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CONFIGURACIÓN DE BATERÍAS EN INSTALACIONES ASISTIDAS

Este articulo pretende optimizar la capacidad que la batería debe tener para obtener el máximo rendimiento en una INSTALACIÓN SOLAR ASISTIDA.

Para ello, inicialmente deberemos partir de los siguientes datos INICIALES:

1º.- Consumo nocturno en una vivienda:

Como vemos en la gráfica siguiente, editado por el IDAE ( Instituto para la Diversificación y Ahorro Energético), nos indica que a efectos estadísticos, en una vivienda en España, el consumo nocturno representa el 60 % aproximadamente del consumo total anual:

idae

ANÁLISIS DE LA CURVA

Vemos perfectamente que la zona GRIS nos indica el consumo diario de una vivienda en España a lo largo de un día normal.

La zona ROJA nos indica globalmente la producción solar a lo largo de un día normal.

La zona AZU, nos indicaría un exceso de producción solar sobre el consumo instantaneo a lo largo del día.

Esta gráfica AZUL no se utiliza para el cálculo de una instalación ASISTIDA, ya que éste exceso de producción lo utilizamos para cargar las baterías y mantenerlas cargadas para utilizarla en el consumo nocturno , cuando no tenemos producción solar.

2º.- Mantenimiento de la batería:

Dado que la batería debe funcionar diariamente, ésto significa que diariamente vamos a producir un ciclo de descarga de la misma, de tal forma que el sistema solar será el encargado de recargar las baterías al día siguiente y tenerlas preparadas para el consumo nocturno.

Por lo tanto, y como carácter general, para que una batería dure lo máximo posible los fabricantes de las mismas, nos indican dos parámetros de uso fundamentales:

-Máximo porcentaje de descarga para garantizar la máxima duración:

En éste sentido, practica mente , todos los fabricantes indican:

MAXIMA PROFUNDIDAD DE DESCARGA: 60% de la capacidad nominal

Esporádicamente y por necesidad, este porcentaje de descarga puede incrmentar, pero nunca debe superar el 70 % de descarga.

3º.- Capacidad de la batería a escoger

Es importante indicar que los fabricantes de la baterías, para un mismo modelo, dan diferentes capacidades en amperios/hora, dependiendo del tiempo de descarga que pretendamos realizar.

EJEMPLO.-

En una instalación solar aislada de uso en fines de semana, el cálculo de la capacidad de la batería ideal estará en función del tiempo de descarga de la misma.

Esto significa, que en ésta ocasión, la descarga se producirá SOLAMENTE LOS FINES DE SEMANA,es decir, realizaremos solamente dos ciclos a la semana.

Esto significa que semanalmente produciremos dos descargas, lo que nos permitirá escoger una batería de DESCARGA LENTA, por lo que tendremos que escoger la capacidad de la batería en el orden de 100/120 horas de descarga de la misma

Por lo tanto, es éste caso, por ejemplo, el fabricante nos dice que su batería es de :

-CAPACIDAD EN 5 horas = 200 amperios /hora
-CAPACIDAD EN 24 horas = 240 amperios/hora
-CAPACIDAD EN 10 horas = 300 amperios/hora

significa que en éste caso, de descarga semanal, podremos calcular la capacidad de la batería en 120 horas de descarga.

EJEMPLO 2.- INSTALACIÓN ASISTIDA.-

En éste caso, como hemos dicho anteriormente, la descarga de la batería será diaria, por lo que tendremos que calcular la capacidad de la batería en un tiempo de descarga de 24 horas máximo
por lo que tendremos en cuenta a la hora de calcular los amperios /hora de la batería, el considerar que la batería mencionada tiene 240 amperios/hora.

Por lo que, como se ha dicho anteriormente, ésta batería de 240 A/hora, diariamente podremos descargarla un 60% por lo que los Amperios/día útiles serán:

240ah x 60% = 150 amperios descargados diariamente.

A efectos de watios útiles que dispondremos diariamente de la batería, solamente tendremos que multiplicar los Ah por la tensión que tiene la batería.

Es decir:

INSTALACIÓN A 12 V = 150 Ah x 12 V = 1800 w/día
INSTALACIÓN A 24 V = 150 Ah x 12 V = 3600 w/día
INSTALACIÓN A 48 V = 150 Ah x 12 V = 7200 w/día

3º.-TECNOLOGÍA DE LA BATERIA

Pendiente de la salida al mercado de unas nuevas batería ideales para su utilización en Instalaciones Solares, actualmente la mayor parte de baterías que se utilizan son las baterías de Plomo-ácido, bien sean abierta o cerradas.

Estas baterías de Plomo, están fabricadas con dos tipos de placas:

PLACA PLANA : De descarga rápida ( 5 horas). Normalmente utilizadas en automoción , equipos de tracción e instalaciones industriales.

PLACA TUBULAR: De descarga lenta ( 24-120 horas). Normalmente utilizadas en telecomunicación y solar.

Básicamente, la diferencia entre ambas, y en lo que nos interesa es:

Nº DE CICLOS QUE ADMITEN ANTES DE RETIRARLAS

La duración de la batería depende de muchos factores; Lugar de ubicación, temperatura de trabajo, profundidad de descarga, etc…

Pero admitiendo una buena ubicación de ellas, a gran diferencia es:

-DURACIÓN DE UNA BATERÍA DE PLACA PLANA : MAS DE 300 CICLOS

-DURACIÓN DE UNA BATERÍA DE PLACA TUBULAR EN VASO TRANSLÚCIDO : MAS DE 1500 CICLOS

-DURACIÓN DE UNA BATERÍA DE PLACA TUBULAR EN VASO TRANSPARENTE : MÁS DE 3.000 CICLOS
En el caso que nos ocupa, vemos que si instalamos una batería de Placa Plana, prácticamente al año deberemos cambiarla.

