Batería solar Almacenamiento de energía solar
En la actualidad, a grandes rasgos, sólo se comercializan dos tipos de baterías para aplicaciones de sistemas solares fotovoltaicos (SPV).
Lo son:
Batería de plomo y batería de iones de litio
En este tipo hay principalmente tres variedades:
(a). Tipo inundado( tipos deplaca plana y tubular)
(b). Batería AGM VRLA
(c). Batería VRLA gelificada
De estos tipos, el orden de coste es el de las AGM gelificadas>> inundadas. Pero la mayoría de los ingenieros se decantan por las baterías de válvula regulada por gelatina debido a su mayor duración de los ciclos y a su tolerancia a las altas temperaturas.
Dado que las baterías inundadas requieren un mantenimiento regular, aquellos que pueden supervisar las baterías pueden optar por este tipo. Además, estas baterías emiten gases de hidrógeno y oxígeno, por lo que debe haber suficiente ventilación en el espacio donde se instalan las baterías. Es importante rellenar regularmente el electrolito con agua y mantener la parte superior de las baterías limpia y libre de polvo y salpicaduras de ácido. Si no se dispone de espacios amplios para las baterías, es preferible utilizar baterías selladas y reguladas por válvulas que no requieran mantenimiento.
Las personas que no pueden ocuparse de las tareas de mantenimiento deberían preferir las baterías AGM o de gel de corriente de flotación/carga para el mismo voltaje. Las baterías AGM son más adecuadas para aplicaciones de alta potencia debido a su menor resistencia interna. De estos dos tipos, las baterías AGM son más calientes debido a su mayor eficiencia de recombinación. Esto se debe a las diferencias en las estructuras de los poros de los dos tipos. La vida útil de las baterías depende de varios factores, por lo que los científicos e ingenieros que se dedican a la investigación y el desarrollo de baterías dependen de ciertos procedimientos establecidos en normas industriales como BIS (Indian Standards ), BS (British Standards), IEC (Comisión Electrotécnica Internacional), IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos), etc.
En las pruebas de vida acelerada realizadas con baterías de placa plana y baterías tubulares, la vida se estimó en 21,3 años a 25°C y 27,5 años a 25°C, respectivamente. Estas baterías fueron fabricadas por BAE Batterien GmbH, Berlín. [Wieland Rusch].
Para los ensayos de vida útil acelerada, la norma IEC 60 896-21 requiere temperaturas de ensayo de 40°C y 55 o 60°C y la norma IEEE 535 – 1986 requiere 62,8°C. Se ha realizado un ensayo de vida útil a 62,8°C en los tipos VRLA BAE OPzV (baterías de placas tubulares selladas VRLA), los tipos inundados (VLA) BAE OPzS (baterías de placas tubulares inundadas) y BAE OGi (baterías de placas planas inundadas) y los resultados se indican a continuación. Las baterías se cargaron por flotación a los valores estándar: 2,25V para las VRLA y 2,23V para las inundadas. Durante la prueba se controló el crecimiento de los polos, el aumento de la corriente de flotación y el cambio de la capacidad de 3 horas cada 50 días.
Tabla 1 Resultados de la prueba de esperanza de vida de la batería solar según la norma IEEE 535-1986
[https://www.baebatteriesusa.com/wp-content/uploads/2019/03/Accelerated-Life-time-Tests-Rusch-2005.pdf
http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.611.2155&rep=rep1&type=pdf]
| Vida útil según IEEE 535-1986 | OPzV (Baterías de placa tubular VRLA) | OPzS (Baterías de placa tubular inundada) | OGi (Pilas planas inundadas) |
|---|---|---|---|
| Vida útil a 62,8ºC (días) | 450 | 550 | 425 |
| Vida útil a 20ºC (años) | 34.8 | 42.6 | 33 |
| Vida útil a 25ºC (años) | 22.5 | 27.5 | 21.3 |
Tabla 2 Duración del ciclo de la batería solar de diferentes tipos de baterías de plomo-ácido
Victron energy ofrece los siguientes datos para sus productos (www.victronenergy.com)
| DOD (%) | Vida útil en número de ciclos - Placa plana AGM | Vida útil en número de ciclos - Gel de placa plana | Vida útil en número de ciclos - Gel de placa tubular |
|---|---|---|---|
| 80 | 400 | 500 | 1500 |
| 50 | 600 | 750 | 2500 |
| 30 | 1500 | 1800 | 4500 |
Cuadro 3 Duración del flotador de las baterías AGM, Gel y Gel de larga duración
(www.victronenergy.com)
| La vida flotante | Baterías de ciclo profundo AGM | Baterías de gel de ciclo profundo | Baterías de gel de larga duración |
|---|---|---|---|
| Vida útil a 20ºC (años) | 7-10 | 12 | 20 |
| Vida útil a 30ºC (años) | 4 | 6 | 10 |
| Vida útil a 40ºC (años) | 2 | 3 | 5 |
La GS Yuasa suministra baterías tubulares gelificadas especiales. Algunas innovaciones han prolongado la vida de las baterías estacionarias. Yuasa utiliza la tecnología de nanocarbono para las placas tubulares con tecnología de tubos de vidrio y electrolito de gel de sílice granulado, lo que evita el deterioro de la PAM proporcionando una mayor vida útil (modelos SLC).
En el tipo basado en el Li hay varias químicas:
(a). Baterías Li -NCM o NMC (Litio-Níquel-Manganeso-Cobalto)
(b). Li-NCA (Litio-Níquel-Cobalto-Aluminio)
(c). Li-LMO (óxido de litio-níquel-manganeso)
(d). LFP (fosfato de litio y hierro)
(e). LTO (óxido de litio-titanio)
(f). LCO (óxido de litio-cobalto)
De ellas, las células de fosfato de litio-hierro (LFP) son las preferidas por su coste, seguridad y vida útil moderadamente más larga. Siempre que se trate de cobalto, el coste será mayor. Las baterías a base de níquel son menos costosas. En comparación con las baterías AGM, el coste de la batería LFP es inferior en un 15-25% (https://www.batteryspace.com/LiFePO4/LiFeMnPO4-Batteries.aspx).
