La capacidad utilizable es siempre menor que la nominal, y tanto la profundidad de descarga como el rendimiento de ciclo la recortan. Introduce el consumo diario en vatios-hora, los días de autonomía necesarios, la tensión del sistema, la profundidad de descarga utilizable y el rendimiento de ciclo para obtener la capacidad en amperios-hora, la energía almacenada, el número de unidades y la profundidad de descarga diaria.
Calculadora
Unidades:
Wh
Energía consumida al día en la carga
días
Días que el parque debe sostener el consumo sin recibir carga
V
Tensión nominal del parque. Más tensión significa menos corriente a igual potencia
%
50 % para el ciclado diario en plomo-ácido, 80–90 % para el LiFePO4
%
Con inversor y regulador de carga. Litio 85–90 %, plomo-ácido más cerca del 80 %
Ah
Capacidad nominal de una batería a la tensión del sistema
Resultado del cálculo
Pulsa Calcular para obtener la capacidad necesaria en amperios-hora, la energía almacenada, el número de unidades del tamaño indicado y la proporción del parque instalado que consume el consumo de un día.
Solución paso a paso
Ayuda de dimensionamiento preliminar. Los resultados siguen las fórmulas publicadas que se citan más abajo y están pensados para estimaciones, estudio y diseño preliminar. El proyecto definitivo debe verificarlo un ingeniero cualificado conforme a la normativa vigente donde se ejecute la obra.
Beneficios principales
✓Aplica la corrección por profundidad de descarga y la de rendimiento de ciclo
✓Convierte el resultado en un número entero de unidades reales
✓Indica la profundidad de descarga diaria, que gobierna la vida en ciclos
✓Avisa cuando la profundidad conviene al litio pero no al plomo-ácido
✓El gráfico de sensibilidad muestra la escalera que crea la granularidad
✓Enlaces compartibles y exportación CSV para el expediente de proyecto
¿Qué es el dimensionado de baterías?
El dimensionado de un parque de baterías parte de la energía que el consumo necesita durante el periodo que el parque debe cubrir sin ayuda, los días de autonomía. Esa energía no puede ser sin más la capacidad nominal del parque, porque descargar una batería del todo la daña y porque se pierde energía al entrar y al salir. Dividir por la fracción utilizable y por el rendimiento de ciclo da la capacidad que realmente hay que instalar.
Profundidad de descarga y vida en ciclos
Toda química de batería intercambia profundidad utilizable por vida. Un plomo-ácido ciclado al 50 % diario dura aproximadamente el triple que uno ciclado al 80 %, y por eso el 50 % es la cifra de proyecto convencional pese a la capacidad adicional que implica. El litio-ferrofosfato tolera el 80 o el 90 % de forma habitual, y esa única diferencia explica que un parque de litio para un servicio dado sea a menudo poco más de la mitad de grande que uno de plomo-ácido.
Por qué la respuesta avanza a escalones
La capacidad se compra en unidades, así que los amperios-hora necesarios se redondean al alza hasta un número entero de ellas. Eso convierte la relación entre parámetros de proyecto y coste en una escalera y no en una pendiente. En el caso por defecto, mejorar la profundidad utilizable del 80 % al 90 % reduce el requisito de 289 Ah a 257 Ah, y no cambia nada, porque ambos redondean a tres unidades de 100 Ah. Mejorar del 75 % al 80 %, un cambio menor, sí elimina una unidad entera.
Fórmula
E_necesaria = (E_diaria × días) / (PdD × η)
Energía que hay que instalar, mayorada por la profundidad utilizable y el rendimiento de ciclo
Fórmulas relacionadas
C_Ah = E_necesaria / V_sistema
n = ⌈C_Ah / C_unidad⌉
Profundidad diaria = (E_diaria / η) / (V × C_instalada)
Definición de variables
Símbolo
Variable
Unidad
Descripción
E_diaria
Consumo diario
Wh
Energía consumida al día en la carga, antes de las pérdidas de rendimiento.
días
Días de autonomía
días
Cuánto debe sostener el parque el consumo sin recibir carga alguna.
