BATERIAS PARA PANELES SOLARES FOTOVOLTAICOS
Antes de empezar, queremos recomendarte este fantástico libro con el podrás calcular y diseñar todo tipo de instalaciones fotovoltaicas, así como aprender el funcionamiento de todos los componentes que las forman: Libro Instalaciones Fotovoltaicas
Los paneles o placas fotovoltaicas generan electricidad en las horas de Sol, pero el mayor problema que nos encontramos es en las horas del día con poco o nada de Sol, como por ejemplo por la noche.
Para almacenar la energía y utilizarla en las horas de "baja insolación" en las instalaciones solares fotovoltaicas (ISFTV) se utilizan las baterías o acumuladores.
Una vez descargada la batería, se vuelve a cargar con la energía procedente de los paneles fotovoltaicos, por eso se dice que son baterías reversibles (carga y descarga).
Además como sirven para acumular energía eléctrica para utilizarla cuando la necesitemos también se pueden llamar "acumuladores".
Las baterías pueden llegar a ser el elemento más caro y más delicado de dimensionar en una instalación solar fotovoltaica.
Más adelante veremos cómo se hace de forma correcta.
Primero veamos el esquema de una ISFTV y donde se encontrarían las baterías:
Tres son las misiones principales de estas baterías dentro de una instalación solar fotovoltaica (ISFTV):
- Atender suministros de consumo elevado y de corta duración o de falta de tensión.
Una batería puede proveer una intensidad de corriente superior a la que el panel fotovoltaico puede generar instantáneamente (potencia instantánea).
- Suministro de energía de apoyo en los meses de invierno con poco Sol.
Almacenar energía en horas de bajo consumo y cederla en horas punta de mucha demanda de energía.
- Garantizar, junto con el regulador, la estabilidad de funcionamiento de la ISFTV
Podríamos pensar que se utilizan las mismas baterías para el arranque de vehículos que para ISFTV, pero no es así.
Las baterías para ISFTV tienen unas características diferentes que iremos viendo.
Para que las baterías en las ISFTV tengan un mayor tiempo de vida y evitar su sobrecarga se utiliza un Regulador de Carga Solar en la instalación.
Si quieres saber su funcionamiento pincha en el enlace.
Una celda electroquímica, también llamada celda Voltaica o vaso, es una caja en cuyo interior hay una sustancia química en forma de líquido llamada electrolito (algunas baterías pueden tener 2 electrolitos).
Sumergidas en el líquido hay 2 placas metálicas llamadas electrodos, uno será el electrodo positivo y el otro el negativo.
Estos 2 electrodos suelen ser de metales diferentes. Este vaso o celda es la batería más pequeña que se puede construir.
Resumen: Una batería está formada por uno o dos electrolitos (líquido), en cuyo interior se introducen dos placas de metales diferentes llamados electrodos.
Para fotovoltaica el electrolito suele ser una disolución de ácido sulfurico (acido sulfúrico en agua destilada) y los electrodos de Plomo, por eso se suelen llamar de Plomo ácido.
Luego veremos todos los tipos uno a uno.
Carga de la Batería
Si unimos estos 2 electrodos a una fuente de energía, por ejemplo los paneles solares, entonces mediante un proceso químico en el electrolito se almacena energía eléctrica.
La energía química de su interior hace que entre los dos electrodos se produzca una diferencia de potencial (d.d.p.) o tensión que va aumentando poco a poco.
Cuando llega a 2V de tensión o d.d.p entre los electrodos, la batería se ha cargado completamente.
Descarga de la Batería
Si ahora conectamos a un circuito externo los electrodos, esta d.d.p o tensión hace que circule una corriente eléctrica por el circuito.
Con el paso del tiempo la celda se va descargando, es decir, va disminuyendo la d.d.p. entre sus electrodos.
Cuando esta d.d.p. = 0V la celda se ha descargado por completo.
Si la celda es reversible, cuando se descarga se puede volver a cargar de nuevo conectando los dos electrodos a una fuente de tensión externa.
Cuando unimos varias celdas electrolíticas seguidas (en serie) obtenemos una batería.
Cada celda produce una tensión más o menos de 2V. Al unirlas en serie se sumarán la tensión de cada celda.
Imagina que queremos una batería de 12V, tendremos que unir 6 celdas en serie.
De hecho se llama batería porque las celdas se colocan en batería una detrás de otra.
En la batería el electrodo inicial positivo se llama cátodo y el electrodo final de la unión y negativo se llama ánodo.
Estos procesos de carga y descarga son los que hacemos con una batería de una instalación fotovoltaica, por eso las baterías para los paneles solares deben ser baterías recargables.
Ahora veamos lo verdaderamente importante a la hora de utilizar una batería en una ISFTV: sus parámetros, cálculos y la elección de la mejor batería para cada instalación.
En las ISFTV suelen utilizarse las siguientes tensiones:
- Vida útil: La vida útil de una batería no se mide en años, sino por la cantidad de ciclos de carga - descarga que es capaz de realizar.
Así, si se la somete a un régimen de trabajo de muchos ciclos diarios, probablemente sólo durará unos meses, mientras que si el régimen es de un ciclo al día o incluso más lento (como ocurre en el caso de iluminación de viviendas con energía solar) la batería puede durar al menos diez años.
Si tenemos una batería de uso diario y queremos una autonomía de 5 días (que se descargue en 5 días:
1 ciclo = 5 días
5 x 24h =120h
La batería se descarga en 120h, por lo que tendría un ciclo de descarga de 120h.
Normalmente se suelen considerar ciclos de descarga de 100h en las ISFTV.
Esto viene como C100 en los catálogos.
En definitiva el C100 es una forma de poder comparar baterías diferentes con el mismo ciclo de descarga 100 horas.
También tenemos C50, C200, etc., pero el más habitual es el C100.
Para conseguir una vida útil adecuada las baterías no deben descargarse totalmente.
A la cantidad, en porcentaje, que se ha descargado se le denomina profundidad de descarga (Depth of Discharge = DOD).
Cuanto menos profundos sean los procesos de descarga mayor será la vida útil del acumulador.
Una batería con una profundidad de descarga por ciclo del 50% durará más que una con un 70% de profundidad de descarga. Pero veamos mejor lo que es y lo que significa la profundidad de descarga.
- Profundidad de Descarga (DOD): Es el porcentaje máximo del total de la carga de una batería que determinamos que se puede llegar a descargar en un ciclo completo (carga y descarga).
Si decidimos el 70%, quiere decir que cuando la descarga de la batería llega al 70% de su total, empieza a cargarse por completo, o que nunca se podrá descargar más energía que el 70% del su total.
Otra definición es la cantidad de energía que se obtiene durante una descarga estando en carga total expresado en %.