Tabla 4 Comparación de las baterías VRLA AGM y de iones de litio
| GS Yuasa (Li-ion (LCO) | Fosfato de litio-hierro (LFP) (Battery Street) | AGM (Exide India Ltd) | AGM (Amararaja) | Microtex Energy Pvt Ltd (Aquira) | |
|---|---|---|---|---|---|
| Batería | (4 * 3,7V=) 14,8V /50Ah1 | (4 * 3,2=)12,8V/47 Ah20 12V 40Ah5 | 12V/65 Ah20 12V/52,5 Ah5 | 12V/65 Ah20 12V/52,5 Ah5 | 12V/65 Ah20 12V/55,25 Ah5 |
| Masa (Kg) | 7.5 | 6.5 | 22 | 20 | 21.3 |
| Dimensiones (mm) | 175*194*116 | 197*131*182 | 174*350*166 | 351*167*165 | 350*166*174 |
| Volumen (litros) | 3.94 | 4.7 | 10.11 | 9.67 | 10.11 |
| Energía específica (Wh/Kg) | 98,7 (tasa de 1h) (batería) (113,6 celdas) | 92,55 (tasa de 20 h) 78,77 (tasa de 5 h) | 35,45(tasa de 20h) 26,5(tasa de 5h) | 39(tasa de 20h) 31,5(tasa de 5h) | 36,6(tasa de 20h) 29,6 (tasa de 5h) |
| Densidad energética) (Wh/L) | 188 | 128 | 77.1 | 80.66 | 77.2 |
| Vida (años) | 10 | 6 | 5-6 | 4-6 | 10 |
| Vida (Ciclos) | 5500 | 2000 | 1000 (50% DOD) ; 2500(30% DOD) (Modelo NXT) | 1300 (30% DOD) (Quanta) | 1450(20% DOD) 500(50% DOD) (Aquira) |
| Impedancia | 0,55mΩ (célula de 3,7V/50Ah) | ≤ 50 mΩ | 8 (batería de 12 V) | 5.1 (12V) | |
| Coste basado en la vida del ciclo x Wh del SLA | 1,5 a 2,0 | 0,75 a 0,85 | 1 | 1 | 1 |
| Coste /kWh ($) | De 900 a 1000 | De 500 a 600 | 100 | 100 | 100 |
1. Microtex Energy https://drive.google.com/file/d/16pjM25En0pyvg6RzpF4N3j1jtwvo7fMb/view
2. Greg Albright et. al., AllCell Tech http://www.batterypoweronline.com/wp-content/uploads/2012/07/Lead-acid-white-paper.pdf
3. https://static1.squarespace.com/static/55d039b5e4b061baebe46d36/t/56284a92e4b0629aedbb0874/14454Mar 201281106401/Fact+sheet_Lead+acid+vs+lithium+ion.pdf
4. https://pushevs.com/2015/11/04/gs-yuasa-improved-cells-lev50-vs-lev50n/
https://www.batterystreet.be/etiketten/160332_BStreet_CataloogEN_2016_LowR_.pdf
5. NXT https://docs.exideindustries.com/pdf/industrial-export-batteries/products/ups-batteries/12v-agm-vrla-catalogue.pdf
6. https://www.amararajabatteries.com/Files/Products/Quanta%20Catalogue.pdf
Tabla 5. Comparación de la tecnología de las baterías
| Plomo ácido inundado | VRLA plomo-ácido | Iones de litio (LiNCM) | |
|---|---|---|---|
| Densidad energética (Wh/L) | 80 | 100 | 250 |
| Energía específica (Wh/Kg) | 30 | 40 | 150 |
| Mantenimiento regular | Sí | No | No |
| Coste inicial ($/k Wh) | 65 | 120 | 600 |
| Ciclo de vida | 1,200 @ 50% | 1.000 @ 50% DoD | 1.900 @ 80% DoD |
| Ventana típica del estado de carga | 50% | 50% | 80% |
| Sensibilidad a la temperatura | Se degrada significativamente por encima de los 25ºC | Se degrada significativamente por encima de los 25ºC | Se degrada significativamente por encima de los 45ºC |
| Eficiencia | 100% @ tasa de 20 horas, 80% @ tasa de 4 horas, 60%@ tasa de 1 hora | 100% @ tasa de 20 horas, 80% @ tasa de 4 horas, 60%@ tasa de 1 hora | 100% @ tasa de 20 horas, 99% @ tasa de 4 horas, 92%@ tasa de 1 hora |
| Incrementos de tensión | 2V | 2V | 3.7V |
La eficiencia con la que funcionan las baterías en el sistema solar fotovoltaico no es del %. Una parte de la energía se pierde en el proceso de ciclismo. En el caso de las baterías de plomo-ácido, la eficiencia es del 80 al 85 % y en los sistemas de Li la cifra es
Del 95 al %. Esto equivale a decir que si el SPV produce 1000 Wh de energía, las células de plomo-ácido pueden almacenar un máximo de 850 Wh mientras que las células de Li pueden almacenar 950 Wh.
Una batería de iones de litio Yuasa de 3,7 V * 4= 14,8V/50Ah (tasa de 1 h) pesa 7,5 kg. El volumen es (17,5*19,4*11,6) 3,94 litros. La capacidad de Wh es de 14,8*50= 740. La energía específica es de 740 Wh / 7,5 kg = 98,7 Wh/kg. La densidad energética es de 740/3,94= 187,8 Wh/litro. [https://www .lithiumenergy.jp/en/Products/index.html]
Una batería Exide AGM VRLA de 12V/65Ah de capacidad pesa 13,8 kg y las dimensiones son 17*17*19,7 cm y el volumen es de 5,53 litros. La capacidad de Wh es de 12*65=780 Wh. La energía específica es de 780 Wh / 13,8 kg =56,5 Wh/kg. La densidad energética es de 780/5,53=141,0 Wh/litro. [https://docs .exideindustries.com/pdf/industrial-export-batteries/products/inverter-batteries/agm-vrla.pdf]
Batería de fosfato de hierro y litio:12V/47 Ah 6,5 kg.197*131*182 mm. 4,7 litros. 109 Wh/kg. 128 Wh/litro.
48V/30 Ah ReLion 3995 USD (https://relionbattery.com/insight) 1339,5 USD (https://relionbattery.com/insight-echnology)
¿Qué batería solar recargable es la más adecuada para el almacenamiento de energía solar?
Puntos a tener en cuenta en la elección de las baterías solares domésticas
Supuestos:
Sistema autónomo
Uso diario de energía: 30 vatios al día = 30 W*24 h = 720 Wh.
Supongamos que la tensión del sistema es de 12 V.
Cuatro días sin sol (4 días de autonomía)
La corriente sería
30 W /12 V= 2,5 amperios*24 horas al día * 5 días (4 días sin sol incluidos) = 300 Ah a una tasa de descarga de 2,5 A.
(Nota: Pero una batería de capacidad 200 Ah puede entregar 300 Ah (50% extra) si se descarga durante 120 horas a 2,5 amperios, es decir, 2,5 amperios durante 5 días. Ahora no lo tenemos en cuenta)
Por lo tanto, la batería seleccionada sería de 300 Ah a una tasa de 10 h
Capacidad del banco de baterías solares:
Velocidad de descarga y capacidad
LAB: Las baterías de plomo entregan diferentes porcentajes de energía a diferentes corrientes; cuanto mayor sea la corriente de descarga, menor será la capacidad de salida.
(Véase el cuadro siguiente)
LIB: Diferencia insignificante
Tabla 6. Velocidad de descarga y capacidad de salida Batería de plomo (LAB)
| Duración del alta (horas) | Tensión de corte para la batería de 12V (V) | Porcentaje de capacidad disponible |
|---|---|---|
| 120 | 10.8 | 150 |
| 20 | 10.8 | 115 |
| 10 | 10.8 | 100 |
| 5 | 10.8 | 85 |
| 3 | 10.5 | 72 |
| 1 | 9.6 | 50 |
Por lo tanto, tenemos que seleccionar una batería adecuada en función de la capacidad y la duración para la que se requiere la copia de seguridad.
Hemos seleccionado una batería de 300 Ah para una reserva de 5 días de duración continua a 30 W.
