Funcionamiento y Dimensionamiento de Acumuladores en Sistemas Solares Fotovoltaicos

Acumuladores: Conceptos Generales

El acumulador es un dispositivo capaz de transformar una energía potencial química en energía eléctrica. Se compone esencialmente de dos electrodos sumergidos en un electrolito donde se producen las reacciones químicas debidas a la carga o descargas.

Condiciones Básicas

Las condiciones fundamentales que debe cumplir un acumulador son:

• Aceptar todas las corrientes de carga que suministre el panel solar.
• Mantenimiento nulo o mínimo.
• Fácil transporte e instalación.
• Baja autodescarga.
• Rendimiento elevado.
• Larga vida útil.

Componentes y Funcionamiento de un Acumulador de Plomo-Ácido

Una batería de plomo-ácido se compone de los siguientes elementos:

• Placa positiva: Construida con dióxido de plomo.
• Placa negativa: Formada por plomo esponjoso.
• Separadores: Cuya misión consiste en separar las placas de diferente polaridad, aislándolas entre sí.
• Electrolito: Constituido por una solución diluida de ácido sulfúrico.
• Carcasa: Constituida de polietileno o polipropileno y encargada de alojar en su interior los diferentes elementos descritos anteriormente.
• Terminales de conexión.

La vida de una batería llega a su fin por no haber suficiente pasta de plomo en las placas para reaccionar con el electrolito y por no existir suficiente electrolito para reaccionar con el plomo.

Profundidad de Descarga y Vida del Acumulador

Se denomina profundidad de descarga al valor en tanto por ciento que se ha extraído del acumulador en una descarga. Existen dos tipos de acumuladores según su uso:

1. Descarga superficial: Se encuentra entre un 10% y 15%, y esporádicamente hasta un 40%.
2. Descarga profunda: Son descargas de hasta un 80%, con una descarga media diaria del 20% o 25%.

Carga del Acumulador

Todas las baterías están compuestas por elementos de 2V nominales y una capacidad que dependerá del modelo y del tipo de las placas utilizadas.

Acumulador Solar Dimensionado

El acumulador deberá cumplir unos puntos básicos para un correcto funcionamiento en sistemas fotovoltaicos:

• Garantizar el suministro en las horas en que no existe insolación.
• Proveer de energía a la carga cuando se presentan días con bajo nivel de radiación.
• Asegurar la estabilidad de la tensión para el buen funcionamiento de los equipos que alimenta el grupo solar.

El acumulador solar difiere de otros tipos de acumuladores por las bajas intensidades de descargas. Es normal especificar la capacidad de un acumulador solar en un tiempo de 100 horas (C100).

Datos Necesarios para un Diseño

Para realizar un correcto dimensionamiento, se requieren los siguientes datos:

• Tensión de funcionamiento.
• Temperatura media de funcionamiento.
• Temperatura media ambiental.