Energías renovables

Cómo seleccionar una batería en una instalación solar fotovoltaica

8 octubre, 2014

Las instalaciones aisladas de energía solar fotovoltaica tienen como objetivos cubrir la demandad de electricidad de una vivienda, aprovechando la radiación solar. Dadas las características del recurso, es necesaria la acumulación de la energía para satisfacer dichas necesidades en cualquier momento.

Como hemos indicado en la introducción, la acumulación va ser un factor muy importante para que la instalación funcione correctamente, por ello vamos a introducir los factores de selección de la batería que debemos considerar:

Ciclos de carga-descarga

Es importante conocer el tipo de descarga al que vamos a someter a la batería, ya que dependiendo de la aplicación, va ser uno de los factores elementales a la hora de realizar la selección del tipo de batería. Podemos distinguir los siguientes tipos de ciclos:

  • Ciclo diario superficial: Son aplicaciones donde las baterías son cargadas durante el día, y posteriormente sufre descargas, suaves durante la noche normalemente, ya que normalmente hemos tenido en cuenta los días autonomía y por lo tanto la descarga no es profunda.
  • Ciclo anual: Lo vamos a encontrar en las instalaciones donde vamos a tener distinta producción de energía de los paneles FV, en los meses de invierno, por lo que vamos a tener largos períodos de baja carga.
  • Ciclo diario profundo: Se tienen en instalaciones con ciclos diario caracterizado por una descarga profundas por la noche, este tipo de ciclado normalmente lo tenemos en instalaciones híbridas con varias tecnologías, por lo que no es necesario contar con, muchos días de autonomía, al existir varias fuentes de generación.

Tipos de acumuladores

Aunque en la actualidad podemos tener otras tecnologías además de las baterías químicas, como podrían ser los super-condensadores, sin embargo voy hacer hincapié, en las batería químicas, ya que los super-condensadores, tiene limitaciones para grandes capacidades
Dentro de las baterías químicas, podemos encontrar en el mercado los siguientes tipos;

  • Baterías de arranque: Este tipo de baterías están preparadas para soportar descargas a altos valores de intensidad durante periodos muy cortos de tiempo. Normalmente sólo descargan un porcentaje pequeño de su capacidad. Son baterías con resistencia interna muy baja y el motivo es el gran número de placas planas conectadas en paralelo, el electrolito usado en este tipo de baterías es de alta densidad.
  • Baterías de tracción: Se les conoce con dicho nombre porque son utilizadas en los vehículos eléctricos, básicamente en las carretillas eléctricas. La principal características de este tipo de baterías es la alta capacidad que se tiene con la finalidad de soportar descargas profundas, y cargas profundas y rápidas. Como inconveniente al que se someten a un consumo alto de agua por lo que tienen un mantenimiento elevado.
  • Baterías estacionarias: Este tipo de baterías es muy utilizado en los sistemas de alimentación ininterrumpida tales como alumbrado de emergencia, señalización o sistemas de telecomunicación. Ya solamente con el tipo de aplicación podemos deducir como este tipo de baterías tienen periodos de flotación largos, donde están las baterías cargadas totalmente, para posteriormente tener profundas descargas esporádicas.

Período de carga

Otro de los factores que no debemos descuidar con el diseño de la batería es el período de carga de la misma donde podemos destacar tres etapas, que son las siguientes:

Periodo de carga de una batería
ETAPA I: Carga a corriente constante, hasta que la batería alcance un valor de voltaje predeterminado, dependiendo del fabricante del mismo.

ETAPA II: Carga a voltaje constante. Una vez alcanzado el voltaje definido en la etapa anterior la carga sigue a voltaje constante, y en esta etapa lo que va pasar es que la intensidad conforme aumenta la carga de la batería disminuye la intensidad.

ETAPA III: Flotación, el cargador o regulador solamente va suministrar la tensión e intensidad suficiente, como para mantener la batería en plena carga compensando las pérdidas por auto descarga y evitando situaciones de sobrecarga.

  • Intensidad descarga

Esta magnitud, la denominamos con la siguiente nomenclatura, Cxxx, donde en los subíndices se nos indicara la relación al tiempo de descarga de la batería. En la siguiente gráfica podemos ver la relación de descarga de acuerdo a diferentes intensidades descarga.

relación de descarga de acuerdo a diferentes intensidades descarga

Conclusión

Las baterías que generalmente van a ser más adecuadas para las instalaciones solares aisladas, son baterías estacionarias, que en próximos post analizaremos los diferentes tipos existentes, ya que el mercado ofrece muchas tecnologías diferentes de este tipo de baterías.

