Circuito equivalente.

El esquema equivalente de la batería consiste en una resistencia y una fuente de alimentación en serie.

Esta resistencia es la responsable de las pérdidas que se producen en los procesos de carga y descarga de las baterías.

Estas pérdidas según el tipo de batería oscilan entre el 10 y el 20 %

Circuito equivalente de las baterías

Construcción de las baterías

Las células siempre deben conectarse en serie hasta alcanzar la tensión de trabajo. La capacidad de una células (Amperios hora), es la capacidad total de la instalación, ya que todas las células están recorridas por la misma intensidad.

Multiplicando por la tensión total obtendremos la energía que es capaz de almacenar la batería, en wh o kwh.

En la figura 12 células de 2 voltios en serie nos dan la tensión de la batería de 24 voltios.

No es recomendable conectar baterías en paralelo para aumentar la capacidad de la instalación, debido a que la tensión nunca va a ser igual en las baterías lo que provocará que unas descarguen sobre las otras.

Construcción de las baterías

Referencia de tensiones.

En las especificaciones técnicas de la batería que debe entregar el fabricante figurarán las tensiones de referencia siguientes.

Tensión mínima. o tensión de batería descargada.

Tensiones en baterías
Referencia de tensiones en baterías

Tensión máxima o tensión a partir de la cual se produce la sobrecarga y daños en la batería.

Tensiónes de flotación. Tensiones entre las que se produce la carga y descarga de la batería.

Tensión de gasificación o equalización. Tensión a la que se produce la gasificación para provocar las burbujas que homogeneizan el electrolito. Debe realizarse una vez al mes y este proceso suele durar entre una y dos horas.

Variación de la capacidad con la temperatura.

La capacidad de la batería disminuye al bajar la temperatura. Debido a esto en invierno los coches suelen tener problemas en el arranque.

Tensión de operación

La elección de la tensión nominal de la batería depende de la potencia del campo fotovoltaico, ya que esta potencia define la intensidad y trataremos de no rebasar los 100 A de intensidad en los cables. Así podemos guiarnos por las siguiente tabla:

Pfv < 1 Kw Tensión de batería 12 Voltios.

1> Pfv < 5 kw Tensión de batería entre 24 y 48 Voltios.

5 kw < Pfv Tensión de batería entre 48 y 120 Voltios.

Profundidad de descarga.

La capacidad útil de la batería indica hasta que porcentaje de su capacidad podemos descargar la batería sin que sufra daños importantes. Así se define la Profundidad de descarga como el cociente entre la Capacidad útil y la capacidad nominal de la batería.

PDD = C. útil / C. nominal

profundidad de carga en baterías

Indice C100

La capacidad nominal se indica con referencia al tiempo en que se produzca la descarga de la batería. Descargas rápidas reducen drasticamente la capacida de descarga de la batería.

En instalaciones aisladas suele hacerse referencia a la capacidad de descarga que puede producirse durante 100 horas, ya que se pretende conseguir 4 días de autonomía. C100.

También mayores profundidades de descarga reducirán el número de ciclos que la batería puede realizar. Es decir si queremos prolongar la vida de la batería debemos reducir la profundidad de la descarga.

Autodescarga de la batería

La batería almacenada tiende a descargarse debido a reacciones internas por esto es recomendable almacenar la batería sin el electrolito.

Sobrecarga de la batería.

Alcanzar valores de tensión en la batería por encima de la tensión máxima tiene efectos muy negativos sobre la misma.

  • Produce corrosión en los electrodos aumentado la resistencia de la batería y por tanto las pérdidas.
  • Genera gases, Hidrógeno y Oxigeno que en altas concentraciones son gases explosivos.
  • Pérdidas de líquido que pueden dejar al descubierto los electrodos deteriorándose de manera rápida.
  • También pueden producirse explosiones por embalamiento al aumentar la temperatura y la resistencia de manera inducida.

Gasificación o equalización.

Con el uso, el electrolito va sedimentando al fondo las partes de mayor densidad, para solucionar este problema se recurre a la gasificación, para ello se aumenta la tensión hasta provocar burbujas en el electrolito que agitándolo permiten homogeneizarlo.

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