Baterías para Energía Solar Fotovoltaica
Las baterías acumulan exceso de energía creado por la instalación fotovoltaica y la almacenan para ser utilizada en la noche o cuando no hay otra entrada de energía. Las baterías se pueden descargar rápidamente y producir más corriente de la que la fuente de carga puede producir por sí misma, por lo que las bombas o motores pueden funcionar de manera intermitente.
La capacidad de la batería se mide en amperes-hora: 1 amp entregado durante 1 hora hora = 1-amp
La capacidad de la batería aparece en amperes a una tensión dada, por ejemplo, 220 amperes-horas a 6 volts. Los fabricantes generalmente califican las baterías de almacenamiento a un ritmo de 20 horas:
Batería de 220 amperes-hora entregará 11 amperes durante 20 horas
Esta calificación está concebida solamente como un medio para comparar diferentes tipos de pilas al mismo nivel y no debe ser tomado como una garantía de ejecución. Las pilas son dispositivos electroquímicos sensibles al clima, la carga / descarga del ciclo, la temperatura y la edad. El rendimiento de la batería depende del clima, ubicación y patrones de uso. Por cada 1,0 amperes-hora que gasta la batería, tendrá que bombear aproximadamente 1,25 amperes-hora de nuevo para regresar a la batería el mismo estado de carga. Esta cifra también varía con la temperatura, el tipo de batería y la edad.
Tipos de baterías
Los diferentes productos químicos se pueden combinar para fabricar baterías. Algunas combinaciones son de bajo costo pero de baja potencia también, otros pueden almacenar gran energía a precios enormes. Las baterías de plomo-ácido ofrecen el mejor equilibrio de la capacidad por dólar y es una batería común utilizada en los sistemas de energía independientes.
Las baterías de plomo – ¿Cómo Funcionan?
La célula de la batería de plomo-ácido se compone de placas de plomo positivas y negativas de diferente composición en suspensión en una solución de ácido sulfúrico llamado electrolito. Cuando las células se descargan, las moléculas de azufre de los electrolitos se unen con las placas de plomo y liberan electrones. Cuando la célula se recarga, el exceso de electrones vuelve al electrolito. Una batería desarrolla voltaje de esta reacción química. La electricidad es el flujo de electrones.
En una típica batería de plomo-ácido, el voltaje es de aproximadamente 2 volts por celda, independientemente del tamaño de la celda. La electricidad fluye desde la batería tan pronto como hay un circuito entre los terminales positivo y negativo. Esto ocurre cuando cualquier carga (aparato) que necesita electricidad está conectada a la batería.
El buen cuidado y precaución se debentener en todo momento al manipular una batería. El uso inadecuado de la batería puede causar una explosión. Lea toda la documentación que se incluye con su batería.
Potencia, volts, amperes, etc.
La mayoría de los aparatos eléctricos se han valorado en watts, una medida del consumo de energía por unidad de tiempo. Un watt entregado durante una hora es igual a un watt-hora. El wattaje es el producto de la corriente (amperes) multiplicado por el voltaje.
¿De qué tamaño debe ser una batería para una instalación fotovoltaica?
Idealmente, un banco de baterías debe ser dimensionado para poder almacenar la energía durante 5 días de autonomía en días nublados. Si el banco no está bien dimensionado las baterías tendrán una vida más corta. El tamaño del sistema, necesidades y expectativas individuales determinarán el mejor tamaño de la batería para el sistema.
Por lo cual es muy importante dimensionar correctamente el sistema fotovoltaicos para tener el mejor rendimiento de las baterías y los mayores beneficios de la inversión.
Ciclos de la batería
Las baterías se clasifican en función de sus “ciclos”. Las baterías pueden tener ciclos de poca profundidad entre 10% a 15% de la capacidad total de la batería, o ciclos profundos del 50% hasta el 80%. Las baterías de ciclo superficial, como aquellas para el arranque de un coche, están diseñadas para proporcionar varios cientos de amperes durante unos pocos segundos, entonces el alternador toma el control y la batería se recarga rápidamente. Las baterías de ciclo profundo por otro lado, ofrecen algunos amperes durante cientos de horas entre cargas. Estos dos tipos de baterías están diseñadas para diferentes aplicaciones y no deben intercambiarse. Las baterías de ciclo profundo son capaces de funcionar por muchos ciclos profundos repetidos y son las más adecuados para los sistemas de energía solar fotovoltaica.
Tipos de Baterías de Plomo Ácido
Baterías de arranque – Las baterías automotrices de ciclos superficiales no son adecuadas para sistemas fotovoltaicos.
RV o Baterías Marinas de ciclo profundo – Son baterías de 12 volts normalmente de 80 y 160 amperes hora. Son un punto medio entre las baterías de ciclo superficial y las verdaderas vbaterías de ciclo profundo. La esperanza de vida es de 2 a 3 años.
Baterías de plomo-calcio –Ocasionalmente estas baterías de ciclo superficial son recicladas de las compañías telefónicas, se utilizan en sistemas de energía remota. Son muy pesadas y tienen un ciclo limitado al 15% – 20%, no se recomiendan estas baterías.
Baterías selladas – Estas son las baterías herméticas que pueden operar en cualquier posición sin fugas de ácido. Debido a la construcción de las mismas, no se puede comprobar las condiciones celulares con un hidrómetro. La ventilación puede prevenir la acumulación de presión en caso de formación de gases. Se recomienda sólo para situaciones donde la gasificación de hidrógeno durante la carga no se puede tolerar, o la batería va a ser movida mucho, o para estar en espacios reducidos. Requiere controles de carga de bajo voltaje. La mayoría de las baterías AGM (estera de vidrio absorbente) tienen una esperanza de vida de 2-5 años y 5-10 años para baterías de gel de mayor calidad. La mayoría de las baterías selladas son AGM.
Las verdaderas baterías de ciclo profundo – Las baterías de ciclo profundo verdaderas están diseñadas específicamente para el almacenamiento de energía y servicio de ciclo profundo. Éstas tienden a tener placas más grandes y más gruesas. Son ideales para sistemas de energía renovable, las baterías de ciclo profundo soportan tener una mayor parte de su capacidad utilizada antes de recargarla y sobrevivir cientos e incluso miles de ciclos al 80%. Se recomienda utilizar el 50% como máximo de la descarga normal y dejar 30% para las emergencias. No utilice el 20% restante, a menor profundidad del ciclo se reduce el tiempo de vida de la batería. Estas baterías se encuentran en diferentes tamaños y capacidades.
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