Mientras que en el caso de la batería transparente, la duración de la batería puede alcanzar 10 años, antes de cambiarla.

Lógicamente, la lección del tipo de la batería a escoger, ademas de lo indicado, depende del precio de la misma

4º.- CALCULO DE LOS AMPERIOS HORA DE LA BATERÍA

Siguiendo la documentación emitida por ElecsolSolar,hemos calculado unas instalaciones básicas de asistida solar:

-ASISTIDA 1

-ASISTIDA 2

-ASISTIDA 3

-ASISTIDA 4

-ASISTIDA 5

Todas ellas para conseguir aproximadamente un 100% de ahorro de la electricidad consumida. Cálculo realizado con las horas de sol de Madrid

ASISTIDA 1

-CONSUMO ANUAL: 3.000 Kw/año

-CONSUMO /AÑO NOCTURNO (60%): 1800 Kw/año

-INSTALACIÓN A 48 Vcc

CÁLCULO DE LA BATERÍA A EMPLEAR:

1º.- La batería será a 48 Vcc, por lo que será necesario poner en serie 4 baterías de 12 voltios, o 24 elementos si éstas son de 2 voltios.

2º.- Cálculo del consumo nocturno / día: 1800 Kw/año / 365 días = 5 Kw/día

3º.- Cálculo nocturno en amperios: 5000 w / 48 V = 104 amperios

4º.- Máxima descarga 60% = 104ah/ 0,6 = 180 ah.

Que será la capacidad de la batería en un tiempo de descarga de aproximadamente 24 horas

ASISTIDA 2

-CONSUMO ANUAL: 4.000 Kw/año

-CONSUMO /AÑO NOCTURNO (60%): 2.400 Kw/año

-INSTALACIÓN A 48 Vcc

CÁLCULO DE LA BATERÍA A EMPLEAR:

1º.- La batería será a 48 Vcc, por lo que será necesario poner en serie 4 baterías de 12 voltios, o 24 elementos si éstas son de 2 voltios.

2º.- Cálculo del consumo nocturno / día: 2.400 Kw/año / 365 días = 6,5 Kw/día

3º.- Cálculo nocturno en amperios: 6.500 w / 48 V = 135 amperios

4º.- Máxima descarga 60% = 135 ah/ 0,6 = 225 ah.

Que será la capacidad de la batería en un tiempo de descarga de aproximadamente 24 horas
ASISTIDA 3

-CONSUMO ANUAL: 5.000 Kw/año

-CONSUMO /AÑO NOCTURNO (60%):3.000 Kw/año

-INSTALACIÓN A 48 Vcc

CÁLCULO DE LA BATERÍA A EMPLEAR:

1º.- La batería será a 48 Vcc, por lo que será necesario poner en serie 4 baterías de 12 voltios, o 24 elementos si éstas son de 2 voltios.

2º.- Cálculo del consumo nocturno / día: 3.000 Kw/año / 365 días = 8,2 Kw/día

3º.- Cálculo nocturno en amperios: 8.200 w / 48 V = 170 amperios

4º.- Máxima descarga 60% = 208ah/ 0,6 = 284 ah.

Que será la capacidad de la batería en un tiempo de descarga de aproximadamente 24 horas

ASISTIDA 4

-CONSUMO ANUAL: 6.000 Kw/año

-CONSUMO /AÑO NOCTURNO (60%):3.600 Kw/año

-INSTALACIÓN A 48 Vcc

CÁLCULO DE LA BATERÍA A EMPLEAR:

1º.- La batería será a 48 Vcc, por lo que será necesario poner en serie 4 baterías de 12 voltios, o 24 elementos si éstas son de 2 voltios.

2º.- Cálculo del consumo nocturno / día: 3,600 Kw/año / 365 días = 10 Kw/día

3º.- Cálculo nocturno en amperios: 1.0000 w / 48 V = 208 amperios

4º.- Máxima descarga 60% = 208 ah/ 0,6 = 347 ah.

Que será la capacidad de la batería en un tiempo de descarga de aproximadamente 24 horas

ASISTIDA 5

-CONSUMO ANUAL: 7.000 Kw/año

-CONSUMO /AÑO NOCTURNO (60%): 4.200 Kw/año

-INSTALACIÓN A 48 Vcc

CÁLCULO DE LA BATERÍA A EMPLEAR:

1º.- La batería será a 48 Vcc, por lo que será necesario poner en serie 4 baterías de 12 voltios, o 24 elementos si éstas son de 2 voltios.

2º.- Cálculo del consumo nocturno / día: .4.200 Kw/año / 365 días = 11.5 Kw/día

3º.- Cálculo nocturno en amperios: 11.500 w / 48 V = 239 amperios

4º.- Máxima descarga 60% = 239 ah/ 0,6 = 400 ah.

Que será la capacidad de la batería en un tiempo de descarga de aproximadamente 24 horas

A partir de aquí ,se decide la tecnología a emplear: O batería de placa plana o batería de placa tubular.

Fin
Marzo 2015