Es el tanto por ciento que se ha sacado de la carga total de la batería en un ciclo.
Sabiendo, como luego veremos que la capacidad de una batería se expresa en Ah (amperios hora) si a un acumulador de 100Ah le sometemos a una descarga de 20Ah esto representará una profundidad de descarga del 20%.
En función de la profundidad de descarga de las baterías tenemos 2 tipos: Baterías con ciclos poco profundos y baterías de ciclo profundo.
Las baterías de ciclo poco profundo, no suelen aguantar bien unas descargas mayores del 20% y se suele producir la descarga rápidamente, en poco tiempo.
Suelen tener una vida de 500-100 ciclos.
De este tipo son las de arranque de los coches o motos.
Las de los coches dura muy poco el ciclo (el arranque) y es poco profundo para que dure muchos años.
Las baterías para ISFTV son de ciclo profundo, es decir que aguantan que se descarguen hasta el 80% de su carga total, pero esta descarga (ciclo) dura mucho tiempo (días).
Suelen tener una vida de 1500 ciclos.
Si la DOD de una batería no sobrepasa el 20% puede llegar a durar unos 4000 ciclos.
A menos DOD más ciclo aguanta la batería, por eso este valor es el que mucha gente recomienda utilizar.
El problema es que aumenta mucho el precio de la batería, ya que si solo el 20% de la batería ya tiene que proporcionarnos el 100% del consumo real de la instalación, la capacidad de la batería será muy grande.
Lo normal es poner una profundidad de descarga entre el 50% y el 70%.
El estado de carga de la batería, y por lo tanto la DODO, la mayoría de las veces la podemos saber solo por la tensión en bornes que tiene la batería.
Los valores normales son:
Cuando el inversor solar esta conectado a la bateria, caso de las instalaciones aisladas, es el inversor, no el regulador, el que se encarga de que la batería no baje del DOD establecida.
- Capacidad de la Batería: es la cantidad total de corriente que es capaz de suministrar la batería en un determinado tiempo y con una tensión determinada cuando está cargada al 100%.
La cantidad de electricidad que puede almacenar durante la carga y la que puede dar en la descarga es la misma, y eso es la capacidad de la batería.
Su unidad es el Amperio hora (Ah).
En las ISFTV suelen darse las capacidades de las baterías para 100 horas de descarga (C100).
Una batería de 280Ah a 12V es capaz de suministrar 28A en 10 horas, o 2,8A en 100horas.
La capacidad = Amperios necesarios a suministrar x tiempo de descarga en Hora = I x t
Los amperios tendremos que sacarlos de la potencia prevista de la instalación que alimentará la batería.
Si el cálculo lo hicimos con las potencias, entonces tendremos que sacarla de las potencias.
Imagina una instalación que tenía contratada una potencia de 5750w con una compañía eléctrica.
Ahora quiere poner una ISFTV de autoconsumo a 24V para la misma potencia.
¿Cuál sería la capacidad de la batería necesaria?
1º) Calculamos la intensidad que tendrá que suministrar la batería:
P = V x I ==> I = P / V
I = 5750/24 = 239,58A = 240A redondeando.
Ahora necesitamos determinar el tiempo que queremos de autonomía para la batería.
Por ejemplo, para instalaciones de uso semanal (todos los días de la semana) se suele poner 4 días de autonomía, para uso de fin de semana 2 días.
Esta batería tiene que suministrar una intensidad de 240A cuando todos los receptores estén conectados a ella.
Si queremos que suministre esta intensidad durante 4 días x 24h = 96h (podríamos poner solo 12horas) , entonces tenemos
C = I x t = 240 x 96 = 23.040Ah
Imagina que en lugar de una batería de 23.040Ah en esa instalación, ponemos una batería de una capacidad de 2000Ah
¿Cuánto tiempo tardará en descargarse?
C = t x I ==> t = C / I = 2000Ah / 240A = 8,33 horas. Solo tendríamos suministro en los receptores durante 8 horas y la batería se agotaría.
Luego veremos cómo calcular realmente la capacidad de una batería y con el consumo diario en lugar de la potencia para una instalación solar fotovoltaica, pero ahora te dejamos otro ejemplo:
Tenemos que tener en cuenta que la capacidad de la batería disminuye si el tiempo de descarga es muy corto, y si por el contrario si el tiempo de descarga es muy largo su capacidad aumenta.
Si la cargamos muy rápidamente su capacidad será menor que si la cargamos de forma lenta.
Fíjate en la siguiente gráfica:
- Las baterías y la temperatura: si la temperatura aumenta se incrementa la capacidad de la batería pero disminuye su durabilidad (duran menos), por eso el fabricante la especifican para 25ºC.
Lo puedes ver en la gráfica anterior.
La capacidad de una batería suele venir especificada a 25 ºC y disminuye un 10% por cada 10 ºC que se reduce su temperatura o aumenta un 10% por cada 10ºC de aumento de temperatura.
OJO con las temperaturas muy bajas ya que podría congelarse el electrolito y muy altas que envejecen las baterías.
También es importante tener en cuenta que las baterías en la carga y descarga se calientan, por eso es necesario que se sitúen en un sitio con buena ventilación.
Lo ideal es mantenerlas siempre a unos 25ºC.
Además al ser dispositivos fabricados con metales y/o componentes ácidos es necesario elegir ubicaciones ventiladas para asegurar la no formación de atmósferas peligrosas.
La instalación de salas de baterías debe realizarse con precaución ya que, en función de los modelos utilizados, pueden generarse atmósferas explosivas, por lo que será necesario adecuar las instalaciones eléctricas y de ventilación a estas circunstancias especiales
- Eficiencia de carga: es la relación entre la energía utilizada para rellenar el acumulador y la realmente almacenada.
Por tanto, cuanto más cercano al 100% mejor.
- Autodescarga: pérdida de capacidad de una batería cuando está almacenada en circuito abierto o sin usar por la reacción entre los materiales que la forman.
La autodescarga es un proceso de un acumulador por el cual sin estar en uso tiende a descargarse.
La autodescarga hay que considerarla como un consumo adicional, que demanda un cierto porcentaje de energía almacenada.
Depende del tipo de batería y muy directamente de la temperatura, aumentando con esta.
Su valor es aproximadamente de un 0,5 a un 1% diario en baterías de Pb-ácido.
Después de todos estos datos...
¿Cómo elegir la Batería Adecuada para mi ISFTV?
- Conexión de las Baterias: Si necesitamos más de una batería podemos conectarlas en serie y/o en paralelo:
La capacidad de almacenamiento de energía de una batería viene expresado en AmperiosHora y normalmente lo que conocemos de la instalación que quiere alimentar es el consumo diario que viene expresado en Vatioshora / día.