Corrección de la temperatura para la capacidad de descarga de las baterías solares de reserva
Batería de plomo: El factor de corrección aproximado para la temperatura puede tomarse como 0,5 % por grado C
Batería de iones de litio: No es necesario
La capacidad nominal se da a 27ºC en la India. Pero si la temperatura de funcionamiento se aleja de la temperatura de referencia, tenemos que aumentar o disminuir la capacidad Ah en consecuencia, en el caso de LAB. Cuanto menor sea la temperatura, menor será la capacidad.
En nuestros cálculos, tomamos entre 25 y 30ºC como temperatura y no es necesario aplicar correcciones.
Batería solar Corrección de la pérdida de eficiencia en la transferencia de la energía solar fotovoltaica a la batería y al inversor
Corrección de la pérdida de eficiencia en la transferencia del SPV a la batería y al inversor
Batería de plomo: 15 % de pérdida
Batería solar de iones de litio: 5 % de pérdida
Suponiendo que se ha seleccionado una batería de 300 Ah y si se aplica el factor de corrección, la capacidad necesaria se elevaría a 345 Ah (300*1,15). Por lo tanto, esta batería proporcionaría la corriente necesaria, teniendo en cuenta la ineficiencia mencionada anteriormente.
Límite de profundidad de descarga (DOD) de los sistemas de baterías solares:
Batería de plomo: : 80 %
Batería solar de litio: 80 %.
Este aspecto aumentará aún más la capacidad requerida a 345 /0,8 = 431 Ah
Factor de sobrecarga de la batería solar (capacidad de reserva de emergencia)
Batería de plomo: 5 %.
Batería de iones de litio: 5 %.
Para considerar la sobrecarga, hay que añadir entre el 5 y el 10 % de la capacidad obtenida en el paso (d) anterior.
Así que la capacidad sería de 431*1,05 = 452 Ah.
Digamos que se necesitaría una batería de 12V 450 Ah
Factor de fin de vida de la batería solar:
Se considera que la batería de plomo-ácido (o cualquier tipo de batería) ha llegado al final de su vida útil si la capacidad ha alcanzado el 80 %.
Así que tenemos que añadir otro 25 % extra. Así que la capacidad sería de 450/0,8 o 450*1,25 = 562 Ah. Se seleccionará la batería de mayor capacidad. Se puede optar por dos números de baterías de 200 o 225 Ah en paralelo.
Batería solar - Tiempo de carga
El tiempo de carga depende de la salida anterior. Entre un 10 y un 15% más de Ah será suficiente para una carga completa. El tiempo de carga del SPV depende de la irradiación solar y en cualquier país de clima tropical, el sol brilla desde las 6:00 AM hasta las 5:00 PM. La eficiencia coulómbica (o eficiencia Ah) de una batería de plomo-ácido es de aproximadamente el 90% y la eficiencia energética (o eficiencia Wh) es del 75%. Por otro lado, la eficiencia de carga de la batería de iones de litio es del 95 al 99%.
Batería solar - Facilidad de instalación
Ambos tipos de baterías, la de plomo y la de iones de litio, pueden instalarse sin ninguna dificultad. Las baterías deben estar protegidas de las olas de calor y de los vientos de alta velocidad.
¿Qué batería solar cuesta más a largo plazo?
La consideración del coste le llevará al tipo de plomo-ácido como se ha dado al principio. Si se considera que el coste de la batería de plomo es del 100 % (por kWh), la batería de iones de litio costará entre el 500 y el 1000 % (de 5 a 10 veces más cara con las tarifas vigentes, en 2020).
Esperanza de vida de la batería solar
Si se considera que la vida de la batería de plomo-ácido es del %, la batería de iones de litio (no LFP) durará al menos el doble, mientras que la vida de la batería de iones de litio LFP no es tan larga como la de otras químicas de iones de litio. Sin embargo, hay que tener en cuenta que la inversión en baterías de iones de litio requiere inversiones adicionales en costosos y sofisticados sistemas de gestión de baterías.
¿Cuántos vatios de paneles solares para cargar la batería solar de 12V?
¿Cuántos vatios solares para cargar la batería de 12 V?
La respuesta correcta: La potencia del panel SPV necesaria depende de la capacidad de la batería.
Un panel solar para batería solar de 12V (la mayoría de los paneles solares fotovoltaicos tienen una potencia de 12V) proporciona una tensión de fuente de 13,6 a 18V. La potencia puede ser de cualquier valor, pero, cuanto mayor sea la potencia, menor será la duración de la recarga de una batería. Del mismo modo, cuanto mayor sea la intensidad de la radiación solar, mayor será la corriente producida. La mayoría de los paneles de 100 vatios y 12 voltios tienen en realidad 30 o 32 células que generan unos 0,5 V cada una, todas conectadas en serie para producir entre 16 y 18 voltios en circuito abierto. Se reducirá a unos 15 voltios cuando se conecte la carga.
¿Cuántos amperios puede producir un panel solar de 12V/100W?
Aunque el panel está clasificado como de 12 V, producirá unos 18 V y así:
La corriente en amperios producida = 100 W/18 V = 5,5A.
Ahora conocemos la tensión y la corriente que suministra el panel solar fotovoltaico durante las horas de sol.
Pero no podemos conectar la salida del panel solar fotovoltaico directamente a los terminales de la batería. Aquí, los controladores de la carga vienen en busca de ayuda. La batería se introduce entre el regulador de carga y el inversor. La salida del panel solar fotovoltaico se conecta al regulador de carga.
El controlador de carga ayuda a controlar la cantidad de energía almacenada en las baterías para evitar la sobrecarga. Los controladores de carga también protegen la batería de la sobredescarga y la sobrecarga.
Dependiendo de la capacidad en amperios-hora (Ah) de la batería, la duración variará para una carga completa. Si se supone que la radiación solar está disponible durante 7 horas, el aporte para la batería sería de 7 x 5,5 A = 38,5 Ah;
El hecho de que la batería solar esté completamente cargada o no depende de la salida anterior de la batería. Si la salida anterior es inferior a 38,5 Ah, podemos asumir con seguridad que la batería se ha cargado completamente. Tenga en cuenta que la eficiencia coulómbica (o eficiencia Ah) de una batería de plomo-ácido es de aproximadamente el 90% y la eficiencia energética (o eficiencia Wh) es del 75%.
Por lo tanto, la entrada real sería 38,5 Ah *0,90 = 34,65 Ah. La eficiencia en vatios-hora tendría un valor inferior, dependiendo de la tensión de salida del panel solar fotovoltaico.
Si se necesita más corriente (amperios) para una carga rápida, se pueden conectar más paneles solares fotovoltaicos en paralelo.
También hay que tener en cuenta la aceptación actual de la batería.
Aquí, los controladores de carga vienen en busca de ayuda
Del mismo modo, para un panel solar fotovoltaico portátil de 10 W (utilizado en una linterna portátil con una batería de 12V/7Ah), la corriente producida será de 10 W/ 18V = 0,55 A
¿Cómo conectar un panel solar de 24V a una batería solar de 12V?
