Calculadora de banco de baterías: capacidad, Ah y conexión en serie y paralelo

Cómo funciona esta calculadora de banco de baterías

Dimensionar un banco de baterías es encadenar correcciones. Partes de la energía que necesitan tus consumos y acabas con una capacidad nominal bastante mayor, porque una batería no debe vaciarse nunca del todo, rinde menos con frío, pierde algo de energía en forma de calor y se va quedando pequeña con los años. Esta calculadora aplica cada corrección paso a paso (el gráfico de barras muestra cómo crece la necesidad) y luego convierte el resultado en un esquema de conexión real para la batería o la celda que hayas elegido.

1. Energía en la batería: la energía diaria dividida entre el rendimiento del inversor si los consumos son en alterna.
2. Autonomía: multiplicada por los días que el banco debe sostener los consumos sin recargarse.
3. Rendimiento de descarga: dentro de la batería se pierde un pequeño porcentaje (alrededor del 3 % en LFP y del 10 % en plomo-ácido).
4. Profundidad de descarga: solo se puede usar parte de la capacidad: un 80–90 % en LFP y en torno al 50 % en plomo-ácido.
5. Temperatura: la capacidad baja con el frío, aproximadamente un 1 % por cada °C por debajo de 25 °C en plomo-ácido y un 0,4 % en litio.
6. Envejecimiento: un margen de fin de vida (el factor de envejecimiento de IEEE 485) mantiene el banco suficiente cuando ya está desgastado.

El resultado se divide entre la tensión del sistema para obtener los amperios-hora. Después la calculadora coloca en serie las unidades necesarias para alcanzar la tensión del sistema y en paralelo las ramas necesarias para llegar a la capacidad, y comprueba que la corriente admisible del banco soporta tu carga punta.

Las fórmulas

Ejemplo práctico: banco de 48 V para una vivienda aislada

Los valores por defecto piden 5 kWh diarios a la batería a través de un inversor con un rendimiento del 93 %, con 1,5 días de autonomía, baterías LFP usadas hasta el 80 % de DoD, una temperatura mínima de funcionamiento de 10 °C y un punto de diseño del 80 % al final de la vida útil.

La cadena queda así: 5,38 kWh/día en bornes → 8,06 kWh para 1,5 días → 8,31 kWh tras las pérdidas de descarga → 10,4 kWh al 80 % de DoD → 11,1 kWh a 10 °C → 13,8 kWh nominales, es decir, 288 Ah a 48 V. Con baterías LFP de 12,8 V y 100 Ah el esquema es 4S3P: cuatro en serie para 51,2 V y tres ramas en paralelo para 300 Ah. Son doce baterías y 15,36 kWh. Una carga punta de 3 kW consume 63 A, muy por debajo de los 300 A que pueden suministrar las tres ramas, y al final de su vida útil el banco sigue dando 1,7 días de autonomía.

La misma necesidad a 12 V exigiría once baterías en paralelo y 252 A de corriente punta, un argumento claro a favor de los 48 V.

Cómo leer los resultados

• La configuración (p. ej., 4S3P) es el esquema de conexión: unidades en serie por rama × ramas en paralelo.
• El banco instalado suele ser algo mayor que el necesario, porque las baterías se venden en unidades enteras.
• La autonomía real (fin de vida) muestra el margen que queda de verdad tras redondear al alza.
• Corriente punta de descarga y tasa C: las baterías de plomo-ácido trabajan a gusto por debajo de unos 0,2C, y las LFP por debajo de 0,5–1C (comprueba lo que admite el BMS).

Tamaños de banco típicos

Consejos

• Usa baterías idénticas (mismo modelo, capacidad y antigüedad) en un mismo banco; no mezcles nunca químicas distintas.
• Conecta las ramas en paralelo de forma simétrica. Toma el positivo de un extremo y el negativo del otro, o usa pletinas, para que todas las ramas vean la misma resistencia de cable.
• Pon un fusible en cada rama en paralelo, cerca de la batería; si no, un cortocircuito en una rama puede alimentarse de todas las demás.
• Sube la tensión del sistema antes de añadir ramas. Menos ramas en paralelo significa menos fusibles, mejor equilibrio y cables más finos (consulta la calculadora de sección de cable).
• Comprueba la autonomía con las cargas reales en la calculadora de autonomía de baterías, y la parte de carga en la calculadora solar aislada.

Limitaciones

La calculadora trata la energía diaria como una media; si lo que domina son cargas muy altas y breves, revisa por separado la potencia que admite la batería y las pérdidas de Peukert. Los factores de temperatura son aproximaciones lineales sencillas, y no se modelan los límites de carga del litio por debajo de 0 °C. Los ajustes del sistema de gestión de la batería, el equilibrado de celdas y los límites de conexión en paralelo de cada fabricante siempre prevalecen sobre estas reglas generales.

Método e hipótesis

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