V
Tensión del sistema
V
Tensión nominal del parque. 12, 24 o 48 V en la mayoría de las instalaciones.
PdD
Profundidad de descarga
%
Fracción de la capacidad nominal considerada utilizable. 50 % en plomo-ácido, 80–90 % en litio.
η
Rendimiento de ciclo
%
Energía entregada dividida entre la energía suministrada, con las pérdidas del inversor y del regulador.
C
Capacidad
Ah
Capacidad nominal que hay que instalar.
Cómo usar esta calculadora
Mide el consumo diario en vez de sumar potencias nominalesSumar las potencias de los aparatos supone que todos funcionan de continuo a plena carga, lo que exagera bastante el consumo real. Una medida sobre una semana representativa es mucho más fiable, y para una instalación nueva, un desglose con ciclos de uso realistas es lo mejor a lo que se puede aspirar.
Elige la autonomía por la fuente de carga, no por comodidadEn un sistema solar, la autonomía cubre días consecutivos de mala generación. De dos a tres días conviene a la mayoría de los emplazamientos templados; menos si hay grupo electrógeno de apoyo, más si el acceso para mantenimiento es difícil. Cada día añadido suma coste en proporción.
Ajusta la profundidad de descarga a la químicaEl 50 % para el plomo-ácido en ciclado diario, el 80 % para el LiFePO4, y el 90 % solo donde el fabricante lo respalde. Usar un parque de plomo-ácido al 80 % funcionará y le reducirá la vida aproximadamente a un tercio, lo que suele costar más que la capacidad ahorrada.
Incluye las pérdidas del inversor en el rendimientoEl rendimiento de ciclo de la batería sola es del 90 al 95 % en litio, pero en la toma de alterna el inversor y el regulador de carga lo dejan en el 85 o el 90 %. El plomo-ácido ronda el 80 % en la batería y todavía menos en la toma.
Lee la profundidad de descarga diaria además de la capacidadMuestra lo duro que se trabaja el parque instalado cada día, que es lo que gobierna la vida en ciclos. Un parque dimensionado para varios días de autonomía se cicla de forma superficial y dura mucho más que uno dimensionado para un solo día.
Ejemplos resueltos
Ejemplo 1
Una instalación aislada consume 5.000 Wh al día y necesita 2 días de autonomía en un sistema de 48 V. Baterías LiFePO4 al 80 % de profundidad utilizable, 90 % de rendimiento de ciclo, en unidades de 100 Ah.
Solución paso a paso
Energía del periodo de autonomía: 5.000 × 2 = 10.000 Wh
Mayorada por la profundidad utilizable y el rendimiento: 10.000 / (0,80 × 0,90) = 13.889 Wh
Las dos correcciones juntas añaden un 38,9 % al requisito en bruto
Capacidad a 48 V: 13.889 / 48 = 289,4 Ah
Unidades necesarias: 289,4 / 100 = 2,89, redondeado al alza a 3 unidades, o sea 300 Ah instalados
Profundidad de descarga diaria: (5.000/0,90)/48 = 115,7 Ah, es decir el 38,6 % de los 300 Ah instalados
Valoración: ciclar al 38,6 % diario es cómodo para el LiFePO4 y le dará larga vida. Los 2 días de autonomía han comprado de hecho un ciclado superficial además de una reserva.
Ejemplo 2
El mismo servicio con plomo-ácido en lugar de litio, es decir un 50 % de profundidad utilizable en vez del 80 %, que es la comparación que decide la mayoría de los presupuestos en instalación aislada.
Solución paso a paso
Mayorada: 10.000 / (0,50 × 0,90) = 22.222 Wh, frente a los 13.889 Wh del litio
Capacidad a 48 V: 22.222 / 48 = 463,0 Ah
Unidades necesarias: 463,0 / 100 = 4,63, redondeado al alza a 5 unidades, o sea 500 Ah instalados
Cinco unidades frente a tres: el parque de plomo-ácido es un 67 % mayor para un servicio idéntico.
