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Actualmente vivimos una etapa donde cada vez se hace más presente la existencia de acumuladores eléctricos (comúnmente denominadas baterías) para energía solar. Existe mucha confusión al respecto y muchas compras equivocadas que no nos pueden resultar adecuadas o rentables para la instalación de energía solar que tengamos. Se resumen en este artículo los aspectos más importantes a tener en cuenta en una selección de las mismas.

Acumuladores para energía solar. Conceptos y tipos de baterías.

1. Para qué sirve una batería

Las baterías para energía solar o acumuladores son los encargados del almacenamiento energético, para poder suministrar energía independientemente de la producción eléctrica del generador fotovoltaico en ese preciso momento (como por ejemplo por la noche y en días nublados).

2. Cómo es una batería

Se compone esencialmente de dos electrodos sumergidos en un electrolito donde se producen reacciones químicas en el proceso de carga y descarga.

3. Unidad de medida: Capacidad de las baterías (Ah)

Se define la capacidad de una batería como la cantidad de electricidad que puede obtenerse durante una descarga completa de la batería plenamente llena. Esta capacidad se mide en amperios/hora (Ah), para un determinado tiempo de descarga.

Por ejemplo, cuando nos definen la capacidad de una batería dándonos el dato de capacidad en C20, nos están diciendo la cantidad de carga que es posible extraer en una batería en 20 horas a una temperatura de 20ºC hasta que la tensión entre sus terminales llegue a 1,8V por vaso. Si el tiempo de descarga es muy corto, la capacidad de la batería disminuye, mientras si el tiempo de descarga aumenta haciéndose más lenta, la capacidad de la batería aumenta. Así, si tenemos un acumulador C100=250Ah, significa que la batería puede darnos 250A durante 100horas.

Los fabricantes suelen dar la capacidad de una misma batería en diferentes tiempos de descarga. Normalmente para los cálculos se utiliza la capacidad en C100.

4. Profundidad de descarga de las baterías para energía solar

Se denomina así al cociente entre la carga extraída de una batería y su capacidad nominal, en tanto por ciento. Por ejemplo, una batería de 250 Ah que se ha sometido a una descarga de 100Ah, esto significa que la profundidad de descarga que se la sometido es del 40% del total de la batería.

5. Vida útil de la batería

Cuando se habla de la vida útil de una batería se da el número de ciclos de carga y descarga que puede ser sometida a una determinada profundidad de descarga. Además, la vida de la batería es proporcional a la profundidad de descarga habitual. Por ejemplo una batería monoblock que tenga una vida útil de 180 ciclos a una profundidad de descarga del 80%, si las descargas se reducen a un 30% la vida útil de esa misma batería aumentará a más de 1000 ciclos.

Las temperaturas elevadas tienen una influencia muy negativa en la vida de una batería. Se recomienda ubicarlas en espacios con temperaturas por debajo de los 25ºC.

6. Tipos de baterías

a) Baterías Monoblock

Las baterías monoblock están destinadas a pequeñas instalaciones solares y donde se busque una relación calidad-precio equilibrada.

Este tipo de baterías es adecuada para utilizar en pequeñas instalaciones fotovoltaicas aisladas (por ejemplo: con iluminación, televisor, ordenador y frigorífico) y que no lleven motores.

Este tipo de baterías es la más barata y más sencilla.

También denominada “batería monoblock de plomo-ácido inundada tradicional” o «baterías monoblock de plomo-ácido abiertas», en base a la tecnología utilizada en la fabricación de la batería.

Al tener evaporación de gases, las baterías monoblock necesitan mantenimiento anual del nivel de electrolito y no pueden ser instaladas en caravanas, ni en lugares cerrados sin ventilación.

b) Baterías de Ciclo Profundo

Las denominadas baterías de ciclo profundo tienen un formato similar a las monoblock, pero son un poco más grandes y están pensadas para instalaciones solares de uso diario, pues tienen una durabilidad 3-4 veces mayor que una monoblock, pudiendo llegar hasta los 6-7 años de vida.

Por tanto, las baterías de ciclo profundo pueden ser la mejor opción para instalaciones solares con consumos medios y utilización todo el año, donde la durabilidad de la batería también sea un factor importante.

