Ensayo Baterias

INTRODUCCION TIPOS DE BATERIAS Y MODO DE USO:

Las baterías almacenan la energía eléctrica de la corriente directa en forma química para un uso posterior. En un sistema fotovoltaico, la energía se usa por la noche y durante periodos nublados. Las baterías también sirven como fuentes de energía para aparatos portátiles como linternas, radios, teléfonos, etc. Como la salida que entrega un sistema fotovoltaico varia a través de cualquier día dado, un sistema de almacenaje de baterías puede brindar una fuente de energía relativamente constante cuando el sistema FV produce la energía mínima, durante periodos de insolación reducida. Las baterías o acumuladores pueden también alimentar las cargas cuando el sistema FV se desconecta por reparaciones o mantenimiento. Los acumuladores pueden dar la sobretensión necesaria para arrancar algunos motores.

Las baterías no son 100% eficientes. Alguna energía se pierde, como calor y en las reacciones químicas, durante la carga y descarga. Por lo tanto, deben añadirse módulos fotovoltaicos adicionales al sistema para compensar las pérdidas en las baterías. Existen varios tipos de sistema de uso diurno que no requieren baterías. Un sistema de bombeo puede diseñarse para bombear durante el día a un tanque de almacenamiento más alto que el punto d uso.

Algunas aplicaciones como los motores de ventilación de invernaderos requieren proporcionalmente más electricidad según la intensidad del sol se incrementa. Los ventiladores son necesarios y pueden operar cuando el sol brilla, un uso ideal para la energía FV suministrada.

Los sistemas fotovoltaicos conectados a la red de servicio no necesariamente necesitan baterías, aunque ellas pueden ser usadas como una fuente de energía de respaldo en emergencias. Existen algunos problemas de ineficiencia cuando se utilizan baterías en un sistema conectado a la red de servicio.

Muchos tipos y tamaños de baterías están disponibles. Las de menor tamaño comúnmente usadas en linternas o radios portátiles, están disponibles en las opciones desechables (primarias) o recargables (secundarias), las pilas recargables de níquel cadmio (nicad o NiCd) se usan comúnmente para grandes cargas estacionarias tales como aplicaciones industriales, cargas diarias en climas fríos y pequeños aparatos portátiles. Estás baterías pueden ser recargadas usando un cargador solar o de corriente alterna. Los fabricantes de baterías de NiCd declaran que estas pueden durar más ciclos de carga-descarga que las baterías de plomo acido. Una batería está cargando cuando se le da energía y se descarga cuando se le extrae energía. Se considera que ocurre un ciclo cuando tiene lugar una secuencia de carga descarga, en sistema FV residencial esto ocurre frecuentemente en un periodo de un día.

Los siguientes tipos de baterías se utilizan comúnmente en sistemas FV:

• Batería de plomo-acido

- De líquido ventilado (baso abierto).

- Selladas (plomo acido de válvula regulada).

• Baterías alcalinas

- Níquel cadmio

- Níquel hierro.

Baterías plomo-acido

En los estados unidos la batería más comúnmente usada para aplicaciones fotovoltaicas a escala residencial es la de plomo-acido, la que se parece mucho a la batería o acumulador de automóvil. Sin embargo las baterías de automóvil no se recomiendan para aplicaciones FV ya que ellas no están diseñadas para ciclos profundos. Están diseñadas para descargar grandes cantidades de corriente durante cortos intervalos de tiempo, para arrancar un motor y luego ser inmediatamente cargado por el alternador o generador del vehículo. Los sistemas FV a menudo necesitan una batería para descargar pequeñas cantidades de corriente durante largos periodos de tiempo y para ser recargada en condiciones irregulares. Las baterías de ciclo profundo pueden ser descargadas hasta en un 80% de su estado de carga. Un acumulador de automóvil puede durar unos ciclos bajo tales condiciones. En contraste las baterías de plomo-acido de ciclos profundos apropiadas para las aplicaciones fotovoltaicas pueden soportar esas condiciones y, si se adecuadamente, pueden durar de 3 a 10 años e incluso más.

Este tipo de baterías son recargables, ampliamente accesibles, relativamente baratas, y disponibles en una variedad de tamaños y opciones. También son de uso común, de fácil mantenimiento y de una vida razonablemente larga. Las baterías plomo-acido pueden clasificarse en las subcategorías: electrolito liquido (vaso abierto) y electrolito cautivo (selladas o VRLA).

Vaso abierto:

Las baterías de plomo acido son como los acumuladores de automóvil. La batería está hecha de placas positivas y negativas, hechas de plomo y aleaciones de plomo sumergidas en una solución electrolítica de ácido sulfúrico y agua.

La siguiente figura muestra el corte transversal de una batería común de líquido de plomo-acido de 12V que contiene 6 celdas individuales de 2V.

Al igual que en los acumuladores de automóvil se utiliza un control de tensión eléctrica para regular el voltaje de la batería. Según la batería se acerca a la carga completa se produce hidrogeno gaseoso que es expulsado de la batería.

Cuando las aberturas de las salidas de la batería eliminan gases se pierde agua, por lo que debe rellenarse periódicamente. Algunas baterías están equipadas con tapa de celda recombinatorias que capturan los gases y los vuelven a la batería en forma de agua. Las baterías de ciclo profundo duran más si las protegen de descargas completas. Controladores con desconexión de bajo voltaje (DBP) protege la batería de descargas completas, tal como el acumulador de automóvil, hay menos capacidad cuando la batería esta fría y altas temperaturas acortan la vida de la batería.

Batería sellada (de plomo-acido regulada por válvula PARV):

Al contrario de las baterías de líquido en vaso abierto las baterías selladas no tienen tapa y por tanto no se tiene acceso al electrolito. Ellas no están totalmente selladas, una válvula permite que el exceso de presión escape en caso de sobrecarga. A esto es a lo que se refiere a batería de plomo-acido regulada por válvula (PARV). Las baterías selladas se consideran libres de mantenimiento porque usted no puede acceder al electrolito.

Los dos tipos de baterías selladas usadas comúnmente en los sistemas fotovoltaicos son la celda de gel y la de lana de vidrio

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