Y eso antes de corregir el rendimiento. El del plomo-ácido está más cerca del 80 % que del 90 %, lo que elevaría el requisito todavía más.
La comparación suele favorecer al litio en coste total incluso cuando su precio por kWh de capacidad nominal es mayor, porque hace falta mucha menos capacidad nominal, y porque la vida en ciclos a la profundidad de proyecto también es más larga.
Hay aquí además un efecto de umbral que merece la pena advertir. Al 80 % de profundidad el requisito es de 289 Ah y al 90 % de 257 Ah, pero ambos redondean a tres unidades. Mejorar del 80 % al 90 % no cambia nada. Mejorar del 75 % al 80 %, un cambio menor, sí elimina una unidad entera, porque 309 Ah cruza el umbral de las tres unidades y 289 Ah no.
Sensibilidad a la profundidad de descarga
La capacidad necesaria baja suavemente al subir la profundidad utilizable, pero el número de unidades baja a escalones, y entre escalón y escalón una mejora de la profundidad no compra nada. Alterna entre las dos series para ver dónde caen los umbrales. El marcador señala tu ajuste actual.
Capacidad necesariafrente aProfundidad de descarga utilizable
Se recalcula en vivo con tus datos. El marcador señala tu valor actual.
Gráfico de líneas de Capacidad necesaria frente a Profundidad de descarga utilizable. Los mismos valores aparecen en la tabla de datos de abajo.
Valores representados arriba, muestreados en el rango de profundidad de descarga utilizable.
Cómo interpretar el resultado
El número de unidades es la respuesta práctica. La profundidad de descarga diaria es la que predice cuánto durará el parque, y un ciclado diario superficial vale más de lo que parece.
Profundidad de descarga diaria: < 20Ciclado diario superficial: larga vida
Cada día se lleva el < 20 % del parque instalado. La vida en ciclos a esta profundidad es varias veces la que tendría al 50 %, así que un parque dimensionado con holgura para la autonomía dura además bastante más. Suele ser la mejor opción económica a lo largo de la vida del parque.
Profundidad de descarga diaria: 20 – 50Ciclado diario moderado
Cada día se lleva el 20 – 50 % del parque instalado, un rango de trabajo razonable para la mayoría de las químicas. Contrástalo con la curva de vida en ciclos del fabricante, ya que la relación entre profundidad y vida es marcadamente no lineal.
Profundidad de descarga diaria: 50 – 80Ciclado diario profundo
Cada día se lleva el 50 – 80 % del parque instalado. El litio lo tolerará; el plomo-ácido perderá buena parte de su vida por ello. Añadir un día de autonomía reduce la profundidad diaria en proporción y puede amortizarse en los reemplazos evitados.
Profundidad de descarga diaria: ≥ 80Ciclado diario muy profundo
Cada día se lleva el ≥ 80 % del parque instalado, con lo que casi no queda reserva para un día de mala carga. Cualquier déficit de generación mete el parque en descarga profunda, que es donde el daño se acumula más deprisa en todas las químicas.
Unidades de batería: ≥ 20Parque grande: revisa la configuración
≥ 20 unidades son un parque considerable. Las ramas largas en paralelo reparten mal la corriente según envejecen las celdas, así que varias ramas cortas a una tensión de sistema más alta suele ser mejor que muchas unidades en paralelo a una tensión baja.
Errores comunes que evitar
Dimensionar sobre la capacidad nominal
Por qué importa:La capacidad nominal supone una descarga completa, que ninguna química tolera como rutina diaria. Usarla directamente deja el parque corto en el inverso de la profundidad utilizable: un factor dos en plomo-ácido al 50 %.
✓Cómo evitarlo:Divide por la profundidad de descarga utilizable, y de nuevo por el rendimiento de ciclo. Juntas, esas correcciones añadieron un 38,9 % en el ejemplo resuelto.
Ciclar el plomo-ácido tan profundo como el litio
Por qué importa:La vida en ciclos cae con fuerza al aumentar la profundidad, y cae mucho más deprisa en el plomo-ácido. Un parque de plomo-ácido ciclado al 80 % diario dura aproximadamente un tercio de lo que duraría al 50 %, así que la capacidad ahorrada se paga varias veces en reemplazos.
