Tecnología y Desafíos en la Carga de Vehículos Eléctricos en los Hogares

En este artículo conocerás los principales tipos de baterías para paneles solares que pueden usar las empresas en Colombia, sus beneficios y cómo elegir la más adecuada para tu sistema de energía, sea para tu hogar o empresa.

¿Qué son las baterías solares y cómo funcionan?

Imagínate las baterías como el "tanque de reserva" o el "banco de ahorros" de tu sistema solar. Son las encargadas de guardar esa energía eléctrica que producen tus paneles durante el día para que la puedas usar cuando más la necesitas. Sin ellas, los sistemas Off-Grid no existirían, y los híbridos no tendrían ese "colchón" de seguridad.

Una batería es un dispositivo que transforma la energía química en energía eléctrica, y viceversa. Dentro de cada batería hay dos electrodos (uno positivo y uno negativo) sumergidos en un líquido o gel llamado electrolito. A continuación, te explicaremos los estados de la batería:

Cuando se carga (guardando energía): cuando la electricidad de tus paneles solares entra a la batería, provoca una reacción química reversible dentro de ella. Los iones (átomos con carga eléctrica) se mueven del electrodo positivo al negativo a través del electrolito, "almacenando" la energía en forma química.

Cuando se descarga (liberando energía): Cuando conectas un aparato y le pides energía a la batería, la reacción química se invierte. Los iones se mueven de vuelta del electrodo negativo al positivo, liberando electrones que fluyen por el circuito externo, ¡y eso es lo que usamos como electricidad!

Es un proceso de carga y descarga que se repite una y otra vez.

Capacidad: se mide en Ah o kWh. Ciclo de vida: indica cuántas veces puede cargarse y descargarse antes de degradarse.

¿Qué tipos de sistemas solares existen?

En el fondo, todos los sistemas solares hacen lo mismo: toman la luz del sol y la convierten en electricidad gracias a esos paneles que vemos en los techos. Pero, los sistemas solares son mucho más interesantes, ya que esta electricidad puede utilizarse, almacenarse, y conectarse a la red eléctrica que todos conocemos. Básicamente, hay tres grandes familias de sistemas solares: los que están conectados a la red (On-Grid), los que son completamente independientes (Off-Grid) y los híbridos, que son un poco de los dos.

Los conectados a la red u On-Grid, son sin duda, los sistemas solares más comunes, especialmente si vives en una ciudad o en un lugar donde ya hay electricidad.

¿Cómo funcionan? los paneles solares generan electricidad, y un equipo llamado inversor la convierte para que la puedas usar en casa o en tu empresa. Si te sobra energía (porque que no estás gastando mucho), esa energía extra se va directo a la red de la compañía eléctrica y el operador de la red te paga por ella y si, por el contrario, necesitas más de lo que tus paneles producen (quizás de noche o en un día nublado), simplemente tomas lo que te falta de la red.

Las ventajas de ellos es que el cobro por energía de tu factura de electricidad se reduce, se te paga por la energía que inyectas a la red y contribuyes al uso de energías limpias y renovables. Lo no tan bueno es que, si hay un corte de energía eléctrica, tu sistema solar se apaga automáticamente por seguridad (para proteger el sistema eléctrico nacional). Así que, aunque el sol esté brillando, te quedas a oscuras.

Los totalmente independientes u Off-Grid, si vives en un lugar remoto, en una finca, o simplemente sueñas con desconectarte por completo del "sistema", estos sistemas son tus aliados.

¿Cómo funcionan? Aquí no hay conexión con la empresa eléctrica. Toda la energía que producen tus paneles va directo a alimentar tu consumo y a un banco de baterías donde se guarda como si fuera tu propia reserva. Al igual que los conectados a la red, un inversor transforma esa energía para que puedas usarla en tus electrodomésticos, máquinas o equipos.

Lo bueno es que tienes libertad absoluta, ya que eres tu propio proveedor de energía, estos permiten tener electricidad en lugares donde extender la red es casi imposible y dispones de total autonomía ya que no afecta al sistema si la empresa eléctrica tiene un corte.

Es importante dimensionar muy precisamente el sistema y el tamaño de las baterías para que siempre tengas energía suficiente y es posible que en días nublados requieras de una fuente de respaldo para poder satisfacer tus consumos.

Los híbridos son la combinación entre los interconectados y los aislados, Estos sistemas están conectados a la red, igual que los On-Grid, pero también tienen un banco de baterías. La energía que producen tus paneles se usa primero en casa, luego se guarda en las baterías, y si aún sobra, se va a la red.

