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Entender la capacidad que utilizas
Por eso, profundidad de descarga (DoD) y estado de carga (SoC) son conceptos complementarios: uno indica lo que ya se ha utilizado y el otro lo que queda disponible. Una batería con un 30 % de SoC tendrá, de forma simplificada, un 70 % de DoD.
Entender este dato permite saber cuánta energía puedes extraer de una batería, pero también interpretar correctamente su capacidad útil y los límites establecidos por el fabricante. No existe una profundidad de descarga máxima válida para todas las baterías: cambia según la química, el modelo, la aplicación, la temperatura y la estrategia de gestión del sistema.
Qué significa la profundidad de descarga o DoD
La profundidad de descarga mide la parte de la capacidad de una batería que se ha consumido durante la descarga.
La escala resulta sencilla de interpretar:
La relación anterior es conceptual. En una batería real, el porcentaje que muestra un BMS, un inversor o un monitor es una estimación del estado de carga, no una medición perfecta e independiente de las condiciones de uso.
Además, que un dispositivo muestre un 0 % no implica necesariamente que las celdas hayan llegado a su límite electroquímico absoluto. Los sistemas de gestión pueden establecer límites de funcionamiento precisamente para evitar condiciones perjudiciales.
| Profundidad de descarga (DoD) | Estado de carga aproximado (SoC) | Situación |
|---|---|---|
| 0 % | 100 % | Batería cargada |
| 20 % | 80 % | Se ha utilizado una quinta parte |
| 50 % | 50 % | Se ha utilizado la mitad |
| 80 % | 20 % | Queda aproximadamente una quinta parte |
| 100 % | 0 % | Se ha alcanzado el final de la capacidad tomada como referencia |
Diferencia entre DoD y SoC
El SoC (State of Charge) indica cuánta carga queda en la batería. El DoD (Depth of Discharge) expresa cuánto se ha descargado.
Cuando ambos porcentajes utilizan la misma capacidad de referencia, puede emplearse esta relación:
DoD (%) ≈ 100 − SoC (%)
Por ejemplo, si el sistema muestra un SoC del 35 %:
DoD ≈ 100 − 35 = 65 %
La batería habría utilizado aproximadamente el 65 % de su capacidad de referencia.
La diferencia importa porque las fichas técnicas pueden utilizar uno u otro parámetro. Un fabricante puede indicar una profundidad de descarga máxima del 80 %, mientras que otro sistema podría expresar una condición equivalente mediante un SoC mínimo del 20 %.
Cómo calcular la profundidad de descarga de una batería
Si conoces la capacidad inicial tomada como referencia y la cantidad que has extraído, la fórmula básica es:
DoD (%) = capacidad descargada / capacidad de referencia × 100
Ejemplo con una batería de 100 Ah
Imagina una batería cuya capacidad de referencia es de 100 Ah. Si has extraído 40 Ah:
DoD = 40 Ah / 100 Ah × 100 = 40 %
La profundidad de descarga es del 40 % y, simplificando, quedaría un estado de carga cercano al 60 %.
Si hubieras extraído 80 Ah:
DoD = 80 Ah / 100 Ah × 100 = 80 %
Esto no significa automáticamente que sea recomendable extraer esos 80 Ah. Para saberlo debes comprobar los límites especificados para esa batería concreta.
Cálculo con kWh
El mismo principio puede aplicarse a la energía:
Si tomamos como referencia una batería de 10 kWh y se han utilizado 6 kWh:
DoD = 6 kWh / 10 kWh × 100 = 60 %
La precaución está en utilizar magnitudes comparables. No deberías dividir, por ejemplo, la energía medida a la salida de un inversor en corriente alterna entre una capacidad nominal medida en corriente continua y asumir que el resultado representa exactamente la DoD: entre ambos puntos existen pérdidas y otros factores del sistema.
Capacidad nominal y capacidad útil no son lo mismo
Una de las confusiones más frecuentes consiste en asumir que toda la capacidad que aparece en la ficha de una batería está necesariamente disponible para el usuario.
La capacidad nominal describe la capacidad de la batería bajo unas condiciones determinadas por el fabricante. La capacidad útil o energía utilizable indica la parte que el sistema permite aprovechar dentro de sus límites de funcionamiento.
Por tanto, una batería puede tener una capacidad nominal determinada y ofrecer una capacidad útil menor sin que exista ningún defecto. El fabricante puede reservar parte de la capacidad para proteger las celdas o cumplir sus objetivos de funcionamiento y vida útil.
También conviene comprobar bajo qué condiciones se ha medido la capacidad. La temperatura, la intensidad de descarga y el envejecimiento pueden influir en la capacidad disponible. En su documentación de baterías Lithium NG, por ejemplo, Victron especifica la capacidad nominal a 25 °C y bajo unas determinadas condiciones de corriente.
