¿Cómo limitar la profundidad de descarga de una batería en un sistema fotovoltaico aislado?
<br class="scayt-misspell" data-scayt_word="Cormag" data-scaytid="3" />Te describo brevemente mi caso. Quiero realizar una pequeña instalación fotovoltaica solar aislada en la cual solo tengo cargas en continua (por lo que no uso inversores). El problema viene porque no quiero descargar la batería más del 50% al ser monoblock y no se como hacerlo, es decir no se como limitar la profundidad de descarga de la batería. Si fuera en alterna y tuviera un inversor, este último podría bloquear el consumo para impedir que la batería se siguiese descargando pero en mi caso no se que hacer.
Otra duda es: ¿Dónde conecto la carga de continua? ¿Directo al regulador o a las baterías?
1 Respuesta
1) Tanto los inversores como los reguladores de carga impiden la sobredescarga de las baterías.
En los reguladores, normalmente los parámetros de desconexión vienen configurados de fábrica y lo único que debes hacer es seleccionar el tipo de batería en el regulador.
Los límites suelen ser:
Aviso batería baja: entre 11,7 y 12,2 Voltios
Desconexión por batería baja: entre 11,1 y 11,6 Voltios
Estos valores son los que te aseguran que no descargarás la batería más del 50% de profundidad.
2) Para que el regulador tome control de la batería debes conectar el consumo al regulador. Fíjate que entonces el máximo de corriente de salida estará limitado por el regulador. Un regulador de 10A con una tensión de batería de 12V suministrará como máximo 120W.
No es nada recomendable conectar consumos directamente a la batería ya que te la puede dejar seca y dañarla irreversiblemente.
3)Las baterías monoblock diseñadas para instalaciones solares tienen una profundidad de descarga del 40 o 50% y las estacionarias hasta del 80%.
De todas maneras, si las baterías se utilizan con ciclos de carga y descarga de solamente el 20% la vida de la batería puede ser del doble.
Por lo tanto es conveniente dimensionar bien la batería.
4) Si estás utilizando una batería de coche, no puedes hacer nada. Las baterías de coche están diseñadas para proporcionar un pico de corriente grande para el arranque y no superar una profundidad de descarga del 10 o 20%. Por lo tanto en una aplicación solar irá muriendo poco a poco.
Si te queda alguna duda aquí estoy
En primer lugar muchas gracias por tu amplia y completa respuesta.
En segundo lugar te comento un poco, el sistema solo tiene una carga conectada a 24 V que consume 33 W cuando está activo y 15W cuando está en stand-by pero tiene que estar
conectado 24 horas por lo que 12 de ellas consume 33W y las otras 12 horas 15W. Con todo ello no debería de haber problema respecto al punto 2 que comentas o al menos eso creo. Pero en el punto uno hay una cosa que no entiendo bien. ¿Esos valores que me comentas no son para una descarga del 70% aproximadamente?, es decir, ¿no debería cambiar esos valores de tensión para modificar a las profundidades que yo quiera? y ¿hay una relación entre porcentaje de descarga con la tensión de la batería? Es que según he visto hay reguladores que se pueden configurar para cambiar esos valores (eso sí suben el precio considerablemente)
Saludos!
1) Cuando hablamos de una batería de 24V estamos hablando de la tensión nominal de la batería. Estas baterías tienen una tensión entre 26 y 29V (dependiendo de la batería), cuando están totalmente llenas. Y se considera que están vacías cuando la tensión baja de los 24,2 o 24,1 voltios.
Si suponemos que el máximo de tensión a plena carga es 28v y la batería la consideramos descargada a 24v tenemos una utilización de 4v sobre los 28v totales. Eso es el 15% en cuanto a la tensión.
Es el fabricante de la batería el que te dice que no debes descargar la batería por debajo de los 12,1V o 12,4V o el que sea.
En teoría, este valor te asegura que tu batería no va a descargarse más del 40% y para aplicaciones solares son todos más o menos iguales. Por eso la mayoría de reguladores vienen programados de fábrica y no permiten modificaciones.
Lo mismo ocurre con las baterías de 12v. Máximo unos 14v mínimo 12v 15% de variación.
Por lo tanto, para saber que carga tiene la batería hay que medir la tensión.
2)¿Cuál es el problema? Pues que la tensión de la batería no es constante frente a los consumos.
Por ejemplo, una batería de 24v que este al 50% de carga tendrá una tensión de unos 26v mientras no tenga una carga conectada. Una vez le conectemos una carga, pongamos por caso una bombilla de 10W, como el consumo es muy pequeño la tensión de la batería se mantendría mas o menos en 26V e iría bajando conforme se gasta la batería.
Pero cuando la carga es muy grande, imagina 200 bombillas de 10W igual a 2000W, la tensión de la batería, solo por conectarla, podría bajar a 25V o con una carga mayor hata 24V. Esto es debido a que la resistencia interna de la batería se incrementa por la temperatura y varias cosas más difíciles de explicar y que no vienen al caso y hace que la tensión baje.
Por lo tanto es importante un buen diseño de la batería para el uso que se le va a dar.
Una batería pequeña es para cargas pequeñas y viceversa.
3) Hay básicamente dos algoritmos para el control contra descarga profunda.
a) Control por tensión.
Se utilizan los valores de tensión umbrales para cortar el suministro de energía
b)SOC (state of charge) Cada fabricante lo llamara a su manera, pero consiste en llevar la cuenta de los amperios que entran en la batería y los que salen. Como normalmente se consume a través de un inversor este algoritmo solo se utiliza cuando podemos conectar en regulador al inversor para que intercambien información. En los reguladores pequeños casi ni se utiliza.
La ventaja de este algoritmo es que el regulador va aprendiendo de la capacidad de la batería y es capaz de gestionarla mejor. Aunque también utiliza las tensiones umbrales.
4) CONCLUSIÓN
En tu caso:
12h por 33W = 396Wh
12h por 15w = 180Wh total 576Wh/día
Si lo pasamos a amperios 576Wh/día dividido 24V igual a 24Ah/día
Para utilizar solamente el 50% de tu batería, esta debería ser al menos de 48Ah a 24V. Como existen perdidas por rendimientos y temperatura hay que ponerla un 20% mayor.
Pongamos 60Ah (para hacer números redondos), si quiero tener 2 días de autonomía tendría que poner 120Ah y así sucesivamente.
Fíjate que hablamos de baterías a 24V, que seguramente será 2 baterías de 12V conectadas en serie. Para 120Ah con baterías de 12v, necesitas 2 baterías de 120Ah a 12V
En serie sumamos tensiones y en paralelo sumamos corrientes.
Si quieres que tus ciclos de carga y descarga sean menos profundos puedes poner una batería con mayor capacidad, pero el regulador se asegura que que la batería no se dañe superando el 40%, no tendría sentido poderlo configurar para que corte el suministro solamente con el 20% de profundidad de descarga.
No creo que compense pagar más para poder controlar la tensión de corte del regulador.
Si tienes 1 panel solar de 140W tienes casi casi las necesidades cubiertas (cálculos para valencia) con 2 paneles ya las tendrías más que cubiertas.
Espero haberme explicado más o menos bien, hay muchísima documentación sobre baterías porque es un tema complicado y difícil de tratar en un par de comentarios.
Pero para tu aplicación si tienes una batería para instalaciones solares y un regulador normal te puedes quedar tranquilo.
Si necesitas algo más aquí estoy.