Además tendremos que seleccionar baterías con intensidades C50, o superior siempre adaptarnos a los consumos de la instalación, es decir baterías con largo larga duración de descarga, evitando instalar baterías de arranque para estas aplicaciones.

Un estado ideal para las baterías es el estado de flotación, por lo que tendremos que tener en cuenta, y deberemos de dimensionar la instalación con el objeto que la batería trabaje el mayor tiempo posible en este estado.

Todo esto, de una forma mucho más especializada y detallada, se aborda en el Curso de Energía Solar fotovoltaica de SEAS, que tiene por objetivo formar personas cualificadas en esta tecnología para responder antes las necesidades de sostenibilidad europeas.

Puedes compartir este artículo en:
  • Reply
    Álvaro Álvarez
    27 noviembre, 2014 at 1:39 pm

    Muchas gracias por la información. Hay tanta variedad de productos que no sabes cual son los mejores en relación calida-precio.

    Saludos

  • Reply
    bateria solar vaso transparente 6OPZS 600
    18 marzo, 2021 at 11:41 am

    Un artículo muy bueno! Muchas gracias por compartir la información, es de gran ayuda.

  • Reply
    Cargador batería industrial
    8 junio, 2021 at 10:55 am

    Muchas gracias por compartir esta información, es un artículo muy interesante!

  • Reply
    Manuel
    10 agosto, 2022 at 1:31 pm

    Buen artículo. Quiero aprovechar este post para hacer una consulta al experto, por si pudiese resolvérmela.
    Para los ciclos de carga y descarga que mencionas ¿podría valer un regenerador de baterías (kit de cargador y descargador)? He visto que en Amperis tienen descargador de baterías y cargador todo en un pack con el fin de llevar a cabo estos ciclos y prolongar la vida útil de las baterías. El descargador de baterías Amperis sirve como analizador y descargador de baterías automático diseñado para probar la eficiencia de las baterías industriales de cualquier tipo, tensión y capacidad, además puede ser programado para descargar la batería a una corriente constante que se controla de manera precisa, ajustable de cero al valor máximo del modelo mientras se mantiene la tensión de la batería bajo control. Que opinan? Gracias!

    • Reply
      Lorenzo Ortega
      11 agosto, 2022 at 10:49 am

      Buenos días Manuel;
      Efectivamente este tipo de dispositivos puede ser buena solución técnica, y así evitar los picos en las baterías, pero como en toda aplicación tenemos que analizar muy bien las aplicaciones y sobre todo asegurarnos que la instalación no requiere de esos picos y por lo tanto si el dispositivo los limita, podríamos tener limitaciones al usuario, por lo tanto como protección o gestor de la baterías, puede ser muy buena su aplicación, siempre que el usuario sea consciente que la instalación puede tener alguna limitación.

Información básica acerca de cómo protegemos tus datos conforme al Reglamento General de Protección de Datos (Reglamento UE 2016/679) y en la Ley Orgánica 3/2018, de 5 de diciembre, de Protección de Datos Personales y garantía de los derechos digitales

De conformidad con lo establecido en el Reglamento General de Protección de Datos, te informamos de:

- Quien es el responsable del tratamiento: SEAS, Estudios Superiores Abiertos S.A.U con NIF A-50973098, dirección en C/ Violeta Parra nº 9 – 50015 Zaragoza y teléfono 976.700.660.

- Cuál es el fin del tratamiento: Gestión y control de los comentarios del blog de SEAS. 

- En que basamos la legitimación: En tu consentimiento.

- La comunicación de los datos: No se comunicarán tus datos a terceros.

- Los criterios de conservación de los datos: Se conservarán mientras exista interés mutuo para mantener el fin del tratamiento o por obligación legal. Cuando dejen de ser necesarios, procederemos a su destrucción.

- Los derechos que te asisten: (i) Derecho de acceso, rectificación, portabilidad y supresión de sus datos y a la limitación u oposición al tratamiento, (ii) derecho a retirar el consentimiento en cualquier momento y (iii) derecho a presentar una reclamación ante la autoridad de control (AEPD).

- Los datos de contacto para ejercer tus derechos: SEAS, Estudios Superiores Abiertos S.A.U. C/ Violeta Parra nº 9 –
50015 Zaragoza (España) o través de correo electrónico a lopd@estudiosabiertos.com

- También puedes ponerte en contacto con nuestro Delegado de Protección de Datos en dpd@estudiosabiertos.com

Información adicional: Puedes consultar la información adicional y detallada sobre nuestra política de privacidad