Los sistemas de almacenamiento de energía generalmente se caracterizan por su medio de almacenamiento de energía: baterías. Un importante indicador de rendimiento de las baterías es su velocidad o capacidad de carga y descarga, a menudo indicada por un parámetro "*C" en las especificaciones de licitación o parámetros técnicos de la batería, como "0,2C", "0,3C", "1C" o "2C". En los sistemas de almacenamiento de energía comerciales e industriales, "0,5C" es el más común. ¿Por qué 0,5°C es el más frecuente?

1. ¿Qué es "C"?
   "C" significa Coulomb, la unidad de carga eléctrica propuesta por primera vez por el físico francés Charles-Augustin de Coulomb. Define la cantidad de carga eléctrica que pasa a través de la sección transversal de un conductor en un segundo.
   En el contexto de las baterías de almacenamiento de energía, "C" representa la tasa de carga y descarga de la batería, y el tamaño de la corriente de carga y descarga generalmente se expresa utilizando esta tasa.
   Una tasa de carga y descarga de 1C significa que la batería de almacenamiento de energía puede descargar completamente toda su capacidad en una hora; 2C significa que la batería se puede descargar completamente en 0,5 horas.

2. ¿Cómo se calcula o determina "C"?
   "C" (tasa de carga y descarga) es un concepto lógico, a diferencia de conceptos fijos como corriente (A) o voltaje (V). Por ejemplo, un circuito que pasa una corriente de 1A medirá lo mismo independientemente del dispositivo utilizado. Sin embargo, para una batería con una capacidad de carga y descarga de 1C, también depende de la capacidad específica de la batería. Para una batería con una capacidad de 1Ah, su corriente de carga y descarga de 1C es 1A; para una batería con una capacidad de 2Ah, su corriente de carga y descarga de 1C es 2A. Y así sucesivamente.
   Por lo tanto, la tasa de carga y descarga de la batería (C) = corriente de carga y descarga de la batería à · capacidad nominal de la batería. Por ejemplo, para una batería de 1000 mAh, 0,2 C representa 200 mA (0,2 veces la capacidad de 1000 mAh) y 1 C representa 1200 mA (1 vez la capacidad de 1200 mAh). El uso del concepto "C" permite comparar fácilmente las capacidades de carga y descarga de dos baterías con la misma capacidad total en las mismas condiciones. Por ejemplo, si dos baterías tienen una capacidad de 1 Ah, pero la batería 1 puede alcanzar 3 C, lo que significa que puede cargarse y descargarse con una corriente de 3 A, mientras que la batería 2 solo puede alcanzar 0,5 C o 0,5 A, indica directamente que la batería 1 tiene capacidades de carga y descarga instantáneas significativamente mejores (potencia de ráfaga).

3. ¿Por qué es más común 0,5 °C?
   En los parámetros de especificación de la batería de litio, "S" indica conexión en serie (cadena) y "P" indica conexión en paralelo (paralelo). Las baterías (o celdas de batería) aumentan el voltaje a través de la conexión en serie y aumentan la corriente de descarga a través de la conexión en paralelo.
   Entonces, ¿cuál es la tasa de carga y descarga apropiada, C? Es fundamental comprender el impacto de los diferentes valores de C en las baterías. Aunque necesitamos que las baterías presenten fuertes capacidades de carga y descarga instantáneas, los valores C excesivamente altos afectan significativamente la vida útil de la batería. En concreto, hay tres impactos principales:

   • Aumento de la polarización y la resistencia interna: mayores tasas de carga y descarga conducen a un crecimiento más rápido de la polarización interna y la resistencia interna de la batería, lo que resulta en una disminución de la capacidad de almacenamiento.
   • Pérdida de material activo y Li+: Las tasas más altas aceleran la pérdida de material activo y Li+, lo que provoca una disminución de la capacidad de la batería.
   • Consumo de electrolitos: tasas más altas aumentan el consumo de electrolitos, lo que afecta aún más la vida útil de la batería.
     Las baterías de metal de litio suelen utilizar dióxido de manganeso (MnOâ) como material del cátodo, metal de litio o aleación de litio como material del ánodo y soluciones electrolíticas no acuosas especializadas. Los principios básicos de las baterías de iones de litio implican reacciones de carga y descarga. Las tasas de carga y descarga excesivamente altas afectan negativamente la vida útil de la batería, por lo que no deben establecerse demasiado altas. Por el contrario, los valores de C muy bajos, como 0,1 C, 0,2 C y 0,3 C que se observan comúnmente en baterías de plomo-ácido, ofrecen corrientes y velocidades de carga más lentas, lo que proporciona una mejor protección de la batería pero reduce los kWh cargados o descargados en el mismo período de tiempo para uso comercial. y proyectos de almacenamiento de energía industrial que apuntan a capitalizar la reducción de picos y el llenado de valles con precios según el tiempo de uso. Esto reduce los ingresos diarios y prolonga el período de recuperación, por lo que estas tasas tampoco son deseables.
     En general, seleccionar una tasa de carga y descarga de 0,5 °C equilibra las capacidades de carga y descarga de la batería, la protección de la vida útil de la batería y la compatibilidad con los períodos pico y valle. Por ejemplo, para un sistema de gabinete único de 209 kWh o 215 kWh combinado con un sistema de conversión de energía (PCS) de 100 kW, puede cargarse o descargarse completamente en dos horas, alineándose bien con los períodos pico y valle definidos por varias compañías de redes eléctricas. Esto garantiza un uso eficiente de la energía, minimiza la pérdida de tiempo y logra las ganancias esperadas, lo que la convierte en una opción razonable.