✓Cómo evitarlo:Usa el 50 % para el ciclado diario en plomo-ácido y el 80 % para el LiFePO4. La cifra la fija la química, no la aplicación.
Usar el rendimiento de la batería en lugar del rendimiento del sistema
Por qué importa:El litio rinde del 90 al 95 % en bornes, pero el inversor y el regulador de carga dejan la cifra en la toma de alterna en el 85 o el 90 %. Usar solo el dato de la batería subestima el requisito.
✓Cómo evitarlo:Emplea el rendimiento de ciclo medido en la carga, con todas las etapas de conversión incluidas. En plomo-ácido la diferencia es aún mayor.
Ignorar la temperatura
Por qué importa:La capacidad baja con la temperatura: un parque de plomo-ácido a 0 °C entrega alrededor del 80 % de su valor a 25 °C. El litio no debería cargarse por debajo de cero, y muchos sistemas de gestión de baterías directamente lo impiden.
✓Cómo evitarlo:Dimensiona sobre la temperatura de batería más baja prevista, no sobre la del aire ambiente ni sobre el valor a 25 °C de la hoja técnica.
Añadir días de autonomía sin revisar la fuente de carga
Por qué importa:Un parque dimensionado para cinco días de autonomía necesita una fuente de carga capaz de rellenarlo tras un corte de cinco días, además de cubrir el consumo diario. Si no, la reserva se usa una vez y no se repone.
✓Cómo evitarlo:Comprueba que el campo fotovoltaico o el grupo puedan recuperar el parque en un plazo razonable. En solar, eso significa mirar el peor mes y no la media anual.
Optimizar un parámetro que no cruza ningún umbral de unidad
Por qué importa:La capacidad se compra en unidades enteras, así que el requisito es una escalera. Mejorar la profundidad utilizable del 80 % al 90 % en el caso por defecto reduce el requisito calculado pero deja el número de unidades en tres: la mejora la absorbe por completo el redondeo.
✓Cómo evitarlo:Mira el número de unidades y no solo los amperios-hora. Merece la pena probar qué parámetros lo mueven de verdad antes de pagar por ninguno de ellos.
Aplicaciones prácticas
▸Dimensionar parques de baterías para instalaciones solares aisladas
▸Especificar almacenamiento de respaldo para cargas críticas
▸Comparar plomo-ácido y litio para un servicio dado
▸Comprobar si un parque existente cubre un consumo revisado
▸Evaluar el efecto de añadir días de autonomía
▸Estimar el almacenamiento de un sistema solar de autoconsumo
Casos de uso por sector
Solar aislada de red
La autonomía la fija la racha más larga de mala generación realista en el emplazamiento, habitualmente de dos a tres días en clima templado. El parque se dimensiona después sobre el peor mes y no sobre la media anual, ya que es entonces cuando la generación es mínima y la reserva más se necesita.
Telecomunicaciones y respaldo crítico
Los parques de respaldo se ciclan pocas veces pero deben responder cuando se les llama, así que se dimensionan con holgura y se supervisan de continuo. El parámetro que manda es la vida en flotación y no la vida en ciclos, y el control de temperatura importa más que en una aplicación de ciclado.
Autoconsumo residencial
El almacenamiento se dimensiona sobre el consumo de la tarde y no sobre días de autonomía, porque la red sigue disponible. La rentabilidad depende de la diferencia entre el precio de importación y el de vertido, lo que hace el cálculo muy distinto del de una instalación aislada.
Consejos prácticos
💡Divide por la profundidad de descarga y por el rendimiento: ambos aumentan el requisito.
💡El plomo-ácido al 50 % necesita un 67 % más de capacidad que el litio al 80 % para el mismo servicio.
💡La vida en ciclos cae con fuerza con la profundidad diaria, y más deprisa en plomo-ácido.
