Cálculos asociados a baterías de ciclo profundo para sistemas de energía solar

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Cálculos asociados a baterías de ciclo profundo para sistemas de energía solar

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Escrito por Martes, 20 Abril 2021 10:00
Categoría: Otros

La energía solar es un campo en continuo crecimiento. La demanda de energía renovable se está haciendo cada vez mayor, por la modernización de la sociedad y los deseos de la población de ser más ecológicos.

En el campo laboral, por tanto es un filón a aprovechar. Ser técnico de instalaciones de energía solar es una salida profesional muy destacable y que ahora puedes preparar en cursos femxa sin requisitos de acceso.

En este artículo compartimos contigo las problemáticas de las baterías del modo más práctico posible, con un ejemplo teórico del cálculo de su ciclo de vida útil

La batería es uno de los elementos mas importantes y delicados de una instalación solar, es a quien más hay que proteger y cuidar. Una batería de 12 Voltios que esta por debajo de los 11,5 Voltios esta casi completamente descargada, tal vez este en un 10% de carga restante, pero la cuestión aquí es que encontrar una batería así en un sistema solar, o llegar diariamente a ese voltaje en la descarga diaria, es matar a la batería.

Una batería de 12 voltios, cuando la compramos debe venir con un voltaje no menor a 12,37 volt, que representa casi el 70% de su carga. Si se almacena en temperaturas superiores a los 30ºC, el peligro es mayor, porque la descarga es mas rápida. Los distribuidores de baterías tienen que cargar las baterías constantemente para que no se formen cristales (sulfatos) dentro de ellas y se echen a perder.

Lo importante de las baterías es que sepamos que cuando uno compra una batería esta comprando energía (o la capacidad de almacenar energía) que puede medirse en ciclos, pero los ciclos cambian de acuerdo a la descarga, por lo que no es lo mismo 1800 ciclos al 50% de descarga que 900 ciclos al 70% de descarga.

Cálculo del ciclo de vida de una batería de un sistema de energía solar

El ciclo de vida útil es el factor mas importante de las baterías en un sistema solar, por ejemplo, para una batería Trojan de 6 Voltios 225 Amper ( T-105 comúnmente usada por nosotros en instalaciones) los ciclos con un 50% de profundidad de descarga son unos 1200. Por lo que si todos los días la descargamos hasta un 50% de su carga y la recargamos, nos van a durar 3,2 años en un buen estado. Esto o quiere decir que no duren mas, pueden en esas condiciones seguir aportando energía, pero cada vez será menor. Tal vez a partir del 3 año empieza a brindar un 70% real de su potencia, lo que significa que también aumentará su porcentaje de descarga a mas de un 50%, achicando la vida útil, pero tranquilamente podemos en estas condiciones esperar unos 5 años hasta el recambio.

instalación de paneles de energía solar

Veamos un simple ejemplo Teórico

Tenemos una carga diaria de 5 kW, un inversor en 48 Voltios y reguladores en 48 Voltios, y queremos una autonomía de 2 días (dos días nublados completos).

El cálculo sería el siguiente, 5 kW x 3 días = 15 Kw –> 15 kW = 15.000 Watt

15.000 Watt / 48 Voltios = 312 Amper

312 Amper debería ser la mitad del banco de baterías, por lo que el banco debería ser de 600 amper. Usando baterías de 6 voltios y 225 Amper, estaríamos haciendo 3 paralelos de 8 baterías en serie cada uno (pues el voltaje en serie se suma y la corriente eléctrica se suma en paralelo).

Lo que nos estaría dando 675 Amper x 48 Voltios =  32.400 Watt.

Por lo general, nadie hace esto, por lo costoso que puede resultar, pero sería lo correcto, es donde se encuentra la ecuación de mayor provecho redituable del costo de la batería. Para casos así es conveniente tener un sistema de recarga externo, como un grupo electrógeno o controlar la carga diaria cuando se acercan días nublados.

Lo cierto es que estos datos son importes, al igual que la temperatura de operación, pues arriba de los 27ºC las baterías disminuyen su vida útil, porque las baterías necesitan un poco de calor para su reacción química, pero mucho calor acelera su proceso de desgaste, considerablemente.

Agrego que es importante el torque que se le da a las baterías, para eso debemos usar un torquímetro, que ajustarse a  1,2 kgm o 120 kgs x cm.

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