La característica principal de las baterías de ciclo profundo es su capacidad para soportar numerosas descargas completas sin merma de su vida útil, ni dañar la batería, lo cual no es habitual es otros tipos de baterías.

c) Baterías AGM

Las baterías AGM tienen el electrolito inmovilizado y unas válvulas de regulación de gases para evitar pérdidas, por eso se llaman “sin mantenimiento”. Tienen una duración media medida en número de ciclos de carga-descarga a una misma profundidad de descarga más elevada que las baterías monoblock.

A diferencia del resto de tipos de baterías, en las baterías AGM el ácido es absorbido entre las placas e inmovilizado por medio de unas alfombrillas o esteras de fibra de vidrio muy fina.

Las características que le otorga estos separadores y la forma de diseño y ensamblaje de la batería, convierte a las baterías AGM en una batería segura, que resiste las vibraciones y golpes, y donde no se derramará electrolito.

La batería AGM está pensada para pequeñas instalaciones fotovoltaicas en las que realizar el mantenimiento sería muy difícil o costoso.

También se recomienda su uso en lugares:

• Donde la resistencia a golpes y vibraciones es importante
• Donde no se puede tolerar el derrame de ácido por fugas, vuelcos o roturas
• Donde las baterías pueden estar sujetas a congelación (-4 ºC).

En general, en cualquier lugar donde necesite una batería segura totalmente sellada por razones de seguridad o ambientales y consumos altos: sillas de ruedas, energía de reserva médica, dentro de vehículos recreativos, carritos de golf, motocicletas, sistemas UPS de sala de ordenadores o en espacios cerrados en embarcaciones, caravanas, autocaravanas, aviación.

Son muchas las ventajas de las Baterías AGM, son más rápidas que las Monoblock y pueden hacer frente a motores de arranque sin dañarse.

Entre otras ventajas de las AGM destacan:

• Larga Vida útil, incluso sometiéndolas a ciclos de descarga profundos
• Alta potencia: Al tener mayor carga y una mayor capacidad de ciclos de carga-descarga.
• Potencia de arranque superior: Las baterías AGM son adecuadas para la entrega a corto plazo de altas corrientes
• Rapidez de carga: Tiempo de carga 5 veces más rápido que las baterías convencionales
• Carcasa sellada y a prueba de derrames
• Resistente a golpes y vibraciones
• No emiten hidrógeno cuando se cargan, por lo que no necesitan ventilación y puede utilizarse en ambientes cerrados
• Fácil transporte: selladas de manera que se pueden transportar de forma segura y sin restricciones por peligrosidad
• Más ligeras de peso que las baterías de ácido-plomo normales
• Retiene agua por más tiempo

Funcionan a una capacidad óptima en un amplio rango de temperaturas:

Recomendadas para ambientes fríos, tienen un buen comportamiento a bajas temperaturas.

En ambientes cálidos, resisten mejor el deterioro, asegurando un voltaje estable

d) Baterías estacionarias

Estas baterías tienen una larga vida útil, son perfectas para instalaciones que requieran un consumo diario y durante largos períodos de tiempo. Estas baterías están compuestas por 6 vasos de 2v cada uno, pueden acumular grandes cantidades de energía (las hay en una amplia gama de diferentes capacidades).

e) Baterías litio

Ocupan poco espacio, pesan poco y no emiten gases. También por tanto se pueden poner en cualquier sitio, el tiempo de carga es el más rápido. Se pueden realizar descargas totales sin verse su vida intensamente afectada.

Se trata del tope de gama actual entre las baterías para el autoconsumo. Su aprovechamiento de la energía está muy cerca del 100% y carecen de efecto memoria, por lo que no sufren si son descargadas completamente. Esta característica las hace especialmente apropiadas para ser utilizadas en sistemas de almacenamiento inteligente.

Por si lo anterior fuera poco, las baterías para el autoconsumo de litio alcanzan una vida útil no inferior a los 20 años, y ello sin apenas requerir cuidados por parte del usuario. A día de hoy, es la que ofrece las mejores prestaciones en todos los aspectos, pero también tiene el precio más elevado para instalaciones solares

Acumuladores para energía solar. Conceptos y tipos de baterías.