Por qué importa la profundidad de descarga
La DoD determina cuánta capacidad aprovechas en cada ciclo, pero también interviene en el desgaste que sufre la batería.
En términos generales, una descarga más profunda permite obtener más energía antes de recargar, mientras que descargas menos profundas pueden favorecer una mayor vida en ciclos. La relación exacta no es idéntica para todas las baterías.
Un ejemplo ayuda a entenderlo. Para su gama Lithium NG, Victron especifica una vida en ciclos —hasta conservar al menos el 80 % de la capacidad nominal bajo sus condiciones de ensayo— de 2.500 ciclos al 80 % de DoD, 3.000 ciclos al 70 % y 5.000 ciclos al 50 %. Esos datos pertenecen a esos modelos y no deben extrapolarse automáticamente a cualquier batería de litio.
El mismo principio aparece en baterías de plomo-ácido. Rolls explica en su manual que aumentar la profundidad de descarga reduce la vida en ciclos y que una descarga menor permite realizar más ciclos.
Pero la DoD no actúa sola. La degradación también depende, entre otros factores, de:
Por eso, una afirmación como «al 50 % dura el doble» no puede aplicarse de forma universal.
- la química y construcción de las celdas;
- la temperatura;
- las corrientes de carga y descarga;
- el tiempo que la batería pasa en determinados estados de carga;
- la calidad y configuración del sistema de gestión;
- el número y características de los ciclos;
- el envejecimiento natural de la batería.
Profundidad de descarga máxima: no existe un porcentaje universal
La profundidad de descarga máxima es uno de los datos que más fácilmente se simplifican en exceso.
No existe una cifra que sirva para todas las baterías de litio, otra que pueda aplicarse sin excepción a todas las AGM y otra idéntica para todas las baterías de gel.
Hay que distinguir, al menos, cuatro conceptos:
Descarga físicamente posible. Hasta dónde podría continuar descargándose la batería antes de alcanzar sus límites eléctricos o electroquímicos.
Límite establecido por el BMS. El sistema de gestión puede impedir que las celdas alcancen determinadas tensiones, temperaturas o corrientes.
Límite especificado por el fabricante. Es el que debe utilizarse para determinar las condiciones de funcionamiento previstas para el modelo.
Límite elegido para el uso cotidiano. En algunos sistemas puede configurarse una reserva mayor que la estrictamente exigida por la batería para modificar la autonomía disponible o reducir la profundidad habitual de los ciclos.
La distinción es importante: que una batería pueda alcanzar una DoD determinada no significa que utilizarla de esa forma todos los días sea la estrategia prevista por el fabricante.
Profundidad de descarga de una batería de litio
Las baterías de litio modernas, y en particular muchas baterías LiFePO4 o LFP, pueden ofrecer una proporción utilizable elevada de su capacidad. Eso no convierte el 100 % de DoD en una recomendación universal para cualquier batería de litio.
El límite depende del diseño del paquete, las celdas, el BMS y las condiciones especificadas por el fabricante.
La propia documentación de Victron muestra por qué no conviene reducir la cuestión a «el litio puede descargarse al 100 %». Sus baterías Lithium NG proporcionan datos de ciclo diferentes para descargas del 50, 70 y 80 %, y el fabricante especifica además una tensión final de descarga para cada configuración.
Por tanto, si tienes una batería de litio, comprueba la ficha de ese modelo, no una regla general encontrada para la tecnología de litio en conjunto.
Profundidad de descarga en baterías AGM, gel y plomo-ácido
Las baterías AGM y de gel son tecnologías de la familia de las baterías de plomo-ácido. Su construcción es diferente, pero no conviene tratarlas como si no tuvieran relación entre sí.
En estas baterías, la profundidad de descarga tiene una influencia importante sobre la vida en ciclos. Los fabricantes suelen publicar curvas o tablas que relacionan ambas variables.
La conocida «regla del 50 %» de las baterías de plomo resulta útil como referencia en algunos productos y aplicaciones, pero no es una ley técnica que se pueda aplicar a cualquier batería.
Discover Battery, por ejemplo, recomienda en una de sus publicaciones técnicas no superar el 50 % de DoD en determinadas baterías de plomo destinadas a aplicaciones renovables y estacionarias, mientras que establece un límite diferente para aplicaciones de semitracción.
Victron, por su parte, publica para sus baterías AGM y gel datos de vida en ciclos a diferentes profundidades de descarga —entre ellas 30, 50 y 80 %—, lo que permite observar que la respuesta depende del producto y del régimen de uso.
