Sin las baterías las instalaciones fotovoltaicas aisladas (excepto algunos casos como el de bombeo de agua) carecerían de sentido, porque su funcionalidad depende del almacenamiento de la energía eléctrica.
La batería es un dispositivo electroquímico que transforma energía química en energía eléctrica, cuya presencia es necesaria porque los módulos solares solo generan energía en los momentos en que incide sobre ellos la luz.
Además la batería suministra una potencia instantánea a veces superior a la de los módulos (p.e.: para el arranque de motores) y proporciona un voltaje estable y constante independientemente de la incidencia luminosa.
La batería determina el voltaje de funcionamiento de los módulos. Por lo tanto es necesario un margen de seguridad que supondrá una pequeña pérdida (alrededor del 10%) respecto de la potencia máxima que el módulo podría proporcionar a voltajes mayores.
No existe la batería ideal. La elección es un compromiso entre economía e idoneidad partiendo de una calidad mínima que brinde fiabilidad y larga vida a la instalación.
En una batería hay que tener en cuenta 3 consideraciones técnicas:
1º La capacidad de descarga
Es la cantidad máxima de energía eléctrica que puede llegar a suministrar desde su carga plena a su descarga completa. La unidad de medida es el amperio hora.
El ratio de carga y descarga y la temperatura de la batería y la de su ambiente son factores que pueden hacer variar su capacidad.
2º La profundidad de descarga
En las instalaciones de energía renovable solamente se utilizan las baterías de descarga profunda (nos referimos al tanto por ciento que se utiliza de su capacidad en un ciclo de carga y descarga).
Las baterías de descarga profunda tienen una descarga media de un 25%, pudiendo llegar al 90%.
3º Ciclos de una batería
Es el tiempo transcurrido desde una carga completa hasta una descarga.
La vida útil de una batería se mide en cantidad de ciclos que puede llegar a soportar.
También debe considerarse la autodescarga como un consumo adicional que demanda diariamente un cierto porcentaje de la energía almacenada.
Tan perjudicial como una excesiva descarga es para una batería estar sometida a una carga demasiado intensa.
La manera de prevenir esto es introduciendo un regulador de carga.
Cada vez que se produce la recarga de la batería no se regenera totalmente, se va produciendo una degradación que determinará la vida útil de la misma.
Si se respetan las profundidades de descarga y el mantenimiento es correcto, la vida útil debería ser de aproximadamente 10 años.
Para instalaciones fotovoltaicas se utilizan baterías de:
1. Plomo-ácido: Caracterizadas por su bajo coste y el mantenimiento que requieren (necesitan estar en un lugar fresco y que se revise la cantidad de electrolito periódicamente).
Las de plomo-antimonio son las más utilizadas en instalaciones medianas y grandes y las de plomo-calcio se utilizan principalmente en pequeñas instalaciones.
También hay baterías de plomo selladas de 2 tipos: Gelificadas (incorporan un electrolito tipo gel) y de Electrolito Absorbido (el electrolito se encuentra absorbido en una fibra de vidrio microporosa o en un entramado de fibra polimérica).
Estas baterías no necesitan mantenimiento en forma de agregado de agua ni desarrollan gases, pero ambas requieren descargas menos profundas durante su vida de servicio.
2. Níquel-cadmio: ofrecen mejor rendimiento, pero tienen un precio más elevado.
El electrolito que utilizan es un alcalino, tienen un bajo coeficiente de autodescarga, un buen rendimiento con temperaturas extremas y la descarga que admiten está alrededor del 90% de su capacidad nominal.
Son recomendables para lugares aislados o de acceso peligroso.
No pueden probarse con la misma fiabilidad que las de Plomo-ácido. Por tanto, si es necesario controlar el estado de carga, no son la mejor opción.
3. Litio: ocupan poco espacio, pesan poco, no emiten gases, se pueden poner en cualquier sitio, el tiempo de carga es el más rápido, se pueden realizar descargas totales sin afectar su vida útil de forma relevante.
Cuál es la desventaja ? Su elevadísimo precio.
El fabricante que las pueda optimizar habrá encontrado el Santo Grial del sector solar.
Este es un extracto de los contenidos incluídos en el Manual Técnico-Comercial de Energía Solar Fotovoltaica y en la formación e-learning de Sopelia.
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