Nota: Consumo es lo mismo que energía, el consumo diario de una instalación es la energía consumida durante un día.
Tendremos que pasar los wh/dia a Amperiohora.
Si dividimos los w (potencia) entre la tensión de trabajo de la instalación tendríamos amperioshora que necesitamos para suministrar ese consumo diario a la instalación a través de la batería.
Consumo diario de la Instalación = W x h al día.
Como Vatios = V x I
si dividimos los vatios (w) entre V nos queda Amperios, luego en el consumo diario:
w x h / V = AmperiosHora / al día
Con esta capacidad tendríamos suficiente energía almacenada en la batería solo para 1 día, ya que hemos utilizado el consumo diario.
Si queremos almacenar para más días, tendremos que multiplicar por el número de días.
Normalmente para una instalación de fin de semana se suele multiplicar por 2 días, para una instalación de uso diario por 4 días.
C = (E x días de autonomía) / V
Esta capacidad sería suficiente si la batería pudiera descargarse por completo, pero recuerda que las baterías en las ISFTV no se pueden descargar por completo.
Luego la capacidad de la batería también dependerá de la profundidad de descarga (DOD) que queramos para nuestra batería o conjunto de baterías.
Por ejemplo, si queremos una DOD del 70%, entonces esos Amperioshora calculados serán solo el 70%.
Nuestra batería tiene que tener un 30% más de Amperioshora.
Para dimensionarla un 30% más a los Amperioshora anteriores tenemos que dividirla entre 0,7 (100 / 70).
Según lo visto, la batería para una ISFTV se dimensiona teniendo en cuenta el consumo diario, los días que necesita de autonomía, la profundidad de descarga y la tensión del trabajo.
La fórmula para el cálculo de la batería (su capacidad) es la siguiente:
Veamos cada parte de la ecuación con un ejercicio:
Supongamos una instalación con un consumo diario:
- Iluminación : 3 bombillas led x 7w/bombilla x 5h/día = 105wh/día
- TV: 1 unidad x 25w x 2h/día = 50wh/día
- Frigorífico : 92Hwh/año = 252,05wh/día
Consumo total de la instalación al día= 105 + 50 + 252,05 = 407.05wh/día
Para uso de fin de semana consideramos 3 días de autonomía para la batería (viernes, sábado y domingo), aunque normalmente se usan sólo 2 días.
Para uso diario consideramos la batería con una autonomía de 4 días.
- Profundidad de descarga para los cálculos: Si tenemos una batería de gel, agm o estacionaria podemos considerar una profundidad de descarga del 70%.
Recuerda que las baterías de gel y agm soportan profundidades de descarga más profundas, como luego veremos.
Para nuestro ejemplo pondremos una batería con un 70% de profundidad de descarga (0.7 para la fórmula).
Otro dato importante de la batería será su tensión (12V, 24V 0 48V son las más normales).
Para nuestra instalación usaremos una de 12V.
Con todos estos datos ya podemos calcular, según la fórmula la capacidad de la batería necesaria:
Lógicamente elegiremos una batería que tenga los Ah inmediatamente superiores a los que nos salga en la fórmula, ya que no hay baterías de todos los Ah que queramos.
Veamos otro ejemplo para uso diario.
Una instalación con consumo diario de 5493 Wh/día y que la usaremos a diario (4 días de autonomía).
Decidimos no superar nunca el 20% de su descarga (profundidad de descarga 0.2) y a una tensión de 24V.
Capacidad = (5400wh/día x 4 días) / (0.2 x 24) = 4.500 Ah
Ya ves que es muy importante conocer el consumo diario de nuestra instalación, así como su potencia, por eso tienes una web donde puedes ver las diferentes formas y posibilidades de cálculo de estos datos.
La web es: Consumos y Potencias en Fotovoltaica.
Por ejemplo, aquí te dejamos una estimación que se hace del consumo anual de una vivienda, que es una de las maneras posibles:
Recuerda que es anual y que viene expresado en Kw x hora, no en w x h, por lo tanto para pasar a wh/día debemos multiplicar por 1.000 y dividir la cantidad entre 365 días.
Por ejemplo, si utilizamos el consumo anual estándar:
Consumo diario = (3.500 x 1.000)/365 =9589 wh / día
Según el REBT en su ITC-BT 10, en aquella instalaciones generadoras, como lo son las ISFTV, con una potencia no superior a 10 kW, tan solo es necesario que un electricista acreditado realice una Memoria Técnica de Diseño (MTD) y enviarlo, adjunto al Certificado de Instalación (CI), al organismo o registro competente de la Comunidad Autónoma en cuestión.
OJO 10Kw de potencia o cargas, no de consumo (energía).
Puedes ver todos estos trámites y papeles aqui: Boletín Eléctrico.
Tendríamos que hacer una previsión de potencia con los electrodomésticos de la instalación para ver cúal sería la potencia.
En caso de una instalación ya en marcha, la previsión de potencia nos la marcará el IGA que tenga la instalación, si queremos dejarla igual cuando la instalación se convierta en fotovoltaica.
Para más información sobre esto : Previsión de Cargas.
En aquellas instalaciones generadoras aisladas que sí superen los 10 kW de potencia, será necesario un proyecto, firmado por un técnico competente, normalmente un ingeniero.
Normalmente se conectan en serie los vasos de 2V para conseguirla tensión deseada.
OJO ¡¡¡Nunca conectar las baterías en paralelo!!!.
Teóricamente se sumarían las capacidades, pero en la práctica conectarlas en paralelo reduce drásticamente la vida de las baterías, y siendo la parte más cara de la instalación solar fotovoltaica esto nunca interesa.
En paralelo solo se puede hacer con las baterías de Litio.
Aunque en la vida real nunca se ponen en paralelo verás algún libro (muchos) que las pone en paralelo.
El número de baterías en paralelo lo utilizan de la siguiente manera:
Número de baterías en paralelo = Capacidad Total Necesaria / Capacidad de 1 batería.
Imagina que tenemos baterías de capacidad de 100 Ah, en nuestro caso necesitaríamos poner:
933Ah/100 = 9, 33 = 10 baterías en paralelo.
Pero OJO nunca se hace en las instalaciones reales, solo si no nos queda otro remedio
Más abajo tienes una imagen con todos los tipos que vamos a ir explicando para que las veas.
Según el acceso al electrolito tenemos:
- Baterías Abiertas: poseen una tapa con tapones que permite abrir los vasos de la batería para poder rellenar el agua destilada necesaria para su correcto funcionamiento.
Este tipo de baterías exige mantenimiento para vigilar el líquido del electrólito.