La conclusión práctica no es que todas las AGM deban utilizarse al 50 % ni que todas las baterías de gel admitan un porcentaje concreto. Es consultar la curva de ciclos y la profundidad de descarga recomendada del modelo que tengas instalado.
| Tecnología | Qué debes tener en cuenta |
|---|---|
| Litio / LiFePO4 | Puede ofrecer una capacidad utilizable elevada, pero la DoD admisible y la vida en ciclos dependen del modelo y del BMS |
| Plomo-ácido inundado | Las descargas profundas repetidas suelen penalizar la vida en ciclos; revisa las recomendaciones de uso del fabricante |
| AGM | Es una batería de plomo-ácido sellada; consulta la curva de ciclos frente a DoD del modelo |
| Gel | También pertenece a la familia del plomo-ácido; no asumas un límite únicamente por ser de gel |
¿Qué ocurre con la profundidad de descarga de una batería solar?
Una batería solar, fotovoltaica o estacionaria no es una química de batería. Es una descripción de su aplicación.
Un sistema fotovoltaico puede utilizar baterías LFP, otras químicas de ion-litio, AGM, gel, plomo-ácido inundado u otras tecnologías. Por tanto, no existe una «profundidad de descarga de una batería solar» que pueda expresarse mediante un único porcentaje.
En una instalación fotovoltaica debes considerar conjuntamente:
En sistemas residenciales modernos también es habitual que el fabricante indique directamente la energía utilizable. Esa cifra puede resultar más práctica para dimensionar una instalación que intentar deducirla aplicando a ciegas un porcentaje genérico de DoD.
- las especificaciones de la batería;
- la capacidad nominal y utilizable;
- el BMS, si existe;
- la configuración del inversor o cargador;
- el SoC mínimo configurado;
- la energía que quieres reservar;
- las condiciones de garantía del fabricante.
Cómo saber la profundidad de descarga de una batería
Si quieres saber cuánto puedes descargar una batería concreta, el modelo exacto importa más que la tecnología escrita en la etiqueta.
Empieza localizando su ficha técnica o manual y busca términos como Depth of Discharge, DoD, usable capacity, usable energy, minimum SoC, end-of-discharge voltage o discharge cut-off.
Después comprueba qué significa cada dato en la documentación. No todos los fabricantes utilizan exactamente las mismas convenciones.
Por ejemplo, si una ficha indica:
no deberías asumir automáticamente que existe simplemente un límite de DoD del 80 % sin revisar cómo define el fabricante ambas capacidades. Puede haber reservas, condiciones de ensayo o controles internos que hagan que esa interpretación sea demasiado simplista.
En baterías integradas en un sistema con BMS e inversor, conviene revisar además el SoC mínimo configurado. Un límite establecido en el software puede ser más conservador que el máximo técnicamente permitido por la batería.
- capacidad nominal: 10 kWh;
- energía utilizable: 8 kWh;
¿Se puede calcular la DoD mirando el voltaje?
El voltaje puede aportar información sobre el estado de una batería, pero no constituye un medidor universal y exacto de la profundidad de descarga.
La tensión varía con la corriente que entra o sale de la batería, la temperatura, la química y el tiempo transcurrido desde la carga o descarga.
En baterías de plomo-ácido inundadas, por ejemplo, pueden utilizarse métodos como la densidad específica del electrolito para estimar el estado de carga. Victron señala que la densidad puede seguir razonablemente bien la descarga en este tipo de baterías y también explica las limitaciones de otras formas de estimación.
En baterías de litio, intentar convertir una lectura instantánea de tensión en un porcentaje exacto puede ser todavía más problemático por la forma de su curva de descarga y por la intervención del BMS.
Para conocer el DoD durante el funcionamiento es preferible utilizar el sistema de monitorización previsto por el fabricante o un monitor correctamente configurado, en lugar de inferirlo exclusivamente a partir de una medida puntual de voltaje.
Cómo elegir un límite de descarga para tu batería
La forma más segura de determinar cuánto descargar una batería es seguir un orden sencillo: identifica primero el fabricante y modelo exactos, comprueba después su química y localiza la documentación oficial.
Busca la capacidad nominal, la capacidad utilizable y las especificaciones relativas a DoD, SoC mínimo o tensión final de descarga. Si el fabricante proporciona una tabla de vida en ciclos según la profundidad de descarga, úsala para entender el equilibrio entre energía utilizada en cada ciclo y longevidad.
Por último, comprueba la configuración del BMS, del inversor o del controlador de carga. El límite de descarga de la instalación no debería establecerse únicamente a partir de una cifra genérica como «50 % para plomo» o «100 % para litio».
La profundidad de descarga adecuada es la que respeta las condiciones del modelo concreto y encaja con el uso que necesitas hacer de su capacidad.