Hibridación SC Batería

¿Alguna vez te has preguntado por qué la batería de tu vehículo eléctrico no rinde igual al acelerar bruscamente o por qué las energías renovables, como la solar o la eólica, necesitan complejos sistemas de respaldo para no desestabilizar la red? ¿O qué consecuencias tiene para maquinarias pesadas en la industria el hecho de afrontar arranques que demandan una cantidad ingente de energía?

Estos son algunos de los grandes retos energéticos de nuestro día a día. Vivimos en un mundo que demanda energía de forma constante, pero también a ráfagas, y necesitamos de sistemas que ofrezcan una gran autonomía pero que al mismo tiempo puedan entregar una potencia inmensa en una fracción de segundo. Hasta ahora, obligábamos a una única tecnología, generalmente las baterías, a cumplir ambas funciones, una carga que a menudo las agota prematuramente. ¿Y si la solución no fuera forzar a un solo componente, sino crear un equipo perfecto?

En este artículo te traemos la respuesta a estos desafíos: la hibridación de baterías con supercondensadores. Olvídate de elegir entre autonomía y potencia. La clave está en combinar lo mejor de ambos mundos.

Imagina un maratoniano y un velocista. La batería es el maratoniano: tiene una resistencia increíble y puede almacenar una gran cantidad de energía para liberarla de forma sostenida durante horas. El supercondensador, por otro lado, es el velocista: no tiene tanta resistencia para largas distancias, pero puede liberar una explosión de energía descomunal de forma casi instantánea.

Batería vs. supercondensador: la resistencia de un maratoniano frente a la potencia explosiva de un velocista.

La hibridación consiste en ponerlos a trabajar juntos. La batería se encarga del suministro de energía constante y de poca exigencia en el tiempo, mientras que el supercondensador gestiona los picos de alta demanda y las absorciones bruscas de energía. Con esto, se consigue no solo optimizar el rendimiento y la eficiencia del sistema, sino también alargar la vida útil de la batería al protegerla de los picos de estrés energético.

Para entender por qué esta combinación es tan eficaz, debemos hablar de dos conceptos clave:

• Densidad de Energía (Wh/kg): Es la cantidad de energía que un dispositivo puede almacenar por unidad de masa. Las baterías de ion-litio son el dispositivo por excelencia aquí, almacenando mucha energía en poco peso.
• Densidad de Potencia (W/kg): Es la velocidad a la que un dispositivo puede entregar esa energía. Aquí es donde los supercondensadores son protagonistas absolutos, siendo capaces de cargarse y descargarse miles de veces más rápido que una batería.

Para visualizar mejor estas diferencias complementarias, la siguiente tabla compara las métricas clave de rendimiento de las baterías de ion-litio y los supercondensadores:

Al hibridar, además de favorecer un envejecimiento tardío de las baterías, estamos creando un sistema con alta densidad de energía y alta densidad de potencia, algo que ninguna de las dos tecnologías puede lograr por sí sola.

Diagrama de Ragone que compara la densidad de energía (Wh/kg) y la densidad de potencia (W/kg) de diferentes tecnologías de almacenamiento: condensadores, supercondensadores, baterías y pilas de combustible

Veamos cómo esta unión entre ambos sistemas es capaz de resolver los problemas que planteamos al comienzo del artículo.

1. Extiende la vida útil de las baterías

Este es el beneficio más directo. Los picos de potencia son el peor enemigo de una batería. Ya sea una fuerte demanda de energía (como el arranque de maquinaria pesada o la conexión simultánea de cientos de hogares en una comunidad energética) o una absorción repentina (como la generada en una frenada regenerativa), estos eventos someten a la batería a un estrés químico y térmico que degrada sus componentes internos y reduce drásticamente su vida útil.

¿Cómo actúa la hibridación? El supercondensador actúa absorbiendo esta demanda. Cuando el sistema necesita un pulso de energía, el supercondensador lo entrega al instante, evitando que la batería sufra. De igual manera, cuando hay un excedente brusco de energía, es el supercondensador quien la absorbe con gran eficiencia para luego transferirla suavemente a la batería. El resultado es una batería que trabaja en condiciones mucho más estables y óptimas, prolongando su vida útil entre 2 y 4 veces.

2. Revolucionando el vehículo eléctrico y la maquinaria pesada

Por ejemplo, en un EV, un autobús, una grúa portuaria o una carretilla elevadora, la hibridación permite:

• Aceleraciones agresivas sin degradar la batería principal.
• Una frenada regenerativa ultraeficiente. Un supercondensador puede capturar hasta el 95% de la energía de la frenada, mientras que una batería no es lo suficientemente rápida para absorberla toda. Esta energía se reutiliza, aumentando la autonomía y la eficiencia general del vehículo.

Reducción del tamaño de la batería. Al no tener que sobredimensionar la batería para soportar los picos, se puede optar por un pack más pequeño y ligero, optimizando costes y peso

3. Estabilización de la red eléctrica y energías renovables

Las energías renovables son intermitentes. Una nube que tapa el sol o una ráfaga de viento que cesa provocan micro-cortes o fluctuaciones en la red, pudiendo desembocar en catastróficos blackouts... En este caso, los bancos de supercondensadores son la solución perfecta. Pueden inyectar o absorber grandes cantidades de potencia en milisegundos para suavizar la curva de generación, garantizando un suministro eléctrico estable y de alta calidad. Son el complemento ideal para los grandes sistemas de almacenamiento en baterías (BESS).

4. Sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI/UPS) de máxima fiabilidad.

En centros de datos, hospitales o industrias críticas, un milisegundo sin energía puede suponer un desastre. Los sistemas SAI tradicionales dependen de baterías que tienen un pequeño retardo. Un sistema híbrido con supercondensadores ofrece una respuesta instantánea, cubriendo ese hueco crítico entre el fallo de la red y la entrada en funcionamiento del sistema de respaldo principal, garantizando una continuidad del servicio sin fisuras.

Como has podido ver, la hibridación de baterías y supercondensadores no es una simple mejora, es un cambio de paradigma en la gestión de la energía. Permite crear sistemas más eficientes, duraderos, potentes y fiables, respondiendo a las demandas más exigentes de la sociedad moderna.

Entendemos este potencial mejor que nadie. Por eso, hemos volcado nuestro esfuerzo en desarrollar supercondensadores de vanguardia, como nuestros modelos de 3000F (LINK), diseñados precisamente para estas aplicaciones de alta demanda y aptos para ser hibridados con baterías para optimizar sistemas energéticos.

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