- Baterías Cerradas o Selladas: llevan incorporadas una serie de válvulas que liberan los gases producidos en el caso de una carga excesiva (válvula de seguridad VRLA). Estas baterías tienen un menor mantenimiento.
Según el estado del electrolito:
- De Plomo ácido abiertas: su electrolito es un líquido, normalmente ácido sulfúrico, y los electrodos son de Plomo.
Son baterías abiertas y las más económicas, pero deben de utilizarse en ciclos de descarga poco profundos.
Suelen durar entorno a los 400 ciclos de carga y descarga con profundidades de descarga del 20% y con esperanzas de vida útil que van de 2 a 3 años para las más económicas.
Necesitan mantenimiento cada poco tiempo (recargar cada cierto tiempo el líquido con agua destilada).
Aplicaciones fotovoltaicas de consumos medios-bajos y discontinuos.
Luego tenemos las de GEL y AGM, que tienen regulación por válvula (VRLA) por lo que no es necesario echarles agua cada cierto tiempo por lo que son cerradas.
Estas 2 son utilizan como electrolito también Plomo ácido, pero con características diferentes a la anterior vista y por eso tienen una vida y un rendimiento mejor que las de plomo acido abiertas.
- Baterías de GEL: son baterías cerradas con el electrolito gelatinoso anti salpicaduras, no emite gases tóxicos, no requieren ventilación ni mantenimiento.
Son más caras que las de plomo ácido abiertas.
Son las de mayor vida útil y con mayor número de ciclos de carga y descarga.
Selladas y sin mantenimiento.
Mejor respuesta de voltaje frente a la descarga.
Se utilizan para aplicaciones de consumos medios y altos.
Las más utilizadas a día de hoy en las instalaciones fotovoltaicas.
- Baterías AGM o Secas: Estas baterías en lugar de tener el electrolito líquido lo tienen absorbido en unos separadores de fibra de vidrio.
El líquido va absorbido en el interior de una especie de gasas de fibra de vidrio.
Por este motivo también se suelen llamar baterías secas.
Esta tecnología se llama Absorción Glass Mat (AGM).
Son baterías cerradas, no necesitan ventilación y sin mantenimiento hasta 7000 ciclos para las mejores marcas.
Mejor respuesta a corrientes elevadas y descargas profundas.
Ideales para instalaciones solares de consumo medio y para vehículos eléctricos.
Su vida útil ronda los 5 años.
Las AGM y de GEL pueden trabajar horizontal y verticalmente. Las de Plomo líquido solo horizontal.
- Baterías de Litio: Por último hablaremos de las más modernas y que están empezando a reemplazar a todas las demás, las baterías monoblock de Litio.
Ocupan poco espacio, pesan poco, no emiten gases, tienen tiempos de carga más rápidos y se pueden descargar al 90%.
Tenemos 2 tipos, Baterías de Li de Bajo Voltaje (hasta 48V) y las de Alto Voltaje (de 200V a 400V).
Las más usadas actualmente para las instalaciones de viviendas son las de Bajo Voltaje, aunque las que se suponen que van a revolucionar el mercado para las ISFTV son las de alto voltaje, más concretamente la Tesla PowerWall.
Tanto LG como Tesla Fabrican de los 2 tipos.
La desventaja que actualmente tiene este tipo de baterías es su elevado coste.
Sin embargo en un futuro se cree que los fabricantes lo puedan optimizar.
Tesla está empezando a ofrecer este tipo de baterías a muy buen precio.
Otra ventaja de las baterías de litio es el sistema de gestión de la batería y el servicio ininterrumpido con fuente de alimentación autónoma, incluso en caso de fallo de alimentación.
Si quieres saber más sobre este tipo de baterías: Baterías de Litio.
Según la forma de presentación de la batería tenemos: Monobloques o Estacionarias.
Baterías Monobloque o MonoBlock
En su interior contiene varias celdas o vasos conectados en serie y un electrolito común a todos ellos.
Todo va recubierto por un conjunto exterior de un solo bloque con la tapa, tapones y bornes.
Si se estropea una celda hay que cambiar la batería entera ya que los vasos o celdas no son independientes. Pueden ser cerradas o abiertas.
Este tipo de baterías se suelen utilizar en ISFTV pequeñas, con bajos consumos como alarmas, bombillas, videovigilancia, etc.
Si hay algún motor en la instalación que se alimenta no es recomendable este tipo de baterías.
Las monoblock podemos a su vez clasificarlas en función de como es su líquido: de Plomo Ácido, de Gel o de AGM.
Actualmente si queremos baterías para ISFTV de uso habitual y consumos medios o altos se utilizan las estacionarias.
Baterías Estacionarias
Son vasos o celdas independientes, aunque estén conectados en serie, de 2V cada uno y que se pueden sustituir de forma individual.
La combinación de estos vasos nos dará la batería que necesitemos.
Para 12V será una combinación de 6 vasos.
La forma en que se presente el líquido del electrolito nos diferenciará unas de otras.
Tendremos abiertas y cerradas y además de Plomo, de AGM y de GEL.
Las que se comercializan para ISFTV Estacionarias suelen clasificarse en 2 tipos diferentes OPzS y OPzV:
- Las OPzS son de Plomo ácido líquido y abiertas por lo que requieren mantenimiento (normalmente cada 6 meses, depende recomendaciones del fabricante).
Con el fin de poder detectar visualmente el nivel del electrólito, se fabrican los bloques en material translúcido
- Las OPzV son de GEL y cerradas por lo que no requieren mantenimiento.
Son más caras que las OPzS.
Las baterías estacionarias tienen una alta capacidad de almacenamiento energético y permiten crear grandes bancadas de baterías de 12 ó 48V, con una capacidad de acumulación mucho mayor que cualquier batería monoblock.
Gracias a su mantenimiento mínimo, son la solución perfecta para grandes instalaciones fotovoltaicas en viviendas de uso habitual o empresas.
Son las más utilizadas actualmente en las ISFTV por su relación calidad-precio.
Las estacionarias pueden llegar a durar 20 años incluso más o 3.000 ciclos.
Si quieres aprender todos los componentes de una instalación fotovoltaica, su cálculo y diseño te recomendamos el siguiente fantástico libro:
Libro Instalaciones Fotovoltaicas
Escrito y Publicado por: Ernesto Rodriguez; Profesor del CIFP Tecnológico Industrial de León (España). email: areatecnologia arroba areatecnologia.com
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© Se permite la total o parcial reproducción del contenido, siempre y cuando se reconozca y se enlace a este artículo como la fuente de información utilizada.
Los paneles o placas fotovoltaicas generan electricidad en las horas de Sol, pero el mayor problema que nos encontramos es en las horas del día con poco o nada de Sol, como por ejemplo por la noche.
