En este articulo se explica como se hace el cálculo de baterías para paneles solares. La baterías no son indispensables para un sistema fotovoltaico cuando hay una red eléctrica. Sin embargo, en zonas donde no hay red eléctrica las baterías juegan un papel muy importante.
Las baterías es una de las cosas más caras en un sistema fotoviltaico, por eso es importante analizar si son necesarias o no en la instalación.
La capacidad y cantidad de baterías se calculan usando los días de autonomía, la profundidad de descarga y la carga que requiere la instalación.
Las baterías se usan para soportar la instalación cuando no hay sol o las celdas solares no generan energía. De esa manera las baterías suministrarán la energía y la instalación siempre estará funcionando.
Estas instalaciones se usan sin que el sistema esté conectado a la red eléctrica, principalmente en zonas rurales o donde no se tenga acceso a la red eléctrica.
Las baterías es un elemento de los más caros de una instalación, por lo mismo se recomienda cuidarlas, darles mantenimiento y no dejar que se descarguen demasiado ya que eso afecta su vida útil.
Fórmula para el cálculo de baterías para paneles solares.
Para realizar el cálculo de baterías, primero es necesario tener información sobre el sistema fotovoltaico que se va a instalar. Además de contemplar los días que queremos que las baterías sean capaces de sostener la carga de la instalación.
Días de autonomía.
Los días de autonomía, son la cantidad de días en los cuales las baterías puedan soportar el consumo de la instalación por si solas.
Profundidad de descarga (DOD)
La profundidad de descarga indica el porcentaje que se descargará una batería.
Por ejemplo, una profundidad de descarga del 70%, indica que la batería se debe descargar máximo un 70%, quedando cargada con un 30%.
Este valor ayuda a prolongar la vida útil de las baterías. Entre menos se descargue la batería mayor será su vida útil.
Pero al descargarse menos, se aprovechará menos la capacidad de batería, lo que implica baterías más grandes o mayor cantidad de baterías, que incrementaría mucho el costo de la instalación.
La mayoría de autores recomiendan un 70%.
Ecuación cálculo de baterías para paneles solares.
El cálculo de baterías para paneles solares se puede calcular con la siguiente ecuación:
Algunos autores multiplican el resultado por 1.15 debido a las pérdidas que pueden sufrir el sistema de baterías.
Dónde:
- Cb, es la capacidad del banco de baterías. En Amper-hora (A-hr).
- Consumo, es el consumo diario de la instalación (w-hr/día), ojo no en Kwh/día.
- Autonomía, son los días de autonomía. Los días que las baterías solas soportan la instalación.
- DOD, es la profundidad de descarga. Hasta que porcentaje se descargará la batería.
- Vb, es el voltaje de trabajo del banco de baterías, en Volts.
Notas importantes.
El resultado es la capacidad en Amperes hora de todo el banco de baterías. Lo más probable es que comercialmente no se encuentra una batería de ese tamaño, sino haya que crear un arreglo de baterías para completar el valor requerido.
Muchos autores no recomiendas colocar las baterías en paralelo. Si es posible no se recomienda ponerlas en paralelo.
Si no se colocan baterías en paralelo, el problema es que se tendrían que colocar en serie y esto incrementaría mucho el voltaje de trabajo. Así que hay que revisar el voltaje máximo que soporta el inversor y el regulador. Y en base a ese voltaje obtener el máximo de baterías en serie posibles.
El voltaje común de las baterías es de 12V, 24V y 48V.
Ejercicio resuelto baterías en un sistema fotovoltaico.
Calcular la capacidad de las baterías que necesita una instalación de paneles solares que tiene un consumo eléctrico de 6.5 Kwh/día, se pretende que las baterías sean capaces de soportar la instalación por si solas 2 días.
Se usará una profundidad de descarga del 70%.
El regulador es el que limita el voltaje de operación de las baterías, teniendo como máximo un voltaje de 65 V.
Voltaje de trabajo de las baterías.
Como el regulador soporta 65 V, se pretende usar un 80% de ese voltaje por seguridad, por lo tanto el voltaje máximo del banco de baterías debe de ser.
Vmax = 65 V * 0.8 = 52 V
Podemos tener un voltaje de trabajo de 48 V, ya que las baterías tienen voltajes típicos de 12V, 24V y 48V.
Capacidad del banco de baterías.
La capacidad de todo el banco de baterías se puede calcular usando la siguiente formula.
Comercialmente de las baterías más grandes que se pueden encontrar son entre 200 Ah y 230 Ah. Por lo tanto se necesitan más de una batería.
Arreglo de baterías.
Se tienen 2 opciones para completar los 48 V de trabajo y los 387 Ah, sin colocar baterías en paralelo.
- Usar 4 baterías de 12 V en serie, cada una con una capacidad mínima de 97 Ah.
- Usar 2 baterías de 24 V en serie, cada una con una capacidad mínima de 194 Ah
Así se evita conectar las baterías en paralelo. Se elige la opción que más se adecue al proyecto, tanto económicamente como en espacio disponible.
Para más tutoriales ve a este enlace.
También puedes conseguir un archivo de Excel en Hotmart, donde se hace el cálculo de Paneles Solares:
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