En los sistemas de almacenamiento de energía (BESS) la eficiencia de ida y vuelta (RTE) y el estado de salud (SoH) son indicadores cruciales para la rentabilidad y la durabilidad. Mientras que la RTE mide el rendimiento total de un ciclo de carga y descarga (normalmente entre un 94 y un 98% en los sistemas modernos de Li-Ion), el SoH indica la cantidad de capacidad original que permanece después de años de funcionamiento. Estos KPI determinan directamente la rentabilidad en el trading de energía, la regulación de la frecuencia o la almacenamiento de energía solar – además de otros como el estado de carga (SoC), el nivel de descarga (DoD) y la tasa de descarga automática (Self-Discharge Rate).
¿Qué es la eficiencia de ida y vuelta (RTE)?
La Eficiencia de Ida y Vuelta (RTE) describe la eficiencia general de un sistema de almacenamiento de energía durante un ciclo completo de carga y descarga. Específicamente, la RTE es la relación entre la energía entregada (al descargar) y la energía suministrada (al cargar), expresada en porcentaje.
Fórmula: RTE = Salida de energía ÷ Entrada de energía X 100
Ejemplo práctico: Con un MWh de energía de carga, un sistema con un rendimiento del 95 % devuelve 950 kWh tras deducir las pérdidas (por ejemplo, de conversión o calor); los 50 kWh restantes se pierden. Los sistemas modernos con celdas LFP e inversores de SiC suelen alcanzar a menudo un rendimiento superior al 97 %.
El valor de la RTE se ve influenciado por factores como el modelo de la batería, la temperatura, la velocidad de carga/descarga (tasa C) y el número de ciclos. La resistencia interna, los efectos voltamétricos, las reacciones electroquímicas y la pérdida de material en los electrodos provocan pérdidas de energía que aumentan con el uso. Los factores de influencia más importantes para la eficiencia de ciclo completo son:
- Química de baterías: Al seleccionar la química de la celda, se debe prestar atención a la eficiencia.
- Tasa C: Diferentes tipos de células tienen diferentes tasas de carga y descarga
- Temperatura: El calor o el frío extremos reducen la eficiencia química entre un 5 % y un 10 %
- Aire acondicionado: La refrigeración y la calefacción del BESS pueden empeorar el RTE en 2-19%
- Inversor: En la conversión de CC a CA pueden producirse pérdidas de entre 4 y 7%
- Envejecimiento/SoH y DoD: Degradación de 2% al año; las descargas profundas (>80 % de profundidad de descarga) aumentan las pérdidas
- Diseño de sistemas: Un mal equilibrio o un elevado consumo de los sistemas informáticos reducen el RTE entre un 5 % y un 15 %
¿Qué es el Estado de Salud (SoH)?
El State of Health (SoH) describe el estado de salud de una batería en comparación con su estado inicial y suele expresarse en porcentajes. En concreto, se refiere a las capacidades del BESS para cumplir sus funciones y prestaciones inicialmente establecidas. Esto significa que el SoH indica cuánta de la capacidad, la potencia o la densidad de energía originalmente disponibles queda disponible después de un cierto período de funcionamiento.
Por lo general, la eficiencia de la batería se calcula a partir de criterios como la capacidad restante (por ejemplo, 90% en lugar de originalmente 100%), el aumento del rechazo interno y los cambios en el comportamiento de tensión o en la RTE. En la práctica, un rendimiento de la batería del 80% significa que el sistema solo suministra 80% de la capacidad de almacenamiento original, aunque se debe utilizar la misma energía de carga – esto tiene un efecto directo en los ingresos y las estrategias de operación.
Durante el funcionamiento, el SoH disminuye de forma continua debido a mecanismos de envejecimiento como la degradación electroquímica, el crecimiento de la capa SEI (acumulación de depósitos en la ánodo), la pérdida de material activo de la electrodo, las tensiones mecánicas y el estrés térmico. Entre los factores de influencia se incluyen el número de ciclos, el Depth of Discharge (DoD), la C-Rate, el State of Charge medio (SoC) y la ventana térmica.
Otras métricas importantes para BESS
Además de la eficiencia de ida y vuelta (RTE) y el estado de salud (SoH), los siguientes KPI son esenciales para operar, monitorear y optimizar económicamente los sistemas de almacenamiento de energía de baterías (BESS).
Estado de Carga (SoC)
El State of Charge (SoC) indica el nivel de carga actual de una batería como porcentaje (0–100 %) de la capacidad disponible – casi como el “nivel de llenado del tanque”. Se calcula mediante algoritmos (por ejemplo, cálculo de Coulomb, medición de tensión o filtro Kalman) en el Battery Management System (BMS). Una operación óptima se encuentra en un % SoC entre 20 y 80, para minimizar la degradación; valores extremos (0 % o 100 %) acortan la vida útil.