Para almacenar la energía y utilizarla en las horas de "baja insolación" en las instalaciones solares fotovoltaicas (ISFTV) se utilizan las baterías o acumuladores.
Una vez descargada la batería, se vuelve a cargar con la energía procedente de los paneles fotovoltaicos, por eso se dice que son baterías reversibles (carga y descarga).
Además como sirven para acumular energía eléctrica para utilizarla cuando la necesitemos también se pueden llamar "acumuladores".
Las baterías pueden llegar a ser el elemento más caro y más delicado de dimensionar en una instalación solar fotovoltaica.
Más adelante veremos cómo se hace de forma correcta.
Primero veamos el esquema de una ISFTV y donde se encontrarían las baterías:
Tres son las misiones principales de estas baterías dentro de una instalación solar fotovoltaica (ISFTV):
- Atender suministros de consumo elevado y de corta duración o de falta de tensión.
Una batería puede proveer una intensidad de corriente superior a la que el panel fotovoltaico puede generar instantáneamente (potencia instantánea).
- Suministro de energía de apoyo en los meses de invierno con poco Sol.
Almacenar energía en horas de bajo consumo y cederla en horas punta de mucha demanda de energía.
- Garantizar, junto con el regulador, la estabilidad de funcionamiento de la ISFTV
Podríamos pensar que se utilizan las mismas baterías para el arranque de vehículos que para ISFTV, pero no es así.
Las baterías para ISFTV tienen unas características diferentes que iremos viendo.
Para que las baterías en las ISFTV tengan un mayor tiempo de vida y evitar su sobrecarga se utiliza un Regulador de Carga Solar en la instalación.
Si quieres saber su funcionamiento pincha en el enlace.
Funcionamiento de una Batería
Desde el punto se vista eléctrico el funcionamiento interno de una batería no nos interesa demasiado, pero si quieres aprenderlo te recomendamos visites el siguiente enlace: Baterías y Acumuladores, aquí solo veremos un breve resumen.Una celda electroquímica, también llamada celda Voltaica o vaso, es una caja en cuyo interior hay una sustancia química en forma de líquido llamada electrolito (algunas baterías pueden tener 2 electrolitos).
Sumergidas en el líquido hay 2 placas metálicas llamadas electrodos, uno será el electrodo positivo y el otro el negativo.
Estos 2 electrodos suelen ser de metales diferentes. Este vaso o celda es la batería más pequeña que se puede construir.
Resumen: Una batería está formada por uno o dos electrolitos (líquido), en cuyo interior se introducen dos placas de metales diferentes llamados electrodos.
Para fotovoltaica el electrolito suele ser una disolución de ácido sulfurico (acido sulfúrico en agua destilada) y los electrodos de Plomo, por eso se suelen llamar de Plomo ácido.
Luego veremos todos los tipos uno a uno.
Carga de la Batería
Si unimos estos 2 electrodos a una fuente de energía, por ejemplo los paneles solares, entonces mediante un proceso químico en el electrolito se almacena energía eléctrica.
La energía química de su interior hace que entre los dos electrodos se produzca una diferencia de potencial (d.d.p.) o tensión que va aumentando poco a poco.
Cuando llega a 2V de tensión o d.d.p entre los electrodos, la batería se ha cargado completamente.
Descarga de la Batería
Si ahora conectamos a un circuito externo los electrodos, esta d.d.p o tensión hace que circule una corriente eléctrica por el circuito.
Con el paso del tiempo la celda se va descargando, es decir, va disminuyendo la d.d.p. entre sus electrodos.
Cuando esta d.d.p. = 0V la celda se ha descargado por completo.
Si la celda es reversible, cuando se descarga se puede volver a cargar de nuevo conectando los dos electrodos a una fuente de tensión externa.
Cuando unimos varias celdas electrolíticas seguidas (en serie) obtenemos una batería.
Cada celda produce una tensión más o menos de 2V. Al unirlas en serie se sumarán la tensión de cada celda.
Imagina que queremos una batería de 12V, tendremos que unir 6 celdas en serie.
De hecho se llama batería porque las celdas se colocan en batería una detrás de otra.
En la batería el electrodo inicial positivo se llama cátodo y el electrodo final de la unión y negativo se llama ánodo.
Estos procesos de carga y descarga son los que hacemos con una batería de una instalación fotovoltaica, por eso las baterías para los paneles solares deben ser baterías recargables.
Ahora veamos lo verdaderamente importante a la hora de utilizar una batería en una ISFTV: sus parámetros, cálculos y la elección de la mejor batería para cada instalación.
Parámetros de una Batería
- Tensión de la batería: lo primero que tenemos que determinar es la tensión de funcionamiento de nuestra instalación en corriente continua, antes de llegar al convertidor de alterna.En las ISFTV suelen utilizarse las siguientes tensiones:
- Vida útil: La vida útil de una batería no se mide en años, sino por la cantidad de ciclos de carga - descarga que es capaz de realizar.
Así, si se la somete a un régimen de trabajo de muchos ciclos diarios, probablemente sólo durará unos meses, mientras que si el régimen es de un ciclo al día o incluso más lento (como ocurre en el caso de iluminación de viviendas con energía solar) la batería puede durar al menos diez años.
Si tenemos una batería de uso diario y queremos una autonomía de 5 días (que se descargue en 5 días:
1 ciclo = 5 días
5 x 24h =120h
La batería se descarga en 120h, por lo que tendría un ciclo de descarga de 120h.
Normalmente se suelen considerar ciclos de descarga de 100h en las ISFTV.
Esto viene como C100 en los catálogos.
En definitiva el C100 es una forma de poder comparar baterías diferentes con el mismo ciclo de descarga 100 horas.
También tenemos C50, C200, etc., pero el más habitual es el C100.
Para conseguir una vida útil adecuada las baterías no deben descargarse totalmente.
A la cantidad, en porcentaje, que se ha descargado se le denomina profundidad de descarga (Depth of Discharge = DOD).
Cuanto menos profundos sean los procesos de descarga mayor será la vida útil del acumulador.
Una batería con una profundidad de descarga por ciclo del 50% durará más que una con un 70% de profundidad de descarga. Pero veamos mejor lo que es y lo que significa la profundidad de descarga.
- Profundidad de Descarga (DOD): Es el porcentaje máximo del total de la carga de una batería que determinamos que se puede llegar a descargar en un ciclo completo (carga y descarga).
Si decidimos el 70%, quiere decir que cuando la descarga de la batería llega al 70% de su total, empieza a cargarse por completo, o que nunca se podrá descargar más energía que el 70% del su total.
Otra definición es la cantidad de energía que se obtiene durante una descarga estando en carga total expresado en %.