Como es habitual, el panel solar fotovoltaico se conecta a la batería a través de un controlador de carga (o un controlador de carga MPPT, controlador de carga de seguimiento del punto de máxima potencia). Mientras haya un controlador de carga, no hay que preocuparse por la salida de tensión más alta. Pero hay que tener cuidado de que no se supere la Imax especificada en la parte posterior del panel. Por supuesto, la batería solar recibirá una carga rápida controlada.
Nota: Un regulador de carga MPPT o de seguimiento del punto de máxima potencia es un convertidor electrónico de CC a CC que optimiza la correspondencia entre los paneles solares fotovoltaicos y el banco de baterías o la red eléctrica. Es decir, convierten una salida de corriente continua de alto voltaje procedente de los paneles solares y otros dispositivos similares, como los generadores eólicos, en el voltaje más bajo necesario para cargar las baterías.
¿Cómo conectar los paneles solares a la batería?
El panel solar fotovoltaico no debe conectarse directamente a la batería, a menos que se trate de un panel específico para esa batería. Entre el panel solar fotovoltaico y la batería se inserta un sencillo regulador de carga para el buen funcionamiento del sistema.
¿Cómo calcular el panel solar, la batería y el inversor?
¿Cómo calcular el tamaño del panel solar y la batería?
El primer paso es conocer las necesidades de carga del usuario.
a. Tubo de luz de 40 W
b. Ventilador de techo 75 W
c. Bombillas LED (3Nos. * 5W) 15 W
d. Portátil 100 W
Calcula la potencia total y también la duración del uso de los aparatos.
Supongamos que el total es de 230 vatios. En todo momento se tiene en cuenta el 50% de uso. La duración del uso se considera de 10 horas.
Por tanto, las necesidades de energía de los aparatos serán = (230/2) W * 10 h = 1150 Wh al día.
Multiplica el total de vatios-hora diarios que necesitan los aparatos por 1,3 (la energía que se pierde en el sistema) 1150*1,3= 1495 Wh, redondeado a 1500 Wh (Esta es la potencia que deben suministrar los paneles solares fotovoltaicos).
Requisitos de los paneles solares fotovoltaicos
Suponiendo que la necesidad de energía (Wh) para 10 horas será = 1500 Wh. La irradiación en verano puede ser de 8 a 10 horas. En invierno y en días nublados, la duración del sol puede ser de 5 horas. Tomamos el primer valor para calcular la necesidad de energía del panel
Por lo tanto, la potencia de SPV necesaria es de 1500 Wh/ 10 h de sol = 1500 W.
Por término medio, un solo panel solar fotovoltaico de 12V/100W producirá unos 1000 vatios-hora (Wh) de carga (10 horas* 100 W). Por lo tanto, el número de paneles solares fotovoltaicos necesarios = 1500 Wh /1000 Wh = 1,50, redondeado a 2 paneles de 12V/100 W. Necesitamos paneles solares fotovoltaicos de 200 W, es decir, 2 paneles en paralelo. O se puede utilizar un panel de 360 W.
Si tomamos 5 horas de insolación solar, podemos necesitar 1500 Wh/500 Wh = 3 paneles en paralelo o se puede utilizar un panel solar fotovoltaico de 360 W.
Nota:
Este rendimiento solar fotovoltaico puede no ser suficiente en invierno, ya que hemos tomado 10 h de insolación solar para el cálculo. Pero en estos últimos cálculos, tomamos 2 días sin sol y así la salida puede no ser un problema en invierno. Tenemos que asumir este riesgo para evitar un aumento del coste de los paneles solares fotovoltaicos.
Para un panel solar fotovoltaico de 100 W, se aplican los siguientes parámetros
Potencia máxima (Pmax) =100 W
Tensión de máxima potencia (VAmp = 18 V
Corriente de máxima potencia (IMP) = 5,57 A (100 W/17,99 V)
Tensión en circuito abierto (VOC) =21,84 V
Corriente de cortocircuito (ISC) = 6,11 A
Eficiencia del módulo (bajo STC) = 13,67%.
Fusible máximo sugerido = 15 A
La eficiencia del panel solar fotovoltaico cuenta para determinar la superficie de los paneles solares. Cuanto menor sea la eficiencia, mayor será la superficie necesaria. Las eficiencias de los paneles disponibles en el mercado varían entre el 8 y el 22 %, todo depende del coste del panel solar fotovoltaico.
Dimensionamiento de la batería solar doméstica
Esta es la parte más difícil del ejercicio de dimensionamiento. Pero un simple cálculo mostrará que necesitamos una batería de 12V/125Ah. ¿Cómo?
1500 Wh / 12 V = 125 Ah (Recuerda que Wh = Ah *V. Ah = Wh/V).
Pero hay varias ineficiencias que debemos tener en cuenta antes de finalizar la capacidad de la batería. Lo son:
a. Corrección por la pérdida de eficiencia en la transferencia de energía del panel solar fotovoltaico a la batería y al inversor (15 a 30 %. Se ha tenido en cuenta al calcular las necesidades totales de Wh 1200Wh se convirtieron en 1560 Wh, tomando un 30% de pérdida en la sección «¿Cómo calcular el panel solar, la batería y el inversor?» anterior).
b. Límite de DOD seguro: (80 %. El factor 1,0 se convierte en 1/0,8= 1,25 ) (Nota: La mayoría de los profesionales consideran que el límite de profundidad de descarga (DOD) seguro es el 50 %. Es demasiado bajo). Además, está previsto que haya cuatro días sin sol. Para el 50 % del final de la vida útil del DOD, el factor sería 1/0,5= 2.
c. Factor de sobrecarga (capacidad de reserva de emergencia) (5 %. El factor 1,25 se convierte en 1,25*1,05 =1,31).
d. Factor de fin de vida: (80%. Cuando la batería alcanza el 80 % de su capacidad nominal, se dice que la vida útil ha llegado a su fin. Así, el factor 1,31 se convierte en 1,31/0,8 o 1,31*1,25 = ~1,64).
Por lo tanto, la capacidad de la batería sería casi dos veces = 125*1,64= ~ 206 Ah a un ritmo de 10 horas. La capacidad disponible más cercana sería de 12V/200Ah a un ritmo de 10 h.
Nota:
- Hemos calculado sólo para un día, es decir, 10 horas diarias.
- Hemos supuesto que el 50% de la carga total de 2
- No hemos tenido en cuenta los días sin sol (o sin sol).
- Normalmente todos los profesionales toman de 3 a 5 días de autonomía (es decir, días sin sol);
- Si tomamos incluso 2 días de autonomía, la capacidad de la batería sería de 200 + (200*2) = 600 Ah.
- Podemos utilizar tres números de baterías de 12V/200 Ah en paralelo. O podemos utilizar seis números de células de 2V de alta resistencia de 600 Ah de capacidad en serie.
Dimensionamiento del inversor de conexión a red
La potencia de entrada del inversor debe ser compatible con la potencia total en vatios de los aparatos. El inversor debe tener la misma tensión nominal que la batería. Para los sistemas autónomos, el inversor debe ser lo suficientemente grande como para manejar la cantidad total de vatios que se utiliza. La potencia del inversor debe ser aproximadamente un 25% mayor que la potencia total de los aparatos. Si se incluyen en el circuito electrodomésticos con picos de tensión, como lavadoras, compresores de aire, batidoras, etc., el tamaño del inversor debe ser como mínimo 3 veces la capacidad de esos electrodomésticos para hacerse cargo de la corriente de choque durante el arranque.