Profundidad de Descarga (DoD)
La profundidad de descarga (DoD) describe la profundidad relativa de descarga de un ciclo, por ejemplo, 80 % DoD significa una descarga de 100 % a 20 % SoC. Una mayor DoD aumenta la energía útil por ciclo, pero aumenta el descenso de la capacidad de almacenamiento (por ejemplo, 90 % DoD suele reducir la cantidad de ciclos en la mitad). Recomendación para BESS de LFP: 80–90 % DoD para un equilibrio entre capacidad y longevidad.
Tasa de Autodescarga (SDR)
La tasa de auto-descarga mide la pérdida de capacidad pasiva en reposo (por ejemplo, 1–3 % por mes en el caso de los Li-Ion, más en el de los Blei-Säure). Se produce debido a reacciones químicas internas y resistencias de conducción. Minimización mediante un SoC de almacenamiento bajo (aproximadamente 30–50%), control de temperatura (<25 °C) y balanceo periódico.
Estadísticas clave de BESS en resumen:
| Indicador clave | Abreviatura | magnitud de medida | Típ. Valores MEJORES | Influencia en el sistema |
| Eficiencia de ida y vuelta | RTÉ | Relación de energía | 94 – 98 % | Eficacia económica |
| Estado de salud | SoH | Restricción de capacidad | > 80 % tras 10 años. | Longevidad |
| Estado de Carga | SoC | Estado de carga | 20 – 80 % óptimo | Seguridad de operación |
| Profundidad de Descarga | Departamento de Defensa | Profundidad de carga | 80 – 90 % | Ciclo de vida |
| Tasa de autodescarga | RSD | Pérdidas de Ruhe | 1 – 2 % / mes | Pérdida en espera |
Avances tecnológicos en RTE y SoH
Los últimos diez años han registrado un importante avance tecnológico en cuanto a rendimiento y estabilidad contra el envejecimiento de los sistemas de almacenamiento de energía. Mientras que en 2016 los sistemas alcanzaban con frecuencia solo alrededor de 75 % a 82 % RTE en todo el sistema, los grandes sistemas actuales suelen situarse en el rango de 88 % a 94 RTE %. Los sistemas premiados actuales incluso superan el rendimiento de 92 % AC y pueden alcanzar valores de RTE cercanos % a 98 en configuraciones optimizadas. Los principales impulsores son los avances en la electrónica de potencia –en particular los semiconductores SiC y GaN – así como conceptos térmicos más eficientes como la refrigeración líquida, que reducen significativamente el consumo propio.
Al mismo tiempo, la estabilidad contra la oxidación y el estado de salud (SoH) se han mejorado considerablemente. Mientras que los depósitos estacionarios antes se diseñaban generalmente para una vida útil de aproximadamente 3.000 a 5.000 ciclos, las generaciones celulares modernas, especialmente los sistemas basados en LFP, alcanzan hoy normalmente entre 10.000 y 15.000 ciclos. Al mismo tiempo, la degradación anual, que antes rondaba los 2 % a 3, se ha reducido a menudo % a menos de % 1,5. Además, los avances en la gestión operativa basada en datos y la análisis apoyado en IA permiten una predicción más precisa del estado y una conducción más suave, lo que además prolonga la vida útil útil.
Comparación: 2016 vs. 2026
| Característica | Puesto 2016 | Puesto 2026 | Tendencia |
| Típico RTE | ~80 % | 90 – 94 % | Pérdidas considerablemente menores |
| Vida útil | 3.000 – 5.000 ciclos | 12.000 ciclos | Más que duplicado |
| Deterioro p.a. | ~2 – 3 % | < 1,5 % | Estabilizar Rendimiento |
| Sistema de refrigeración | enfriamiento por aire | Refrigeración líquida | Operación más eficiente |
Tendencia de la RTE en los últimos años
| Año | Área típica | Observación |
| 2022 | 87 – 94 % | Sistemas de baterías de iones de litio con pérdidas de conversión |
| 2024 | 90 – 95 % | Mejora mediante inversores LFP y GaN |
| 2025/2026 | 94–98 % + | Sistemas de gama alta con SiC |
En conjunto, se observa una tendencia clara: los aumentos en la eficiencia y la reducción de la velocidad de envejecimiento se desarrollan de forma paralela y se refuerzan mutuamente en términos económicos. Con esto, los modernos sistemas de almacenamiento de energía de batería no solo proporcionan más energía utilizable por ciclo, sino que también mantienen dicho nivel de rendimiento de forma mucho más estable.