La gran ventaja es que, si hay un corte de energía, tu sistema híbrido se "desconecta" de la red y sigue funcionando con la energía de tus paneles y tus baterías, ¡como un sistema Off-Grid temporal! Lo bueno, Tendrás energía eléctrica incluso cuando la red falle. Menos dependencia: Aunque estás conectado, usas menos la energía de la empresa.

¿Cuáles son los tipos de baterías para sistemas solares?

En el mundo de los sistemas solares fotovoltaicos, no cualquier batería sirve. Necesitamos baterías de ciclo profundo, diseñadas para descargarse y cargarse repetidamente sin sufrir daños. A diferencia de las baterías de carro (que están hechas para dar una gran explosión de energía al arranque y luego cargarse rápido), las baterías solares están preparadas para un "maratón" diario.

Aquí te presentamos los tipos más comunes que se usan en energía solar:

Baterías de Plomo-Ácido (Lead-Acid):

Estas son las más antiguas del mundo de las baterías solares y han sido la opción principal durante mucho tiempo. Se dividen principalmente en dos subtipos:

Baterías de Plomo-Ácido Abiertas (Inundadas/Flooded Lead-Acid - FLA):

Son las más tradicionales y económicas. Contienen un electrolito líquido (ácido sulfúrico y agua destilada) que es visible. Su ventaja es que son las más baratas por kWh almacenado. Tienen una buena tolerancia a la sobrecarga y son robustas. Su desventaja es que requieren mantenimiento regular (hay que revisar los niveles de agua y rellenar si es necesario). Liberan gases durante la carga (hidrógeno), por lo que necesitan estar en un lugar bien ventilado. Son sensibles a las descargas profundas y tienen una vida útil más corta que otras opciones si no se cuidan bien (unos 5-8 años típicamente). Son ideales para proyectos con presupuesto limitado, donde el mantenimiento no es un problema y se cuenta con buena ventilación.

✔ Ventajas: bajo costo, tolerancia a sobrecarga. ✖ Desventajas: emiten gases, menor vida útil (5-8 años).

Baterías de Plomo-Ácido Selladas (Sealed Lead-Acid): estas se dividen a su vez en:

Baterías AGM (Absorbed Glass Mat): el electrolito está absorbido en una malla de fibra de vidrio. Su ventaja es que no requieren mantenimiento, son selladas (no derraman ácido ni liberan gases en condiciones normales), pueden instalarse en cualquier posición y son más resistentes a las vibraciones. Su desventaja es que estas son un poco más costosas que las FLA. Menos tolerancia a la sobrecarga y al calor extremo.

Baterías Gel: El electrolito es un gel. Su ventaja es que son similares a las AGM en cuanto a no requerir mantenimiento y ser selladas. Son muy buenas para descargas lentas y profundas y tienen una mejor tolerancia a la temperatura que las AGM.

Su desventaja es que son las más costosas dentro de las plomo-ácido. No aceptan cargas rápidas con la misma eficiencia que las AGM.

Ideal para (AGM/Gel): aplicaciones donde no se puede hacer mantenimiento regular, donde la ventilación es un desafío, o donde se necesita una batería más robusta y fácil de instalar.

✔ Ventajas: seguras, sin fugas, buena tolerancia térmica. ✖ Desventajas: costo medio-alto, sensibles a sobrecarga.

Baterías de Iones de Litio (Lithium-Ion)

Estas son las más eficientes, son la tecnología que usamos en nuestros celulares, computadoras y vehículos eléctricos. Han llegado con fuerza al sector solar.

Estas vienen en diferentes químicas (LiFePO4 o LFP es la más común y segura para sistemas solares). Son mucho más densas energéticamente, lo que significa que guardan mucha energía en un tamaño más pequeño y ligero.

✔ Ventajas:

• Vida útil mucho más larga: pueden durar 10-15 años o más, ¡hasta 2 o 3 veces más que las de plomo-ácido!
• Mayor profundidad de descarga (DoD): se pueden descargar hasta un 80-90% de su capacidad sin dañarse, mientras que las de plomo-ácido solo hasta un 50%. Esto significa que una batería de litio de menor capacidad nominal puede entregar la misma energía útil que una de plomo-ácido más grande.
• Alta eficiencia: pierden muy poca energía en los ciclos de carga/descarga.
• Sin mantenimiento: no requieren revisión ni rellenado de agua.
• Carga más rápida: aceptan mayores corrientes de carga, lo que es ideal para aprovechar la energía solar en poco tiempo.
• Tamaño y peso reducidos: ocupan menos espacio y son más fáciles de transportar e instalar.
• Sistemas de Gestión de Baterías (BMS): vienen con electrónica inteligente que las protege de sobrecargas, descargas excesivas y altas temperaturas, maximizando su vida útil y seguridad.

