Baterias
Baterías solares fotovoltaicas para instalación de placas y paneles solares.
Las baterías para energía solar fotovoltaica o para placas y paneles solares
disponen de un sistema de almacenaje de energía creada mediante procedimientos electroquímicos que son capaces de producir energía eléctrica. En las baterías fotovoltaicas este ciclo puede repetirse por un determinado número de veces, por ejemplo, las de ciclo profundo lo pueden repetir muchas veces.
Una batería solar
no puede funcionar sin que se le haya suministrado electricidad de forma previa mediante el denominado 'proceso de carga'.
El principio de funcionamiento las baterías energía solar fotovoltaicas
se basa en el proceso químico de reducción-oxidación (redox), en el cual uno de los componentes se oxida (pierde electrones) y el otro se reduce (gana electrones). Los parámetros de una batería solar son el voltaje, la corriente, la capacidad de carga, la capacidad eléctrica, la energía, la resistencia, la masa, el rendimiento, la constante de carga/descarga y el efecto memoria.
Las baterías solares, entre las que se encuentran las batería para energía solar fotovoltaica, experimentan un proceso químico que libera y genera energía por lo que su uso reduce la vida útil de la batería
Tipos de Baterías
Existen diferentes tipos de batería. En cuanto a voltaje, tenemos baterías de 6V, baterías de 12V, baterías de 24V, baterías de 48V. Y en cuanto a la tecnología disponemos de: baterías de Plomo Ácido, baterías de AGM, baterías de GEL, baterías Monoblock, Acumuladores OpzS o baterías de OpzS. Además existen reguladores de baterías, para que su trabajo sea controlado en todo momento. En función de cada tipo de batería su uso debería ser uno u otro, y tiene sus ventajas y sus inconvenientes.
Atendiendo a estas características tendremos:
- Baterías GEL.
- Baterías AGM.
- Batería de litio.
-Baterías Estacionarias OPzS
- Baterías Estacionarias OpzV
- Baterías Estacionarias TOPzS
Para seleccionar correctamente una batería se debe elegir el tipo de placa (que puede ser plana o tubular) y la construcción o su tecnología interna (que puede ser electrólito líquido o inmovilizado), así como dimensionar la batería, es decir, determinar tanto el número de celdas como la capacidad de las mismas.
Para elegir correctamente la batería se debe tener en cuenta:
- La aplicación para determinar si se requiere una batería monoblock, una batería de plomo ácido abierto o es preferible una batería estacionarias.
- La Ubicación física para saber si se podrá o no realizar mantenimiento periódico, por lo que se debera elegir entre baterías de plomo ácido abierto, baterías GEL, baterías AGM, batería de litio o baterías estacionarias.
- Las condiciones ambientales, para determinar la temperatura y ventilación disponible, teniendo en cuenta que las batería monoblock no emiten gases ni requieren de mantenimiento, donde se engloban las: baterías GEL, baterías AGM, batería de litio y las Baterías Estacionarias OpzV.
- Las características físicas de la batería, para saber si se dispone del espacio con los requisitos necesarios para que la batería pueda ser instalada sin problemas y su funcionamiento sea acorde con los establecido por el fabricante.
- La recarga, es decir, que las condiciones de la recarga de la batería sean óptimas.
La selección del dimensionamiento correcto de la batería junto con la correcta selección del dimensionamiento es esencial para la correcta selección de la batería, siendo los siguientes parámetros fundamentales para ello:
- Tensión nominal y límites de tensión compatibles con el equipo o sistema de alimentación.
- Corriente o potencia de descarga.
- Duración de la corriente o potencia de descarga.
- Temperatura promedio de donde se va a instalar la batería.
- Régimen de descarga, o velocidad en la que la batería se descarga.
- Temperatura donde la batería es instalada, que suele ser de 20ºC.
- Tensión final.
Un ciclo de una batería es la sucesión de una descarga seguida de su posterior recarga hasta recuperar completamente la energía extraída.
La profundidad de descarga de una batería es la relación entre la capacidad descargada y la capacidad nominal de la batería. Cuanto mayor sea la profundidad de la descarga, menor será la cantidad de ciclos que la batería nos podrá entregar.
Las altas temperaturas aceleran la corrosión de las rejillas de las baterías y la degradación de los materiales activos mientras su rendimiento aumenta significativamente.
Cuando las baterías experimentan bajas temperaturas, la capacidad de entregar corriente disminuye pero la vida útil de las baterías aumentan. Esto se debe a que todos los procesos de corrosión interna se hacen más lentos.
Aproximadamente por cada 10ºC de aumento de la temperatura ambiente por encima de la de referencia, la vida útil se reduce a la mitad. Es decir, una batería de cinco años de duración a 25ºC, solo durará 30 meses si la temperatura en el ambiente es de 35ºC.
La vida útil de una batería o acumulador solar es el tiempo de funcionamiento que el fabricante pronostica si se mantienen las condiciones especificadas. En algunos casos, el tiempo ha sido extrapolado a partir de los datos obtenidos en un ensayo denominado de “vida acelerada”, en el que la batería se ensaya a una temperatura elevada (por ejemplo, 70ºC) hasta llegar al 80% de su capacidad. El tiempo obtenido (por ejemplo, 6 meses) se convierte luego a las condiciones de operación nominales de 20ºC (en Europa) o 25ºC (en USA).
Para garantizar la seguridad durante el funcionamiento de la batería se debe tener en cuenta las normas que el fabricante recomienda en función de su tecnología interna, por ejemplo, las baterías GEL o las baterías AGM no requieren de mantenimiento y pueden ser instaladas en un lugar sin ventilación, esto significa, mientras que las Baterías Estacionarias OpzS o las baterías de plomo ácido abierto requieren que periódicamente se comprueben los niveles de ácido de su interior y deben ser rellenadas en caso de ser necesario, además, deben instalarse en un lugar con ventilación porque pueden emitir gases durante su funcionamiento.
Habitualmente la recarga de una batería industrial se realiza a un 10% de la capacidad nominal, pues se recomienda hacerlo a menos del 5% y no a más del 20%.
Las baterías se deben descargar en tiempos entre 3 y 20 horas, y al valor de 1,75 VPC.
Para las baterías de 12V es a 10,5V, pero se debe consultar el manual del producto porque puede que sea un valor menor (por ejemplo 1,67VPC) si la descarga es en 15 minutos, o de 1,9V si la descarga es en 100h.
Las baterías o baterías placas solares fotovoltaicas deben instalarse en una superficie plana donde no se exponga a altas temperaturas ni a la radiación directa del sol, pues durante su funcionamiento la temperatura de la batería aumenta significativamente y puede repercutir seriamente en la misma.
Para optimizar la vida útil de las baterías placas solares se recomienda que la batería siempre esté por encima del 70% de carga.