Pruebas de rendimiento, calibraciones y consejos de optimización
Para determinar con precisión la eficiencia de viaje completo (RTE) y el estado de salud (SoH), así como otros indicadores clave como SoC, DoD y SDR, y optimizarlos a largo plazo, son imprescindibles los ensayos de rendimiento y calibraciones regulares. Estas medidas garantizan datos de medición confiables, minimizan las desviaciones y maximizan la rentabilidad de los BESS.
Pruebas de rendimiento para BESS
Las pruebas de rendimiento incluyen mediciones cíclicas estandarizadas (por ejemplo, según los protocolos IEC 62619 o NREL ATB), en las que un BESS se carga y descarga bajo condiciones definidas (tasa C constante, ventana de SoC, temperatura). El objetivo es determinar el RTE a nivel de CA y CC y validar el SoH mediante una comparación de capacidad. En la práctica, las aplicaciones de red deben realizarse al menos mensualmente y las de arbitraje trimestralmente. Si las desviaciones son mayores al dos por ciento, el BESS debe ser mantenido.
Calibración del BESS
La calibración se realiza mediante varios procedimientos específicos. Para el Estado de Carga (SoC), se recomienda un ciclo regular de carga completa-descarga completa cada 3-6 meses para restablecer el llamado contador de Coulombs en el BMS y optimizar los algoritmos y filtros. El Estado de Salud (SoH) se calibra mediante mediciones de resistencia interna, pruebas de capacidad y espectroscopia de impedancia electroquímica, siempre en comparación con el valor nuevo. En el RTE, los contadores de energía bidireccionales implementan pruebas de referencia estacionales.
Medidas de optimización para mejorar los valores de RTE y SoH
La eficiencia de ida y vuelta (RTE) en los sistemas BESS se puede optimizar mediante medidas específicas en hardware, software y operación, con aumentos típicos de 2 a 5 puntos porcentuales. Al mismo tiempo, estos enfoques mejoran el estado de salud (SoH) y prolongan la vida útil, lo que aumenta la rentabilidad.
En el lado de la hardware, vale la pena priorizar una química de batería de alta calidad como las células LFP (95 % + DC-RTE), ya que su bajo coeficiente de resistencia interna reduce las pérdidas químicas y estabiliza el SOH. Los convertidores de frecuencia avanzados con semiconductores SiC/GaN y topologías de múltiples etapas pueden % aumentar la eficiencia de conversión hasta 98–99%, mientras que una gestión térmica eficiente mediante refrigeración líquida reduce el consumo de AUX hasta menos de 0,1 % pérdidas en vacío y protege la química de la batería.
En el ámbito de la programación y el funcionamiento, un EMS/BMS avanzado con inteligencia artificial garantiza una adaptación dinámica de las tasas de C, ventanas de SoC (por ejemplo, 20–80 en % lugar de 0–100%) y DoD (<90 %), lo que evita pérdidas puntuales y reduce la degradación. Las optimizaciones preventivas con proyecciones de carga permiten ciclos con control óptimo de la temperatura (20–25 °C) y tasas de C (<0,5 °C). Esta configuración resulta ideal para arbitraje en el trading de energía y pico-shaving.
Además, los equilibrios de celdas semanales (diferencia de tensión <5 mV), las actualizaciones de firmware y las auditorías térmicas garantizan una detección precoz de la degradación. En la práctica, los BESS optimizados pueden alcanzar así un valor RTE superior al 97 % y un valor SoH superior al 90 % incluso tras cinco años de funcionamiento. Mediante la supervisión de los indicadores clave y el cumplimiento de los intervalos de mantenimiento, el coste nivelado de almacenamiento (LCOS) se reduce entre un 10 % y un 15 %.
Conclusión: Indicadores clave de rendimiento y rentabilidad
El RTE y el SoH son indicadores de rendimiento clave de los BESS modernos y determinan de manera significativa la eficiencia, la vida útil y la rentabilidad. Los avances tecnológicos en la química de las celdas, la electrónica de potencia y la gestión operativa han llevado a que los sistemas actuales logren eficiencias mucho mayores y se degraden más lentamente que las generaciones anteriores.
Fundamental para la operación económica es la interacción entre hardware de alta calidad, diseño de sistema optimizado y control inteligente. Si estos factores se consideran de manera consistente, se pueden lograr valores de eficiencia muy altos y estados de batería estables de forma duradera, con un impacto directo en la estructura de costos, el rendimiento de la planta y el retorno de la inversión a largo plazo.