💡La capacidad se compra en unidades enteras: una mejora solo sirve si cruza un umbral.
💡Dimensiona sobre la temperatura de batería más baja prevista, no sobre la ambiente.
💡Más autonomía significa además un ciclado diario más superficial, lo que alarga la vida por partida doble.
Ventajas y limitaciones
Ventajas
✓Aplica las dos correcciones que separan la energía utilizable de la capacidad nominal
✓Convierte el resultado en un número entero de unidades reales, la respuesta práctica
✓Indica la profundidad de descarga diaria, que predice la vida en ciclos
✓Hace visible el efecto de escalera de la granularidad de las unidades
✓Lo bastante rápida para comparar químicas y autonomías durante el proyecto
Limitaciones
!Supone un consumo diario constante, sin variación estacional
!No tiene en cuenta la temperatura, que reduce la capacidad disponible
!No modela la fuente de carga ni si es capaz de recuperar el parque
!Ignora la pérdida de capacidad a lo largo de la vida, típicamente un 20 % antes del reemplazo
!Supone unidades idénticas que reparten la corriente por igual
!No distingue la vida en flotación de la vida en ciclos para aplicaciones de respaldo
!La relación entre profundidad de descarga y vida en ciclos depende de la química y no se modela
Cómo cambia el parque con la profundidad utilizable
Un consumo diario de 5.000 Wh con 2 días de autonomía en un sistema de 48 V al 90 % de rendimiento, en unidades de 100 Ah. Fíjate en cómo divergen las dos últimas columnas: el requisito calculado baja suavemente, las unidades compradas no.
5.000 Wh/día, 2 días de autonomía, 48 V, 90 % de rendimiento de ciclo, unidades de 100 Ah. Las filas del 60 %, 70 % y 75 % compran las cuatro mismas unidades pese a 77 Ah de diferencia en el requisito calculado, y del 80 % al 90 % hay una mejora de 32 Ah que no compra nada. El escalón del 75 % al 80 % es el único de ese rango que elimina una unidad.
Multiplica el consumo diario por los días de autonomía, divide por la profundidad de descarga utilizable y por el rendimiento de ciclo, y después por la tensión del sistema. Un consumo de 5.000 Wh diarios con 2 días de autonomía al 80 % y 90 % necesita 289 Ah a 48 V.
¿Qué es la profundidad de descarga?
La fracción de la capacidad nominal considerada utilizable. El plomo-ácido se limita por convención al 50 % en ciclado diario y el LiFePO4 al 80 o al 90 %, porque la vida en ciclos cae con fuerza a medida que la profundidad aumenta.
¿Cuántos días de autonomía necesito?
De dos a tres días convienen a la mayoría de las instalaciones solares templadas. Menos si un grupo electrógeno da respaldo, más si el emplazamiento es de difícil acceso o si son frecuentes las rachas de días malos consecutivos. Comprueba además que la fuente de carga pueda recuperar el parque después de esa racha.
¿Por qué el litio sale más barato pese a costar más por kWh?
Porque hace falta mucha menos capacidad nominal. Al 80 % de profundidad utilizable frente al 50 % del plomo-ácido, el parque del ejemplo son tres unidades en vez de cinco: un 67 % menos de capacidad para un servicio idéntico, antes siquiera de considerar la vida en ciclos.
¿Qué rendimiento de ciclo debo usar?
Del 85 al 90 % para un sistema de litio medido en la toma de alterna, y más cerca del 80 % para el plomo-ácido. Las cifras de la batería sola son mayores, pero las pérdidas del inversor y del regulador son reales y pertenecen al cálculo.
¿Afecta la temperatura a la capacidad de la batería?
Considerablemente. Un parque de plomo-ácido a 0 °C entrega alrededor del 80 % de su valor a 25 °C, y el litio en general no debería cargarse por debajo de cero. Dimensiona sobre la temperatura de batería más baja prevista.
¿Por qué mejorar la profundidad de descarga a veces no cambia nada?