✖ Desventajas:

• Costo inicial más alto: son significativamente más costosas que las baterías de plomo-ácido por KWh nominal. Sin embargo, si consideras su mayor vida útil y profundidad de descarga, el costo por ciclo de vida suele ser más competitivo.
• Son ideales para proyectos donde el costo inicial no es la única preocupación, donde se valora la longevidad, la alta eficiencia, el poco mantenimiento y un tamaño compacto. Son el futuro de los sistemas solares.

Vida útil de las baterías solares

¿Qué afecta la duración?

-Profundidad de descarga (DoD) -Número de ciclos diarios -Condiciones térmicas y mantenimiento

Las baterías son sin duda, el corazón de cualquier sistema solar que necesite almacenar energía. Entender cómo funcionan y cuáles son los tipos existen te dará una base sólida para tomar decisiones informadas. ¡Escríbenos al email jmejia@erco.energy para darte una asesoría!

Elige energía limpia, económica y digital.

Últimamente, he estado reflexionando sobre el tema de los vehículos eléctricos (EV).

Muchos expertos —y otros que no lo son tanto— debaten sobre si realmente los EV pueden eliminar las emisiones del transporte de pasajeros. En esta entrada, me voy a enfocar solo en vehículos livianos.

Como suelo hacer, decidí analizar los números y buscar datos para entender si realmente son una solución sostenible y económicamente viable. Para ello, voy a abordar los argumentos más comunes de los detractores de los vehículos eléctricos y analizarlos en detalle.

1. “No existe suficiente infraestructura de carga”

Lo confieso: antes de tener un carro eléctrico, este era un tema que me preocupaba. ¿Qué pasaría si me quedaba sin batería en la calle y no encontraba dónde cargar? Me parecía un escenario complicado y generaba ansiedad.

Sin embargo, ahora que tengo un EV, mi perspectiva ha cambiado por completo. Nunca he tenido que cargar en una estación pública por obligación. Lo he hecho, pero solo porque aprovecho cargas gratuitas, aunque realmente no lo necesitaría.

Mi EV tiene una autonomía real de 380 km (ya la he medido). En promedio, conduzco entre 15 y 20 km por día, lo que significa que solo necesito cargar una vez a la semana sin ningún inconveniente. Dicho esto, como prefiero que la batería no baje del 80%, suelo cargar cada 2 o 3 días.

Conclusión: Siempre tengo entre 300 y 380 km de autonomía cuando salgo de casa. En la ciudad, es prácticamente imposible quedarme sin batería. Nota: Tengo un cargador en mi apartamento, lo cual es un factor clave. Si no lo tuviera, si necesitaría cargar al menos una vez a la semana en una estación pública.

2. “Los vehículos eléctricos no ayudan a reducir las emisiones de CO₂”

Este es un argumento recurrente, especialmente por el impacto ambiental de la fabricación de las baterías. Es cierto que los EV emiten más CO₂ durante su fabricación en comparación con un vehículo de combustión interna (ICE). De hecho, su huella de carbono inicial es entre 2 y 2.5 veces mayor, principalmente por la batería.

Busqué en Google para encontrar el punto de equilibrio en el que un EV se vuelve más limpio que un ICE. Pero la información que encontré no era del todo confiable. Hay muchos sesgos en ambos lados del debate y mucha desinformación.

Así que decidí hacer los cálculos yo mismo, comparando dos vehículos disponibles en Colombia y usando factores de emisión del sistema eléctrico y de la gasolina. Consideré un uso promedio de 15,000 km al año. Si comparamos un EV con un ICE que recorre 50 km por galón:

• En Colombia, con el mix de generación eléctrica actual, la paridad de emisiones de CO₂ se alcanza en el tercer año. Es decir, después de tres años recorriendo 15,000 km anuales, el EV ya habrá emitido menos CO₂ que el ICE.

• A lo largo de 10 años, un EV genera 2.8 veces menos emisiones que un auto a gasolina.

3. “Son los carros eléctricos muy costosos”

Aquí debo ser imparcial: sí, los EV son más caros y aún no hemos alcanzado la paridad de precios con los vehículos de combustión.

Sin embargo, en Colombia, con los beneficios tributarios y los ahorros en combustible, el retorno de inversión se alcanza en el primer año de operación en algunos modelos.

Ejemplo: comparar comparar un BYD Seagull con un vehículo pequeño similar en el mercado, la inversión adicional en el EV se recupera en solo 1 año.

Conclusión: ¿Son viables los vehículos eléctricos?

Aclaro que me gustan los EV, así que estoy sesgado. Pero objetivamente, son fáciles de manejar, más rápidos, reducen las emisiones de CO₂ y son relativamente sencillos de cargar.