En el cálculo anterior, la potencia total es de 230 W (es decir, a plena carga). Si incluimos un margen de seguridad del 25%, la potencia del inversor sería de 230*1,25 = 288 W.
Si no incluimos los electrodomésticos de punta como las lavadoras, etc., el inversor de 12V/300 W es suficiente. De lo contrario, tendremos que optar por un inversor de 1000 W (o 1 kW).
Dimensionamiento del regulador de carga solar
El regulador de carga solar debe ajustarse a la potencia del campo fotovoltaico y de las baterías. En nuestro caso estamos utilizando paneles solares de 12V/300 Watts. Para obtener la corriente, divida 300 W entre 12 V = 25 A y, a continuación, identifique el tipo de regulador de carga solar adecuado para su aplicación. Tenemos que asegurarnos de que el regulador de carga solar tiene suficiente capacidad para manejar la corriente del conjunto fotovoltaico.
Según la práctica habitual, el dimensionamiento del regulador de carga solar consiste en tomar la corriente de cortocircuito (Isc) del conjunto fotovoltaico y multiplicarla por 1,3
Capacidad del regulador de carga solar = Corriente total de cortocircuito del campo fotovoltaico = (2*6,11 A) x 1,3 = 15,9 A.
Teniendo en cuenta el cálculo de la potencia indicada anteriormente, el controlador de carga debería ser de 12V/25 A (sin máquinas de punta como las lavadoras, etc.)
¿Cómo cargar la batería con un panel solar?
¿Cómo cargar baterías de plomo de 12 V con un panel solar?
¿Se puede cargar la batería de un coche con paneles solares?
El primer punto a tener en cuenta es que debe haber compatibilidad entre la batería y el panel solar fotovoltaico. Por ejemplo, el panel solar fotovoltaico debe ser de 12V si quieres cargar una batería de 12V. Todos sabemos que una energía solar fotovoltaica con una potencia de 12 V/100 vatios producirá casi 18 V de tensión en circuito abierto (VOC) y 16 V de tensión de potencia máxima (VAmp) y una corriente de potencia máxima (IMP) de 5,57 A (100 W/17,99 V)
Una vez conocidos o disponibles los valores nominales de tensión y capacidad de la batería, se pueden seguir los cálculos indicados en la sección anterior.
El aspecto más importante es que la batería no debe conectarse directamente al panel solar fotovoltaico. Como ya se ha dicho, hay que utilizar un regulador de carga y un inversor de potencia adecuada.
O
Si el usuario puede controlar la tensión de los bornes de la batería (TV) (es decir, ir tomando lecturas de la tensión de los bornes de la batería cada cierto tiempo), el panel solar fotovoltaico puede conectarse directamente a la batería. Una vez que la batería se cargue por completo, la carga debe terminarse. Los criterios de carga completa dependen del tipo de batería. Por ejemplo, si se trata de una batería de plomo-ácido de tipo inundado, la tensión de carga puede llegar a 16 V o más para una batería de 12 V. Pero si es del tipo regulado por válvula (el llamado tipo sellado), el voltaje en ningún momento debe superar los 14,4 para una batería de 12V.
¿Cómo conectar la batería al panel solar?
¿Cómo conectar los paneles solares a las baterías de los vehículos recreativos?
El cableado del panel solar fotovoltaico para vehículos recreativos (RV) es el mismo que el de otros paneles SPV. El panel solar fotovoltaico no debe conectarse directamente a las baterías. La autocaravana tendrá su propio controlador de carga y otros componentes del sistema, como en el SPV de tejado.
En función de la potencia de la energía solar fotovoltaica (sobre todo, de la tensión), hay que realizar las conexiones de las baterías. Si la salida de la energía solar fotovoltaica es de 12 V, se puede conectar una batería de 12 V mediante un regulador de carga adecuado. Si tiene más baterías de 12V como repuesto, estas baterías de repuesto se pueden conectar al SPV en paralelo con la batería ya conectada. Nunca los conectes en serie.
Si tienes dos números de baterías de 6 V, conéctalas en serie y luego al panel solar fotovoltaico
Si la tensión de salida del panel solar fotovoltaico es de 24 V, puede conectar dos números de baterías de 12 V en serie.
¿Merece la pena adquirir una batería solar?
Sí, merece la pena adquirir una batería solar. Las baterías solares están diseñadas especialmente para aplicaciones solares, por lo que tienen una vida útil más larga que otros tipos de baterías de plomo-ácido. Pueden soportar temperaturas de funcionamiento más elevadas y ofrecer una mayor vida útil para la aplicación prevista de baja descarga. Además, son del tipo regulado por válvulas, por lo que el coste de mantenimiento es casi nulo. No es necesario hacer la adición periódica de agua en las celdas.
Si se refiere al sistema solar fotovoltaico, la respuesta es: ¿Dónde quiere utilizarlo? ¿Es un lugar lejano sin conexión a la red eléctrica? Entonces es definitivamente rentable y rentable.
Salvo la parte de la batería, todos los demás componentes tienen una vida útil de más de 25 años. El beneficio económico final que proporciona la energía solar superará con creces cualquier precio que pague por ella.
El periodo de amortización del coste depende principalmente del coste de la electricidad de las DISCOM.
¿Son rentables las baterías solares?
Periodo de amortización = (Coste total del sistema – Valor de los incentivos) ÷ Coste de la electricidad ÷ Consumo anual de electricidad
Para un sistema solar fotovoltaico de 1 kW, el coste de referencia es de 65.000 rupias. La subvención del gobierno es de 40.000 rupias.
Puedes tener tus propios cálculos.
¿Cómo evitar que un panel solar sobrecargue una batería solar?
Todos los cargadores están fabricados con buenas prácticas de fabricación. Cuando se conecta un controlador de carga entre el panel SPV y la batería, no hay que preocuparse por los cargadores.
Sin embargo, un rastreador digital del punto de máxima potencia(MPPT) es una buena opción en lugar de un simple controlador de carga. Un MPPT es un convertidor electrónico de CC a CC que optimiza la correspondencia entre el conjunto solar (paneles fotovoltaicos) y el banco de baterías. Detecta la salida de corriente continua de los paneles solares, la convierte en corriente alterna de alta frecuencia y la reduce a un voltaje y una corriente de corriente continua diferentes para adaptarse exactamente a las necesidades de energía de las baterías. A continuación se explica el beneficio de tener un MPPT.
¿Cuál es el mejor cargador de batería solar?
La mayoría de los paneles fotovoltaicos se construyen para una salida de 16 a 18 voltios, aunque la tensión nominal del panel fotovoltaico sea de 12 V. Pero una batería nominal de 12 V puede tener un rango de tensión real de 11,5 a 12,5 V (OCV) dependiendo del estado de carga (SOC). En condiciones de carga, hay que suministrar un componente de tensión adicional a la batería. En los reguladores de carga normales, la potencia extra producida por el panel SPV se disipa en forma de calor, mientras que un MPPT detecta las necesidades de la batería y proporciona una mayor potencia si el panel SPV produce una mayor potencia. De este modo, se evitan el despilfarro, la infracarga y la sobrecarga mediante el uso de un MPPT.