Porque la capacidad se compra en unidades enteras. En el ejemplo, el 80 % de profundidad necesita 289 Ah y el 90 % necesita 257 Ah, pero ambos redondean al alza a tres unidades de 100 Ah. El redondeo absorbe la mejora por completo.
¿Conviene una tensión de sistema más alta?
En general sí para todo lo que pase de unos pocos cientos de vatios-hora al día. Más tensión significa menos corriente a igual potencia, lo que permite cables más finos, reduce las pérdidas y evita ramas largas en paralelo que reparten mal la corriente.
¿Cómo afecta la profundidad de descarga diaria a la vida?
Con fuerza y de forma no lineal. Una batería de plomo-ácido ciclada al 50 % diario dura aproximadamente el triple que una ciclada al 80 %. Por eso un parque dimensionado con holgura para la autonomía gana además vida gracias al ciclado más superficial.
¿Debo prever la pérdida de capacidad con los años?
Sí en una instalación de larga vida. Las baterías se consideran normalmente al final de su vida al 80 % de la capacidad original, así que un parque dimensionado exactamente al requisito el primer día se quedará corto antes de ser reemplazado.
Glosario
Profundidad de descarga
La fracción de la capacidad nominal empleada en un ciclo, que gobierna la vida en ciclos.
Días de autonomía
Cuánto debe sostener el parque el consumo sin recibir carga alguna.
Rendimiento de ciclo
Energía entregada a la carga dividida entre la suministrada al parque, con las pérdidas de conversión.
Capacidad nominal
La capacidad asignada de una batería, de la que solo una parte es utilizable en la práctica.
Vida en ciclos
El número de ciclos de carga y descarga antes de que la capacidad caiga al umbral de fin de vida.
LiFePO4
Litio-ferrofosfato, la química más empleada en almacenamiento estacionario.
Vida en flotación
Vida de una batería mantenida a plena carga y poco ciclada, la cifra que manda en los parques de respaldo.
Pérdida de capacidad
La disminución gradual de capacidad a lo largo de la vida, típicamente hasta el 80 % antes del reemplazo.
Estado de carga
La fracción de capacidad utilizable que queda en cada momento.
Sistema de gestión de baterías
Electrónica que protege las celdas frente a la sobrecarga, la descarga excesiva y las temperaturas peligrosas.
Referencias científicas y normativas
IEEE 1013 — Práctica recomendada para el dimensionado de baterías de plomo-ácido en sistemas fotovoltaicos autónomos — Institute of Electrical and Electronics Engineers
CEI 62620 — Celdas y baterías secundarias de litio para aplicaciones industriales — Comisión Electrotécnica Internacional
IEEE 1188 — Práctica recomendada para el mantenimiento, ensayo y sustitución de baterías VRLA — Institute of Electrical and Electronics Engineers
Sandia National Laboratories — Sistemas fotovoltaicos autónomos: manual de prácticas de diseño recomendadas — Sandia National Laboratories
CEI 61427-1 — Celdas y baterías secundarias para almacenamiento de energía renovable — Comisión Electrotécnica Internacional
Conclusión
Dimensionar un parque de baterías son dos divisiones aplicadas al consumo, y ambas agrandan la respuesta: una por la fracción de capacidad que estás dispuesto a usar y otra por la energía que se pierde al convertirla. Juntas añadieron un 38,9 % en el ejemplo resuelto. El parámetro que después domina el coste es la profundidad de descarga, porque depende de la química y no se puede ajustar a voluntad: el plomo-ácido al 50 % necesita un 67 % más de capacidad que el litio al 80 % para un servicio idéntico, y por eso la comparación suele favorecer al litio incluso a mayor precio por kilovatio-hora. Lo último que conviene no perder de vista es que la capacidad real se compra en unidades, así que el requisito es una escalera y no una pendiente. En la tabla de arriba, tres profundidades utilizables distintas compran las mismas cuatro unidades, y la mejora del 80 % al 90 % no compra absolutamente nada. Antes de pagar por un parámetro mejor, comprueba si de verdad cruza un umbral.
Introduce arriba tu consumo diario, tu autonomía y tu química para dimensionar un parque.