Es el tanto por ciento que se ha sacado de la carga total de la batería en un ciclo.
Sabiendo, como luego veremos que la capacidad de una batería se expresa en Ah (amperios hora) si a un acumulador de 100Ah le sometemos a una descarga de 20Ah esto representará una profundidad de descarga del 20%.
En función de la profundidad de descarga de las baterías tenemos 2 tipos: Baterías con ciclos poco profundos y baterías de ciclo profundo.
Las baterías de ciclo poco profundo, no suelen aguantar bien unas descargas mayores del 20% y se suele producir la descarga rápidamente, en poco tiempo.
Suelen tener una vida de 500-100 ciclos.
De este tipo son las de arranque de los coches o motos.
Las de los coches dura muy poco el ciclo (el arranque) y es poco profundo para que dure muchos años.
Las baterías para ISFTV son de ciclo profundo, es decir que aguantan que se descarguen hasta el 80% de su carga total, pero esta descarga (ciclo) dura mucho tiempo (días).
Suelen tener una vida de 1500 ciclos.
Si la DOD de una batería no sobrepasa el 20% puede llegar a durar unos 4000 ciclos.
A menos DOD más ciclo aguanta la batería, por eso este valor es el que mucha gente recomienda utilizar.
El problema es que aumenta mucho el precio de la batería, ya que si solo el 20% de la batería ya tiene que proporcionarnos el 100% del consumo real de la instalación, la capacidad de la batería será muy grande.
Lo normal es poner una profundidad de descarga entre el 50% y el 70%.
El estado de carga de la batería, y por lo tanto la DODO, la mayoría de las veces la podemos saber solo por la tensión en bornes que tiene la batería.
Los valores normales son:
Cuando el inversor solar esta conectado a la bateria, caso de las instalaciones aisladas, es el inversor, no el regulador, el que se encarga de que la batería no baje del DOD establecida.
- Capacidad de la Batería: es la cantidad total de corriente que es capaz de suministrar la batería en un determinado tiempo y con una tensión determinada cuando está cargada al 100%.
La cantidad de electricidad que puede almacenar durante la carga y la que puede dar en la descarga es la misma, y eso es la capacidad de la batería.
Su unidad es el Amperio hora (Ah).
En las ISFTV suelen darse las capacidades de las baterías para 100 horas de descarga (C100).
Una batería de 280Ah a 12V es capaz de suministrar 28A en 10 horas, o 2,8A en 100horas.
La capacidad = Amperios necesarios a suministrar x tiempo de descarga en Hora = I x t
Los amperios tendremos que sacarlos de la potencia prevista de la instalación que alimentará la batería.
Si el cálculo lo hicimos con las potencias, entonces tendremos que sacarla de las potencias.
Imagina una instalación que tenía contratada una potencia de 5750w con una compañía eléctrica.
Ahora quiere poner una ISFTV de autoconsumo a 24V para la misma potencia.
¿Cuál sería la capacidad de la batería necesaria?
1º) Calculamos la intensidad que tendrá que suministrar la batería:
P = V x I ==> I = P / V
I = 5750/24 = 239,58A = 240A redondeando.
Ahora necesitamos determinar el tiempo que queremos de autonomía para la batería.
Por ejemplo, para instalaciones de uso semanal (todos los días de la semana) se suele poner 4 días de autonomía, para uso de fin de semana 2 días.
Esta batería tiene que suministrar una intensidad de 240A cuando todos los receptores estén conectados a ella.
Si queremos que suministre esta intensidad durante 4 días x 24h = 96h (podríamos poner solo 12horas) , entonces tenemos
C = I x t = 240 x 96 = 23.040Ah
Imagina que en lugar de una batería de 23.040Ah en esa instalación, ponemos una batería de una capacidad de 2000Ah
¿Cuánto tiempo tardará en descargarse?
C = t x I ==> t = C / I = 2000Ah / 240A = 8,33 horas. Solo tendríamos suministro en los receptores durante 8 horas y la batería se agotaría.
Luego veremos cómo calcular realmente la capacidad de una batería y con el consumo diario en lugar de la potencia para una instalación solar fotovoltaica, pero ahora te dejamos otro ejemplo:
Tenemos que tener en cuenta que la capacidad de la batería disminuye si el tiempo de descarga es muy corto, y si por el contrario si el tiempo de descarga es muy largo su capacidad aumenta.
Si la cargamos muy rápidamente su capacidad será menor que si la cargamos de forma lenta.
Fíjate en la siguiente gráfica:
- Las baterías y la temperatura: si la temperatura aumenta se incrementa la capacidad de la batería pero disminuye su durabilidad (duran menos), por eso el fabricante la especifican para 25ºC.
Lo puedes ver en la gráfica anterior.
La capacidad de una batería suele venir especificada a 25 ºC y disminuye un 10% por cada 10 ºC que se reduce su temperatura o aumenta un 10% por cada 10ºC de aumento de temperatura.
OJO con las temperaturas muy bajas ya que podría congelarse el electrolito y muy altas que envejecen las baterías.
También es importante tener en cuenta que las baterías en la carga y descarga se calientan, por eso es necesario que se sitúen en un sitio con buena ventilación.
Lo ideal es mantenerlas siempre a unos 25ºC.
Además al ser dispositivos fabricados con metales y/o componentes ácidos es necesario elegir ubicaciones ventiladas para asegurar la no formación de atmósferas peligrosas.
La instalación de salas de baterías debe realizarse con precaución ya que, en función de los modelos utilizados, pueden generarse atmósferas explosivas, por lo que será necesario adecuar las instalaciones eléctricas y de ventilación a estas circunstancias especiales
- Eficiencia de carga: es la relación entre la energía utilizada para rellenar el acumulador y la realmente almacenada.
Por tanto, cuanto más cercano al 100% mejor.
- Autodescarga: pérdida de capacidad de una batería cuando está almacenada en circuito abierto o sin usar por la reacción entre los materiales que la forman.
La autodescarga es un proceso de un acumulador por el cual sin estar en uso tiende a descargarse.
La autodescarga hay que considerarla como un consumo adicional, que demanda un cierto porcentaje de energía almacenada.
Depende del tipo de batería y muy directamente de la temperatura, aumentando con esta.
Su valor es aproximadamente de un 0,5 a un 1% diario en baterías de Pb-ácido.
Después de todos estos datos...
¿Cómo elegir la Batería Adecuada para mi ISFTV?
- Conexión de las Baterias: Si necesitamos más de una batería podemos conectarlas en serie y/o en paralelo:
Cálculo de la Batería Necesaria en una Instalación Fotovoltaica
Vamos a ir desarrollando cómo se obtiene la fórmula final paso a paso.La capacidad de almacenamiento de energía de una batería viene expresado en AmperiosHora y normalmente lo que conocemos de la instalación que quiere alimentar es el consumo diario que viene expresado en Vatioshora / día.
