarse directamente en Wh o kWh. Dos baterías en serie suman tensión y mantienen los Ah; en paralelo mantienen la tensión y suman los Ah. En los dos casos los Wh se suman.

La profundidad de descarga

Es la fracción de la capacidad que se puede usar en cada ciclo sin sacrificar la vida útil. En plomo-ácido (las de auto, las AGM y las de gel) el valor habitual es 50%; en litio ferrofosfato (LiFePO4) el fabricante suele admitir 80% o más. El número que manda es el de la ficha técnica de tu batería, y usar menos de lo permitido siempre alarga su vida.

Lo que no considera

La capacidad de la etiqueta se mide con una descarga lenta, de 20 horas en plomo-ácido. Si sacas más de la quinta parte de los Ah cada hora, la batería entrega menos de lo nominal; el frío y los años la reducen más. El inversor también consume algo en vacío, y una carga con motor (refrigerador, bomba) parte con picos que hay que cubrir con la potencia del inversor, no con la batería. Para saber cuántos watts consume cada artefacto y cuánto suma al mes, la calculadora de consumo eléctrico; para pasar volts, amperes y watts entre sí, la ley de Ohm; y para convertir entre Wh, kWh y mAh, el conversor de unidades eléctricas.

Preguntas frecuentes

¿Cuánto dura una batería de 100 Ah?

Depende del consumo y del tipo de batería. A 12 V, con el 50% utilizable y un inversor al 90%, alimenta 100 W durante 5,4 horas, 50 W durante casi 11 horas y 300 W durante menos de 2 horas. Ingresa tu consumo real para verlo con tus números.

¿Qué batería necesito para pasar una noche sin luz?

Suma los watts de lo que quieres mantener encendido y las horas que va a durar el corte. Con 150 W durante 10 horas son 1.500 Wh consumidos; con DoD 50% y un inversor al 90% hacen falta 3.333 Wh nominales, es decir, unos 280 Ah a 12 V en plomo-ácido, o 2.083 Wh (174 Ah a 12 V) en litio con DoD 80%.

¿Por qué la autonomía real es menor que la calculada?

Por la descarga rápida, la temperatura y la edad de la batería, por el consumo propio del inversor y porque el consumo real de los artefactos rara vez es el de la etiqueta. Conviene calcular con un margen de 20% a 30% y medir el consumo con un enchufe medidor si puedes.

¿Sirve una batería de auto para un respaldo en la casa?

Funciona, pero mal y poco tiempo: está diseñada para entregar mucha corriente unos segundos al partir el motor, no para descargarse lento y profundo, y cada ciclo al 50% le quita vida. Para respaldo se usan baterías de ciclo profundo (AGM, gel o litio).