La temperatura afecta al rendimiento del panel SPV. Cuando la temperatura aumenta, la eficiencia del panel SPV disminuye. (Nota: Cuando el panel SPV se expone a una temperatura más alta, la corriente producida por el panel SPV aumentará, mientras que la tensión disminuirá. Como la disminución de la tensión es más rápida que el aumento de la corriente, la eficiencia del panel SPV disminuye). Por el contrario, a temperaturas más bajas, la eficiencia aumenta. A temperaturas inferiores a 25°C (que es la temperatura de las condiciones estándar de ensayo (STC)), la eficiencia aumenta. Pero la eficiencia se equilibrará a largo plazo.
¿Cómo calcular el tiempo de carga de la batería solar por el panel solar?
De entrada, debemos saber
1. El estado de carga (SOC) de la batería
2. Capacidad de la batería y
3. Características de salida del panel SPV.
El SOC indica la capacidad disponible de la batería. Por ejemplo, si la batería está cargada al 40 %, decimos que el SOC es del 40 % o del factor 0,4. Por otro lado, la profundidad de descarga (DOD) indica la capacidad ya eliminada de la batería. En el ejemplo anterior del 40 % de SOC, la DOD es del 60 %.
SOC + DOD = 100 %.
Una vez que conocemos el SOC, podemos decir cuánta energía hay que suministrar a la batería para que se cargue completamente.
¿Cómo se carga la batería solar?
Si la salida del panel fotovoltaico es de 100 W y la duración de la carga es de 5 horas, la entrada en la batería es de 100 W*5h = 500 Wh. Para una batería de 12V, esto significa que hemos dado una entrada de 500 Wh/12V = 42 Ah. Suponiendo que la capacidad de la batería sea de 100 Ah, significa que hemos cargado hasta el 42 % de SOC, si la batería se hubiera descargado por completo. Si la batería estuviera descargada sólo en un 40 % (40 %DOD, 60 % SOC), esta entrada es suficiente para una carga completa.
La forma adecuada es incluir un controlador de carga, que se encargará de la carga de la batería.
¿Qué tamaño de panel solar para una batería de 7 Ah?
Un panel SPV de 12V-10 Wp es bueno para una batería VRLA de 7,5Ah. Se debe incluir en el circuito un controlador de carga de 12V-10A. El controlador de carga tendrá disposiciones para seleccionar los ajustes de tensión de desconexión de la batería (11,0 ± 0,2 V o según se requiera) y de reconexión (12,5 ± 0,2 V o según se requiera). La batería VR se cargaría a 14,5 ± 0,2 V en modo de tensión constante.
Un panel de 10 W dará 10Wh (0,6A @ 16,5V) durante una hora
en condiciones de prueba estándar
(1000W/m2 y 25°C – equivalente a una hora de sol «pico»). Para unas 5 horas equivalentes de sol en verano dará 50 Wh. Por lo tanto, se introducirá en la batería un aporte de 50 Wh/14,4 V =3,47 Ah.
¿El panel solar cargará completamente una batería solar?
El panel solar por sí solo nunca debe utilizarse para cargar una batería. Como se ha descrito anteriormente, se debe intercalar un regulador de carga del panel solar fotovoltaico entre el panel y la batería. El controlador de carga se encargará de completar la carga.
¿Cuántos paneles solares y baterías para alimentar una casa?
No hay una respuesta directa a esta pregunta porque cada hogar tiene sus propias necesidades de energía. Dos viviendas del mismo tamaño pueden tener necesidades energéticas totalmente diferentes.
Por lo tanto, siga el proceso que se indica a continuación para obtener las especificaciones adecuadas para el panel solar fotovoltaico, las baterías y los reguladores de carga.
Paso 1. Calcula las necesidades diarias de energía y las necesidades energéticas del hogar.
Tabla 7. Necesidades diarias de potencia y energía
| Electrodomésticos | Electrodomésticos/Electrodomésticos | Nos. | Total W | 5 Horas de uso y necesidad total de Wh al día |
|---|---|---|---|---|
| Bombillas LED | 10W | 10 | 100 | 5 Horas; 500 Wh o 0,5 kWh o unidad (15 kWh al mes) |
| Ventiladores de techo | 75W | 3 | 225 | 5 Horas; 1,25 unidades (15+37,5=52,5 kWh al mes) |
| Luces de tubo | 40W | 4 | 160 | 5 Horas; 0,8 kWh (52,5+24=76,5 kWh al mes) |
| Ordenador portátil | 100W | 1 | 100 | 10 horas; 1,0 unidad (76,5+30=106,5 kWh al mes) |
| Nevera | 300W (200 Litros) | 1 | 300 | 5 horas; 1,5 unidades (106,5+45=152 kWh al mes) |
| Lavadora | 1000W | 1 | 1000 | 1 hora; 1 unidad (152+30=182 kWh al mes) |
1. Necesidades totales de energía por día = 182 kWh / 30 días = 6,07 kWh Digamos, 6000 Wh
2. Pero en cualquier momento no se utiliza la totalidad de los 6000 Wh anteriores. Así que hay que calcular la necesidad media en Wh. Podemos tomar el 50% de 6000 = 3000 Wh.
Paso 2. Calcular las necesidades diarias de energía de los paneles solares de la vivienda.
- 3000 Wh / 5 horas = se necesitan 600 W o 0,6 kW de panel.
- Pero hay que tener en cuenta la eficiencia del panel SPV. Así que divide este valor por 0,9. Obtenemos 0,6/0,9 = 666 Wh
- Podemos seleccionar cuatro paneles de 365 W (PMax = 370 W) (por ejemplo, LG365Q1K-V5). Cuando se utilizan dos en paralelo y dos en serie, tenemos de 1380 (WRated) a 1480 (W@40C°) a una tensión de 74,4 (VMPP). a 87,4 V (VOCV). La corriente nominal del conjunto es de 19,94 A
Paso 3. Calcular las necesidades de energía de la batería solar
1. Las baterías pueden descargarse en un 80% sólo en aplicaciones solares fotovoltaicas. Así que divide este Wh por 0,8; 6300/0,8 =7875Wh
2. De nuevo, para el stock de reserva (no domingos – 2 días), tenemos que multiplicar esto por 1+2 = 3. Por lo tanto, los Wh de batería necesarios son 7875 Wh*3 = 23625 Wh.
3. Para convertir estos Wh en Ah, tenemos que dividir los Wh por el voltaje de la batería que vamos a adquirir. 23625 Wh /48 V= 492 Ah. O 23625 /72 = 328 Ah.
- Si elegimos el sistema de 48 V, entonces la
Marca Microtex
6 OPzV420 Solar tubular gel VRLA es la batería ideal (24 números de celdas de 2V de 512 Ah @ C10) diseñada exclusivamente para aplicaciones solares. Si elegimos el sistema de 72 V, entonces el tipo de 6 OPzV300 (36 números de células de 2V de 350 Ah @ C10) es bueno.