Nota: Consumo es lo mismo que energía, el consumo diario de una instalación es la energía consumida durante un día.
Tendremos que pasar los wh/dia a Amperiohora.
Si dividimos los w (potencia) entre la tensión de trabajo de la instalación tendríamos amperioshora que necesitamos para suministrar ese consumo diario a la instalación a través de la batería.
Consumo diario de la Instalación = W x h al día.
Como Vatios = V x I
si dividimos los vatios (w) entre V nos queda Amperios, luego en el consumo diario:
w x h / V = AmperiosHora / al día
Con esta capacidad tendríamos suficiente energía almacenada en la batería solo para 1 día, ya que hemos utilizado el consumo diario.
Si queremos almacenar para más días, tendremos que multiplicar por el número de días.
Normalmente para una instalación de fin de semana se suele multiplicar por 2 días, para una instalación de uso diario por 4 días.
C = (E x días de autonomía) / V
Esta capacidad sería suficiente si la batería pudiera descargarse por completo, pero recuerda que las baterías en las ISFTV no se pueden descargar por completo.
Luego la capacidad de la batería también dependerá de la profundidad de descarga (DOD) que queramos para nuestra batería o conjunto de baterías.
Por ejemplo, si queremos una DOD del 70%, entonces esos Amperioshora calculados serán solo el 70%.
Nuestra batería tiene que tener un 30% más de Amperioshora.
Para dimensionarla un 30% más a los Amperioshora anteriores tenemos que dividirla entre 0,7 (100 / 70).
Según lo visto, la batería para una ISFTV se dimensiona teniendo en cuenta el consumo diario, los días que necesita de autonomía, la profundidad de descarga y la tensión del trabajo.
La fórmula para el cálculo de la batería (su capacidad) es la siguiente:
Veamos cada parte de la ecuación con un ejercicio:
Supongamos una instalación con un consumo diario:
- Iluminación : 3 bombillas led x 7w/bombilla x 5h/día = 105wh/día
- TV: 1 unidad x 25w x 2h/día = 50wh/día
- Frigorífico : 92Hwh/año = 252,05wh/día
Consumo total de la instalación al día= 105 + 50 + 252,05 = 407.05wh/día
Para uso de fin de semana consideramos 3 días de autonomía para la batería (viernes, sábado y domingo), aunque normalmente se usan sólo 2 días.
Para uso diario consideramos la batería con una autonomía de 4 días.
- Profundidad de descarga para los cálculos: Si tenemos una batería de gel, agm o estacionaria podemos considerar una profundidad de descarga del 70%.
Recuerda que las baterías de gel y agm soportan profundidades de descarga más profundas, como luego veremos.
Para nuestro ejemplo pondremos una batería con un 70% de profundidad de descarga (0.7 para la fórmula).
Otro dato importante de la batería será su tensión (12V, 24V 0 48V son las más normales).
Para nuestra instalación usaremos una de 12V.
Con todos estos datos ya podemos calcular, según la fórmula la capacidad de la batería necesaria:
Lógicamente elegiremos una batería que tenga los Ah inmediatamente superiores a los que nos salga en la fórmula, ya que no hay baterías de todos los Ah que queramos.
Veamos otro ejemplo para uso diario.
Una instalación con consumo diario de 5493 Wh/día y que la usaremos a diario (4 días de autonomía).
Decidimos no superar nunca el 20% de su descarga (profundidad de descarga 0.2) y a una tensión de 24V.
Capacidad = (5400wh/día x 4 días) / (0.2 x 24) = 4.500 Ah
Ya ves que es muy importante conocer el consumo diario de nuestra instalación, así como su potencia, por eso tienes una web donde puedes ver las diferentes formas y posibilidades de cálculo de estos datos.
La web es: Consumos y Potencias en Fotovoltaica.
Por ejemplo, aquí te dejamos una estimación que se hace del consumo anual de una vivienda, que es una de las maneras posibles:
Recuerda que es anual y que viene expresado en Kw x hora, no en w x h, por lo tanto para pasar a wh/día debemos multiplicar por 1.000 y dividir la cantidad entre 365 días.
Por ejemplo, si utilizamos el consumo anual estándar:
Consumo diario = (3.500 x 1.000)/365 =9589 wh / día
Según el REBT en su ITC-BT 10, en aquella instalaciones generadoras, como lo son las ISFTV, con una potencia no superior a 10 kW, tan solo es necesario que un electricista acreditado realice una Memoria Técnica de Diseño (MTD) y enviarlo, adjunto al Certificado de Instalación (CI), al organismo o registro competente de la Comunidad Autónoma en cuestión.
OJO 10Kw de potencia o cargas, no de consumo (energía).
Puedes ver todos estos trámites y papeles aqui: Boletín Eléctrico.
Tendríamos que hacer una previsión de potencia con los electrodomésticos de la instalación para ver cúal sería la potencia.
En caso de una instalación ya en marcha, la previsión de potencia nos la marcará el IGA que tenga la instalación, si queremos dejarla igual cuando la instalación se convierta en fotovoltaica.
Para más información sobre esto : Previsión de Cargas.
En aquellas instalaciones generadoras aisladas que sí superen los 10 kW de potencia, será necesario un proyecto, firmado por un técnico competente, normalmente un ingeniero.
Asociación de Baterías
Las baterías solo se deben conectar en serie para sumar las tensiones.Normalmente se conectan en serie los vasos de 2V para conseguirla tensión deseada.
OJO ¡¡¡Nunca conectar las baterías en paralelo!!!.
Teóricamente se sumarían las capacidades, pero en la práctica conectarlas en paralelo reduce drásticamente la vida de las baterías, y siendo la parte más cara de la instalación solar fotovoltaica esto nunca interesa.
En paralelo solo se puede hacer con las baterías de Litio.
Aunque en la vida real nunca se ponen en paralelo verás algún libro (muchos) que las pone en paralelo.
El número de baterías en paralelo lo utilizan de la siguiente manera:
Número de baterías en paralelo = Capacidad Total Necesaria / Capacidad de 1 batería.
Imagina que tenemos baterías de capacidad de 100 Ah, en nuestro caso necesitaríamos poner:
933Ah/100 = 9, 33 = 10 baterías en paralelo.
Pero OJO nunca se hace en las instalaciones reales, solo si no nos queda otro remedio
Tipos de Baterías
Una primera clasificación es en abiertas y cerradas, pero la distinción más importante es si son monoblock o estacionarias.Más abajo tienes una imagen con todos los tipos que vamos a ir explicando para que las veas.