Actualmente vivimos una etapa donde cada vez se hace más presente la existencia de acumuladores eléctricos (comúnmente denominadas baterías) para energía solar. Existe mucha confusión al respecto y muchas compras equivocadas que no nos pueden resultar adecuadas o rentables para la instalación de energía solar que tengamos. Se resumen en este artículo los aspectos más importantes a tener en cuenta en una selección de las mismas.

1. Para qué sirve una batería

Las baterías para energía solar o acumuladores son los encargados del almacenamiento energético, para poder suministrar energía independientemente de la producción eléctrica del generador fotovoltaico en ese preciso momento (como por ejemplo por la noche y en días nublados).

2. Cómo es una batería

Se compone esencialmente de dos electrodos sumergidos en un electrolito donde se producen reacciones químicas en el proceso de carga y descarga.

3. Unidad de medida: Capacidad de las baterías (Ah)

Se define la capacidad de una batería como la cantidad de electricidad que puede obtenerse durante una descarga completa de la batería plenamente llena. Esta capacidad se mide en amperios/hora (Ah), para un determinado tiempo de descarga.

Por ejemplo, cuando nos definen la capacidad de una batería dándonos el dato de capacidad en C20, nos están diciendo la cantidad de carga que es posible extraer en una batería en 20 horas a una temperatura de 20ºC hasta que la tensión entre sus terminales llegue a 1,8V por vaso. Si el tiempo de descarga es muy corto, la capacidad de la batería disminuye, mientras si el tiempo de descarga aumenta haciéndose más lenta, la capacidad de la batería aumenta. Así, si tenemos un acumulador C100=250Ah, significa que la batería puede darnos 250A durante 100horas.

Los fabricantes suelen dar la capacidad de una misma batería en diferentes tiempos de descarga. Normalmente para los cálculos se utiliza la capacidad en C100.

4. Profundidad de descarga de las baterías para energía solar

Se denomina así al cociente entre la carga extraída de una batería y su capacidad nominal, en tanto por ciento. Por ejemplo, una batería de 250 Ah que se ha sometido a una descarga de 100Ah, esto significa que la profundidad de descarga que se la sometido es del 40% del total de la batería.

5. Vida útil de la batería

Cuando se habla de la vida útil de una batería se da el número de ciclos de carga y descarga que puede ser sometida a una determinada profundidad de descarga. Además, la vida de la batería es proporcional a la profundidad de descarga habitual. Por ejemplo una batería monoblock que tenga una vida útil de 180 ciclos a una profundidad de descarga del 80%, si las descargas se reducen a un 30% la vida útil de esa misma batería aumentará a más de 1000 ciclos.

Las temperaturas elevadas tienen una influencia muy negativa en la vida de una batería. Se recomienda ubicarlas en espacios con temperaturas por debajo de los 25ºC.

6. Tipos de baterías

a) Baterías Monoblock

Las baterías Monoblock están destinadas a pequeñas instalaciones solares y donde se busque una relación calidad-precio equilibrada.

Este tipo de baterías es adecuada para utilizar en pequeñas instalaciones fotovoltaicas aisladas (por ejemplo: con iluminación, televisor, ordenador y frigorífico) y que no lleven motores.

Este tipo de baterías es la más barata y más sencilla.

También denominada “batería monoblock de plomo-ácido inundada tradicional” o «baterías monoblock de plomo-ácido abiertas», en base a la tecnología utilizada en la fabricación de la batería.

Al tener evaporación de gases, las baterías monoblock necesitan mantenimiento anual del nivel de electrolito y no pueden ser instaladas en caravanas, ni en lugares cerrados sin ventilación.

b) Baterías de Ciclo Profundo

Las denominadas baterías de ciclo profundo tienen un formato similar a las monoblock, pero son un poco más grandes y están pensadas para instalaciones solares de uso diario, pues tienen una durabilidad 3-4 veces mayor que una monoblock, pudiendo llegar hasta los 6-7 años de vida.

Por tanto, las baterías de ciclo profundo pueden ser la mejor opción para instalaciones solares con consumos medios y utilización todo el año, donde la durabilidad de la batería también sea un factor importante.