- Si elegimos el sistema de 48 V, entonces la
- Si queremos baterías AGM VRLA para sistemas de 48V, entonces las baterías de la marca Microtex de seis números de batería M 500V (8V, 500 Ah @ C10) es la batería ideal especialmente diseñada para aplicaciones solares de larga duración. Si elegimos el sistema de 72 V, entonces la marca Microtex nueve números de tipo M 300 V (8V, 300 Ah @ C10) es buena
Estas baterías son compactas y se pueden apilar en bastidores horizontales, y ocupan poco espacio
Paso 4. Calcular las especificaciones del controlador de carga
Como utilizamos una batería de 48 V (24 celdas) de capacidad nominal, necesitamos un controlador de carga de 2,4 V*24 = 57,6 V. Con un regulador de carga Classic 150 de MidNite Solar, la corriente de carga será de 25,7 A a una tensión de carga de 57,6 V (para una batería de 48 V).
Si utilizamos una batería de 72 V (36 celdas) de capacidad nominal, necesitaremos un controlador de carga de 2,4 V*36 = 86,4 V. Con un regulador de carga Classic 150 de MidNite Solar, la corriente de carga será de 25,7 A para este voltaje, la corriente de carga de la batería será de 25,7 A. Un problema con el sistema de baterías de 72 V es que tenemos que añadir un panel más en serie; así que hay que adquirir un total de 6 paneles (en lugar de 4). Por lo tanto, es mejor optar por un sistema de baterías de 48 V.
En cuanto a las necesidades de corriente de carga-descarga, dado que utilizamos un MPPT de 150V/ 86 A, las corrientes de carga-descarga serán correctamente atendidas por el MPPT.
Pero los fabricantes exigen una tensión de carga de 2,25 a 2,3 V por célula (Vpc), la tensión de carga puede ajustarse a los niveles de tensión especificados.
¿Cómo utilizar la energía solar sin pilas?
No es aconsejable utilizar los paneles SPV directamente, a menos que el voltaje del conjunto y el aparato sean compatibles, es decir, el aparato debe ser del tipo DC.
De lo contrario, siempre debería haber un controlador de carga PWM o un sofisticado MPPT.
Cuando no hay una batería para almacenar la energía, tenemos que vender la energía producida en exceso al DISCOM local. Así que tiene que ser un sistema SPV conectado a la red.
Abengoa, una empresa de energías renovables con sede en España, ya ha construido varias plantas solares que almacenan el exceso de energía en sales fundidas, que pueden absorber temperaturas extremadamente altas sin cambiar de estado. Recientemente, Abengoa ha conseguido otro contrato para construir una planta de almacenamiento solar de 110 megavatios basada en sales en Chile, que debería ser capaz de almacenar 17 horas de energía en reserva. [ https://www.popularmechanics.com/science/energy/a9961/3-clever-new-ways-to-store-solar-energy-16407404/]
Una idea que se ha desarrollado recientemente consiste en bombear el agua utilizando la electricidad de los paneles solares en las alturas (por ejemplo, en el tejado), lo que significa que almacenan energía potencial que luego puede convertirse en energía cinética cuando se baja y, por tanto, en electricidad cuando esta agua que fluye se utiliza para hacer girar las turbinas. Es como una combinación de energía solar-hidráulica.
Otra forma es dirigir la energía de su sistema fotovoltaico a un electrolizador de agua que genera gas hidrógeno a partir del agua. Este gas hidrógeno se almacena y puede utilizarse posteriormente como batería para generar electricidad. Esto se utiliza principalmente para fines industriales.[ https://www.environmentbuddy.com/energy/how-to-store-solar-energy-without-batteries/]
Los paneles solares absorberán fotones del sol que entrarán en el sistema, donde una aleación de aluminio se calienta y pasa de estado sólido a líquido. Este método permite almacenar una cantidad muy densa de energía en el material que se enviará en forma de calor al generador Stirling. A partir de ahí, se convierte en electricidad con cero emisiones y a un coste menor. https://www.sciencetimes.com/articles/25054/20200318/breakthrough-concept-for-storing-energy-without-batteries.htm
¿Cómo probar la batería solar?
La Organización de Normas de la India ha formulado la norma IS 16270:2014 para el ensayo de pilas y baterías secundarias para aplicaciones solares fotovoltaicas. También está disponible la especificación IEC 62133: 2012. Estas dos especificaciones son idénticas.
Las siguientes pruebas se describen en detalle:
- Capacidad nominal
- Resistencia (prueba de ciclo de vida)
- Retención de cargos
- Resistencia cíclica en aplicaciones fotovoltaicas (condiciones extremas)
- Recuperación de la sulfatación
- Pérdida de agua en la carga de flotación
- Pruebas de eficacia
¿Puedo cargar una batería directamente desde un panel solar?
No es aconsejable utilizar los paneles SPV directamente, a menos que el voltaje del conjunto y el aparato sean compatibles, es decir, el aparato debe ser del tipo DC.
¿Cómo funcionan los bancos de baterías solares?
Como cualquier otro banco de baterías, la batería solar también da energía a demanda. En función de las necesidades de potencia y de la duración de la misma, se determinará la capacidad del banco de baterías y su configuración.
La potencia necesaria y la duración también determinarán la capacidad del panel solar.
Los paneles solares y la batería se conectan a través de un regulador de carga para que la batería o los aparatos no sufran daños debido a una tensión o corriente excesivas. De nuevo, la corriente de la batería será CC y esta CC se convertirá en CA según lo requiera un inversor solar. Algunos de los aparatos que funcionan con corriente continua pueden estar conectados al regulador de carga.
Los usuarios que no estén familiarizados con la conexión de baterías deben consultar a un experto antes de conectar las baterías entre sí para hacer un banco de baterías adecuado o la batería al controlador de carga o al inversor.
¿Son buenas las baterías de gel para la energía solar?
Sí. Las baterías de gel son del tipo regulado por válvula, por lo que el requisito de mantenimiento es casi nulo. Ofrecen un rendimiento superior en aplicaciones de flotación y cíclicas, sin que la fiabilidad de las células disminuya a lo largo de su vida útil. Las espinas positivas están fabricadas con una aleación especial resistente a la corrosión con alto contenido de estaño para ofrecer un buen rendimiento durante toda la vida útil de las células.
Son muy adecuados para todas las aplicaciones de almacenamiento de energía renovable, SAI, equipos de conmutación y control, y aplicaciones de señalización y telecomunicaciones (S & T) ferroviarias.
Estas celdas están hechas con placas tubulares fabricadas mediante un proceso de fundición a presión, por lo que ofrecen fundiciones sin poros que permiten una vida útil de más de 20 años. Se trata de pilas cargadas de fábrica y listas para usar, sin estratificación de electrolitos. Gracias a la construcción de la RV, se elimina la engorrosa adición periódica de agua (rellenado).
Disponen de válvulas especialmente diseñadas con materiales ignífugos para eliminar por completo el riesgo de incendio.
¿Puedo utilizar la batería del coche para la energía solar?