Según el acceso al electrolito tenemos:
- Baterías Abiertas: poseen una tapa con tapones que permite abrir los vasos de la batería para poder rellenar el agua destilada necesaria para su correcto funcionamiento.
Este tipo de baterías exige mantenimiento para vigilar el líquido del electrólito.
- Baterías Cerradas o Selladas: llevan incorporadas una serie de válvulas que liberan los gases producidos en el caso de una carga excesiva (válvula de seguridad VRLA). Estas baterías tienen un menor mantenimiento.
Según el estado del electrolito:
- De Plomo ácido abiertas: su electrolito es un líquido, normalmente ácido sulfúrico, y los electrodos son de Plomo.
Son baterías abiertas y las más económicas, pero deben de utilizarse en ciclos de descarga poco profundos.
Suelen durar entorno a los 400 ciclos de carga y descarga con profundidades de descarga del 20% y con esperanzas de vida útil que van de 2 a 3 años para las más económicas.
Necesitan mantenimiento cada poco tiempo (recargar cada cierto tiempo el líquido con agua destilada).
Aplicaciones fotovoltaicas de consumos medios-bajos y discontinuos.
Luego tenemos las de GEL y AGM, que tienen regulación por válvula (VRLA) por lo que no es necesario echarles agua cada cierto tiempo por lo que son cerradas.
Estas 2 son utilizan como electrolito también Plomo ácido, pero con características diferentes a la anterior vista y por eso tienen una vida y un rendimiento mejor que las de plomo acido abiertas.
- Baterías de GEL: son baterías cerradas con el electrolito gelatinoso anti salpicaduras, no emite gases tóxicos, no requieren ventilación ni mantenimiento.
Son más caras que las de plomo ácido abiertas.
Son las de mayor vida útil y con mayor número de ciclos de carga y descarga.
Selladas y sin mantenimiento.
Mejor respuesta de voltaje frente a la descarga.
Se utilizan para aplicaciones de consumos medios y altos.
Las más utilizadas a día de hoy en las instalaciones fotovoltaicas.
- Baterías AGM o Secas: Estas baterías en lugar de tener el electrolito líquido lo tienen absorbido en unos separadores de fibra de vidrio.
El líquido va absorbido en el interior de una especie de gasas de fibra de vidrio.
Por este motivo también se suelen llamar baterías secas.
Esta tecnología se llama Absorción Glass Mat (AGM).
Son baterías cerradas, no necesitan ventilación y sin mantenimiento hasta 7000 ciclos para las mejores marcas.
Mejor respuesta a corrientes elevadas y descargas profundas.
Ideales para instalaciones solares de consumo medio y para vehículos eléctricos.
Su vida útil ronda los 5 años.
Las AGM y de GEL pueden trabajar horizontal y verticalmente. Las de Plomo líquido solo horizontal.
- Baterías de Litio: Por último hablaremos de las más modernas y que están empezando a reemplazar a todas las demás, las baterías monoblock de Litio.
Ocupan poco espacio, pesan poco, no emiten gases, tienen tiempos de carga más rápidos y se pueden descargar al 90%.
Tenemos 2 tipos, Baterías de Li de Bajo Voltaje (hasta 48V) y las de Alto Voltaje (de 200V a 400V).
Las más usadas actualmente para las instalaciones de viviendas son las de Bajo Voltaje, aunque las que se suponen que van a revolucionar el mercado para las ISFTV son las de alto voltaje, más concretamente la Tesla PowerWall.
Tanto LG como Tesla Fabrican de los 2 tipos.
La desventaja que actualmente tiene este tipo de baterías es su elevado coste.
Sin embargo en un futuro se cree que los fabricantes lo puedan optimizar.
Tesla está empezando a ofrecer este tipo de baterías a muy buen precio.
Otra ventaja de las baterías de litio es el sistema de gestión de la batería y el servicio ininterrumpido con fuente de alimentación autónoma, incluso en caso de fallo de alimentación.
Si quieres saber más sobre este tipo de baterías: Baterías de Litio.
Según la forma de presentación de la batería tenemos: Monobloques o Estacionarias.
Baterías Monobloque o MonoBlock
En su interior contiene varias celdas o vasos conectados en serie y un electrolito común a todos ellos.
Todo va recubierto por un conjunto exterior de un solo bloque con la tapa, tapones y bornes.
Si se estropea una celda hay que cambiar la batería entera ya que los vasos o celdas no son independientes. Pueden ser cerradas o abiertas.
Este tipo de baterías se suelen utilizar en ISFTV pequeñas, con bajos consumos como alarmas, bombillas, videovigilancia, etc.
Si hay algún motor en la instalación que se alimenta no es recomendable este tipo de baterías.
Las monoblock podemos a su vez clasificarlas en función de como es su líquido: de Plomo Ácido, de Gel o de AGM.
Actualmente si queremos baterías para ISFTV de uso habitual y consumos medios o altos se utilizan las estacionarias.
Baterías Estacionarias
Son vasos o celdas independientes, aunque estén conectados en serie, de 2V cada uno y que se pueden sustituir de forma individual.
La combinación de estos vasos nos dará la batería que necesitemos.
Para 12V será una combinación de 6 vasos.
La forma en que se presente el líquido del electrolito nos diferenciará unas de otras.
Tendremos abiertas y cerradas y además de Plomo, de AGM y de GEL.
Las que se comercializan para ISFTV Estacionarias suelen clasificarse en 2 tipos diferentes OPzS y OPzV:
- Las OPzS son de Plomo ácido líquido y abiertas por lo que requieren mantenimiento (normalmente cada 6 meses, depende recomendaciones del fabricante).
Con el fin de poder detectar visualmente el nivel del electrólito, se fabrican los bloques en material translúcido
- Las OPzV son de GEL y cerradas por lo que no requieren mantenimiento.
Son más caras que las OPzS.
Las baterías estacionarias tienen una alta capacidad de almacenamiento energético y permiten crear grandes bancadas de baterías de 12 ó 48V, con una capacidad de acumulación mucho mayor que cualquier batería monoblock.
Gracias a su mantenimiento mínimo, son la solución perfecta para grandes instalaciones fotovoltaicas en viviendas de uso habitual o empresas.
Son las más utilizadas actualmente en las ISFTV por su relación calidad-precio.
Las estacionarias pueden llegar a durar 20 años incluso más o 3.000 ciclos.
Las Partes de una Batería
Si quieres aprender todos los componentes de una instalación fotovoltaica, su cálculo y diseño te recomendamos el siguiente fantástico libro:
Libro Instalaciones Fotovoltaicas
Escrito y Publicado por: Ernesto Rodriguez; Profesor del CIFP Tecnológico Industrial de León (España). email: areatecnologia arroba areatecnologia.com
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