La característica principal de las baterías de ciclo profundo es su capacidad para soportar numerosas descargas completas sin merma de su vida útil, ni dañar la batería, lo cual no es habitual es otros tipos de baterías.

c) Baterías AGM

Las baterías de AGM tienen el electrolito inmovilizado y unas válvulas de regulación de gases para evitar pérdidas, por eso se llaman “sin mantenimiento”. Tienen una duración media medida en número de ciclos de carga-descarga a una misma profundidad de descarga más elevada que las baterías monoblock.

A diferencia del resto de tipos de baterías, en las baterías AGM el ácido es absorbido entre las placas e inmovilizado por medio de unas alfombrillas o esteras de fibra de vidrio muy fina.

Las características que le otorga estos separadores y la forma de diseño y ensamblaje de la batería, convierte a las baterías AGM en una batería segura, que resiste las vibraciones y golpes, y donde no se derramará electrolito.

La batería AGM está pensada para pequeñas instalaciones fotovoltaicas en las que realizar el mantenimiento sería muy difícil o costoso.

También se recomienda su uso en lugares:

• Donde la resistencia a golpes y vibraciones es importante
• Donde no se puede tolerar el derrame de ácido por fugas, vuelcos o roturas
• Donde las baterías pueden estar sujetas a congelación (-4 ºC).

En general, en cualquier lugar donde necesite una batería segura totalmente sellada por razones de seguridad o ambientales y consumos altos: sillas de ruedas, energía de reserva médica, dentro de vehículos recreativos, carritos de golf, motocicletas, sistemas UPS de sala de ordenadores o en espacios cerrados en embarcaciones, caravanas, autocaravanas, aviación.

Son muchas las ventajas de las Baterías AGM, son más rápidas que las Monoblock y pueden hacer frente a motores de arranque sin dañarse.

Entre otras ventajas de las AGM destacan:

• Larga Vida útil, incluso sometiéndolas a ciclos de descarga profundos
• Alta potencia: Al tener mayor carga y una mayor capacidad de ciclos de carga-descarga.
• Potencia de arranque superior: Las baterías AGM son adecuadas para la entrega a corto plazo de altas corrientes
• Rapidez de carga: Tiempo de carga 5 veces más rápido que las baterías convencionales
• Carcasa sellada y a prueba de derrames
• Resistente a golpes y vibraciones
• No emiten hidrógeno cuando se cargan, por lo que no necesitan ventilación y puede utilizarse en ambientes cerrados
• Fácil transporte: selladas de manera que se pueden transportar de forma segura y sin restricciones por peligrosidad
• Más ligeras de peso que las baterías de ácido-plomo normales
• Retiene agua por más tiempo

Funcionan a una capacidad óptima en un amplio rango de temperaturas:

Recomendadas para ambientes fríos, tienen un buen comportamiento a bajas temperaturas.

En ambientes cálidos, resisten mejor el deterioro, asegurando un voltaje estable

d) Baterías estacionarias

Estas baterías tienen una larga vida útil, son perfectas para instalaciones que requieran un consumo diario y durante largos períodos de tiempo. Estas baterías están compuestas por 6 vasos de 2v cada uno, pueden acumular grandes cantidades de energía (las hay en una amplia gama de diferentes capacidades).

e) Baterías litio

Ocupan poco espacio, pesan poco y no emiten gases. También por tanto se pueden poner en cualquier sitio, el tiempo de carga es el más rápido. Se pueden realizar descargas totales sin verse su vida intensamente afectada.

Se trata del tope de gama actual entre las baterías para el autoconsumo. Su aprovechamiento de la energía está muy cerca del 100% y carecen de efecto memoria, por lo que no sufren si son descargadas completamente. Esta característica las hace especialmente apropiadas para ser utilizadas en sistemas de almacenamiento inteligente.

Por si lo anterior fuera poco, las baterías para el autoconsumo de litio alcanzan una vida útil no inferior a los 20 años, y ello sin apenas requerir cuidados por parte del usuario. A día de hoy, es la que ofrece las mejores prestaciones en todos los aspectos, pero también tiene el precio más elevado para instalaciones solares