Sí, son más costosos al inicio, pero la inversión se recupera en un periodo de 1 a 4 años, dependiendo del modelo y del uso. Creo que sí pueden ser una solución viable para masificarse en el futuro, pero su adopción no depende únicamente de lo buenos que sean. Hay muchos factores en juego, y sobre eso escribiré en una próxima entrada.

Escrito por: Juan Esteban Hincapié, cofundador de Erco.

La movilidad eléctrica está tomando un papel cada vez más importante en la transición energética de nuestro país. Cada vez son más las personas que optan por vehículos híbridos enchufables (PHEV) o 100% eléctricos (BEV), lo que ha representado para el parque automotor del país un incremento del 53,3% en las ventas de este tipo de vehículos. Sin embargo, la adquisición de estos trae consigo retos técnicos eléctricos que deben ser evaluados previamente para la correcta operación de la carga de vehículos eléctricos en el hogar.

Consideraciones Eléctricas para la Adquisición de Vehículos Híbridos (PHEV) y 100% Eléctricos (BEV)

De acuerdo con los informes anuales de la Asociación Nacional de Movilidad Sostenible (ANDEMOS) en el año 2020 en Colombia se vendieron 1.781 vehículos de esta tecnología, 3.008 en el 2021 y 5.704 en el 2022.

Si dentro de tus planes futuros estás considerando la adquisición de un vehículo PHEV o BEV, debes tener presente que se deben evaluar las condiciones eléctricas del sitio para asegurar una correcta instalación y operación de la carga de tu vehículo. La capacidad del transformador y la capacidad del circuito eléctrico donde va a ser conectado el cargador son aspectos claves para que tu proyecto se lleve a cabo de manera exitosa. Al mismo tiempo, debes evaluar la tecnología del cargador que utilizarás para la carga de tu vehículo, ya que, es fundamental para no afectar la red eléctrica y lograr que tengas una solución que perdure en el tiempo.

Cargadores no gestionables y cargadores inteligentes

Actualmente en el mercado, se encuentran cargadores no gestionables y cargadores inteligentes. La diferencia de mayor importancia entre ellos es, que este último te permite realizar una gestión dinámica de carga de acuerdo con la capacidad disponible en el circuito que está conectado al cargador, mientras que, los cargadores no gestionables te entregan una única potencia máxima de carga sin importar la capacidad del circuito, ocasionando posibles afectaciones a la red eléctrica del lugar y limitando la disponibilidad a nuevos usuarios.

La instalación de cargadores no gestionables es una solución de corto plazo y trae consigo algunas limitantes y restricciones en el uso compartido de la infraestructura eléctrica común de una propiedad horizontal.

Debido al aumento de ventas de vehículos PHEV y BEV, la demanda para la instalación de puntos de carga privada en unidades residenciales ha crecido al mismo ritmo y es en este escenario donde la tecnología de los cargadores toma relevancia.

Conoce nuestros cargadores para vehículos eléctricos eficientes.

Desafíos en la Infraestructura de Carga Residencial

Ahora bien, en los conjuntos residenciales que ya cuentan con algunos puntos de carga privada, es importante evaluar la tecnología de los cargadores instalados, con el fin de tomar acciones para garantizar la disponibilidad y la capacidad eléctrica a futuros residentes que deseen adquirir un vehículo eléctrico, conservando la misma infraestructura eléctrica y evitando tener que realizar altas inversiones para el aumento de la capacidad de la red.

“Desde Erco Energía, contamos con una línea de negocio de Movilidad Eléctrica enfocada en la infraestructura de carga para vehículos híbridos y eléctricos, y ya nos hemos encontrado con unidades residenciales donde técnicamente no es posible realizar una nueva instalación de un cargador por la ocupación del circuito de la propiedad. En estos casos se identificó que la capacidad eléctrica disponible de la unidad está siendo entregada a las primeras personas que solicitan el permiso para instalar su punto de carga privada, puesto que, la mayoría de estas instalaciones cuentan con cargadores no gestionables, la capacidad eléctrica del lugar resulta ser insuficiente y se convierte en un tema sensible entre administradores de unidades residenciales y residentes”, mencionó Carlos Andrés Méndez, gerente de Nuevos Negocios de Erco Energía.

Erco es una empresa con más de 10 años de experiencia entregando energía limpia, económica y digital en Colombia, Panamá y Estados Unidos. Desde su línea de negocio de Movilidad Eléctrica, siendo expertos en el desarrollo de infraestructura y gestión de carga para vehículos, se convierte en el aliado estratégico e ideal en eficiencia energética y en el acompañamiento en la validación de la tecnología de los cargadores para vehículos con soluciones a la medida para tu hogar, conjunto residencial o empresa.