Se puede utilizar cualquier tipo de batería para la aplicación SPV. Las baterías para automóviles están pensadas para descargas de alta velocidad y por eso se fabrican con placas planas más finas. Por lo tanto, su vida en aplicaciones cíclicas profundas será muy pobre.
Se pueden utilizar en aplicaciones solares fotovoltaicas, pero no hay que esperar una larga vida útil.
¿Puedo utilizar la batería solar en un inversor normal?
Sí. Debe haber compatibilidad entre el inversor y la batería en términos de tensión. El inversor debe tener una tensión de carga máxima de 2,25 a 2,3 V por célula (Vpc), es decir, de 13,5 a 13,8 V para una batería de 12 V. Entonces no habrá ningún problema.
¿Puedo utilizar la batería normal del inversor para el banco de baterías del panel solar?
Sí. Pero el aspecto del mantenimiento planteará problemas y también supondrá un aumento de los costes en comparación con las baterías de gel solar.
Rellenar con regularidad, limpiar los terminales y las arandelas, los tornillos y las tuercas y realizar cargas periódicas de ecualización son algunos de los aspectos de mantenimiento.
¿Cuántas baterías se necesitan para un sistema solar de 10 kW?
Las especificaciones de las baterías para un sistema solar de 10 kW (sin conexión a la red) deben decidirse teniendo en cuenta varios parámetros, como las necesidades diarias de kW y kWh, la capacidad de los paneles fotovoltaicos, la insolación solar, etc.
Sin embargo, la mayoría de los sistemas aislados de 7,5 kW a 10 kW de capacidad (se requiere una superficie de 700 a 1000 pies cuadrados de tejado) utilizan sistemas de 120 V de baterías de 150 Ah junto con 16 módulos de paneles solares de 320 WP.
El sistema solar fotovoltaico conectado a la red no requiere almacenamiento en baterías.
¿Cómo cargar varias baterías con un solo panel solar?
Todos los reguladores de carga solar sólo permiten cargar una batería. Hoy en día, hay reguladores de carga que tienen la opción de cargar dos bancos de baterías. Los dos bancos de baterías se cargan por separado utilizando el mismo regulador y los mismos paneles solares. Hay dos puntos de conexión de la batería separados en el controlador de carga.
En ausencia del tipo de reguladores de carga mencionados, las dos baterías pueden cargarse desde un solo panel solar utilizando dos reguladores de carga solar. Los reguladores de carga han sido diseñados específicamente para ser utilizados en esta configuración. Los dos reguladores de carga solar supervisan y controlan individualmente de forma eficiente para garantizar una corriente de carga (amperios) y una tensión óptimas.
¿Cuántos paneles solares se necesitan para cargar una batería de 12 voltios?
Un solo panel solar es suficiente para cargar una batería de 12V. La tensión de salida de un panel SPV es adecuada para cargar una batería de 12 V y se encuentra en el rango de 16 a 17,3 V.
La corriente depende del número de células solares conectadas en paralelo. Cada célula SPV puede producir aproximadamente de 0,55 a 0,6 V (OCV) y una corriente de 2 A, dependiendo del tamaño de la célula, la insolación solar (dada en W/m2) y las condiciones climáticas.
35 células en serie producen de 35 a 40 W a 17,3. La célula tiene un diámetro de 4 pulgadas. Normalmente, el módulo solar
el panel está instalado en un marco de aluminio orientado hacia el ecuador (sur) e inclinado en un ángulo de unos 45° S.
Una célula de 40 W tiene una superficie de 91,3 cm 2 y la tensión es de 21 V (OCV) y 17,3 V (OCV). Puede producir una corriente de 2,3 A.
Del mismo modo, un panel de 10 W dará 10 Wh (0,6A @ 16,5V) durante una hora en condiciones estándar
condiciones de ensayo (1000 W/m2 y 25C – equivalente a una hora de sol «pico»). Para unas 5 horas equivalentes de sol en verano dará 50 Wh.
¿Qué batería es mejor para la energía solar?
Las baterías solares de electrolito gelificado son las mejores por su coste.
Pero hoy en día, los usuarios prefieren las baterías de iones de litio por su mejor rendimiento.
Una batería de plomo de 24 kWh equivale a:
– 2.000 Ah a 12 voltios
– 1.000 Ah a 24 voltios
– 500 Ah a 48 voltios
Para los mismos 24 kWh, basta con una batería de iones de litio de 13,13 kWh
– 1.050 Ah a 12 voltios
– 525 Ah a 24 voltios
– 262,5 Ah a 48 voltios (https://www.wholesalesolar.com/solar-information/battery-bank-sizing)
Dimensionamiento de las baterías de plomo-ácido
10 kWh x 2 (para una profundidad de descarga del 50%) x 1,25 (factor de eficiencia de carga del 80%) = 25,0 kWh
Pero si tomamos los cálculos del 80% de DOD para las baterías de plomo-ácido de ciclo profundo, los kWh necesarios serán menores.
10 kWh *1,25 (o 10/0,8) (para una profundidad de descarga del 80%) multiplicado por 1,25 (eficiencia de carga del 80%), la batería necesaria será de 15,6 kWh
Dimensionamiento de la batería de iones de litio
10 kWh x 1,25 (para una profundidad de descarga del 80%) x 1,05 (factor de eficiencia de carga del 95%) = 13,16 kWh
¿Puedo conectar un panel solar de 24 V a una batería de 12 V?
Sí. Pero tenemos que incluir un controlador de carga entre el panel SPV y la batería. De lo contrario, la batería puede dañarse debido a la sobrecarga o incluso puede explotar, si las condiciones son favorables para la acumulación de gas hidrógeno por encima del límite peligroso y la producción de una chispa.
¿Cuál es la diferencia entre una batería solar y una batería normal?
La batería solar está hecha con placas tubulares fabricadas mediante un proceso de fundición a presión, por lo que ofrece fundiciones sin poros que permiten una vida útil de más de 20 años. Se trata de pilas cargadas de fábrica y listas para usar, sin estratificación de electrolitos. Gracias a la construcción de la RV, se elimina la engorrosa adición periódica de agua (rellenado). Disponen de válvulas especialmente diseñadas con materiales ignífugos para eliminar por completo el riesgo de incendio.
Las baterías de gel son del tipo regulado por válvula, por lo que el requisito de mantenimiento es casi nulo. Ofrecen un rendimiento superior en aplicaciones de flotación y cíclicas, sin que la fiabilidad de las células disminuya a lo largo de su vida útil. Las espinas positivas están fabricadas con una aleación especial resistente a la corrosión con alto contenido de estaño para ofrecer un buen rendimiento durante toda la vida útil de las células.
Por el contrario, las baterías normales se fabrican con aleaciones convencionales para las rejillas y la vida útil tampoco es mayor. Pero el aspecto del mantenimiento planteará problemas y también supondrá un aumento de los costes en comparación con las baterías de gel solar.
Rellenar con regularidad, limpiar los terminales y las arandelas, los tornillos y las tuercas y realizar cargas periódicas de ecualización son algunos de los aspectos de mantenimiento.
Cómo conectar el panel solar a la batería y al controlador de carga:
El regulador de carga se conectará entre el panel solar fotovoltaico y la batería
