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Las baterías estacionarias de plomo-ácido abierto es la tecnología de mayor realación calidad-precio para cubrir las necesidades en aplicaciones fotovoltaicas. La madurez de la tecnología y el aumento de la demanda ha hecho que estas baterías tengan las mejores prestaciones a un coste muy ajustado. Los fabricantes punteros del mercado son Hoppecke y Bae. Esperanza de vida util de las baterías mayores a 15 años.

OPzS significa: (Ortsfest PanZerplatte Flüssig) Batería estacionaría abierta de placa de plomo tubular con electrolito líquido

Baterias estacionarias Pb-ácido

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¿Que son las baterias estacionarias de plomo-ácido abiertas?

Las baterías estacionarias de plomo-acido están formadas por placas de plomo tubulares y electrolito líquido encapsuladas dentro de un contenedor formando un elemento o vaso de 2 voltios. Para formar baterías estacionarias o acumuladores solares de 12 voltios son necesarios conectar 6 elementos de 2v de la capacidad deseada en serie, y para formar baterías de 24v conectaremos 12 elementos de 2v en serie. Se llaman baterías estacionarias abiertas porque no son selladas y producen una pequeña cantidad de gases durante la fase de carga, y requieren la adición de agua destilada una vez cada 3 años para recuperar el nivel de electrolito.

También son conocidas como acumuladores solares abiertos o baterías estacionarias abiertas y baterías estacionarias inundadas (del inglés flooded).

En el nombre de la batería estacionaria tenemos toda la información necesaria para conocer las características de la batería:

Por ejemplo, la batería estacionaria hoppecke 6 opzs 600 de 12v y 900Ah en C100 siginifica:

  • Tipo de batería: batería estacionaria
  • Marca: Hoppecke
  • Número de placas positivas en el interior de cada vaso: 6
  • OPZS: significa: (Ortsfest PanZerplatte Flüssig) Batería estacionaría abierta de placa de plomo tubular con electrolito líquido
  • 600: Capacidad nominal en C10 (en 10 horas de descarga) según la norma DIN 40736-1
  • 12V: conjunto de 12 voltios formado por 6 elementos de 2v conectados en serie (pletinas de conexión incluidas en la batería)
  • 900AH en C100: Capacidad de descarga en C100 ( en 100 horas de descarga)

 

Características de las baterías estacionarias de plomo-ácido abiertas

Debido a sus altas prestaciones y excelente respuesta en el mercado solar fotovoltaico las baterías estacionarias de plomo-ácido abiertas han tenido una gran comercialización por lo que sus precios se han visto reducidos a valores muy competitivos. Esto hace de las baterías estacionarias abiertas sean la mejor elección para una instalación solar fotovoltaica.

Con más de 8000 ciclos de descarga con profundidades del 20% con una vida útil de hasta 20 años para marcas como BAE o HOPPECKE, excelentes para aplicaciones con consumos medio-alto y uso continuo, buena respuesta frente a descargas profundas y mantenimiento mínimo, hacen las baterías estacionarias abiertas la mejor opción en relación calidad precio.

 

Tensiones de carga de las baterías estacionarias de plomo-ácido abiertas

Tensiones de carga para la fase de absorción de 14,4V, y tensión de flotación de 13,38V (que dependiendo del consumo modificaremos entre 13,5 y 13,8V). Tensiones programadas por defecto en la mayoría de los reguladores solares de carga y soportada por el 99% de los reguladores solares.

En el funcionamiento normal de una batería conectada a placas solares, hay momentos en los que las placas solares no producen suficiente energía para suministrar al consumo y se extrae energía de las baterías estacionarias para cubrir esa necesidad. Por lo tanto la batería estacionaria no se encontrará en plena carga en todo momento y deberemos ajustar la tensión de flotación entre 13,5V y 13,8V segun convenga.

Para saber en qué valor debemos fijar la tensión de flotación podemos tomar como referencia los siguientes valores:

  • Si nuestra instalación solar mantiene normalmente las baterías estacionarias a plena carga porque tenemos periodos largos sin consumo, fijaremos la tensión de flotación en 13,38V o 13,4V
  • Si nuestra instalación funciona normalmente extrayendo energía de las baterías estacionarias y por lo tanto no se mantienen a plena carga, fijaremos la tensión de flotación en 13,5V o 13,6V
  • Si tienes dudas porque unas veces hay más consumo que otras, el valor recomendado y el más utilizado es el de 13,5V

Se recomienda realizar cargas de ecualización periódicas para reducir y recombinar la sulfactación e igualar las tensiones de las células. Para baterías estacionarias nuevas realizaremos una carga de ecualización cada 50 días aproximadamente llegando a realizar una ecualización cada semana para baterías muy viejas.

 

Corrientes de carga de las baterías estacionarias plomo-ácido abiertas

Las corrientes de carga en sí mismas no están limitadas para tensiones de celda inferiores a 2,4V, lo que supone 14,4V para una batería estacionaria de 12v. A partir de esta tensión se produce una excesiva descomposición de agua formandose burbujas de gas y que son expulsadas al exterior y no debe sobrepasarse la corriente de carga de 5A por cada 100Ah de la capacidad de la batería.

Para temperaturas de servicio de 10°C hasta 30°C, no es necesario efectuar una corrrección de la tensión de carga dependiente de la temperatura.
Cuando el rango de temperatura es inferior a 10° C y/o superior a 30°C, debe adaptarse la tensión de carga a la temperatura. El factor de corrección de temperatura es de (-0,004 V/celda por cada °C). Si la temperatura es permanentemente superior a 40°C, el factor es (-0,003 V/celda por cada °C).

No obstante las limitaciones físicas de las baterías estacionarias frente a la temperatura por el paso de corriente desaconseja superar en corriente de carga el 10% de la capacidad nominal de la batería en C10. Prohibiendo pasar del 20% de la capacidad nominal de la batería en C10. Corrientes excesivas pueden producir un desprendimiento del polo negativo de la batería.

Por lo tanto realizaremos el diseño de placas solares para obtener una corriente de carga del orden del 10% o 12% de la capacidad de la batería en C10. Además limitaremos en caso necesario la corriente de carga del cargador de alterna.


¿Que significa el C100 de la capacidad de la batería?

 La normas técnicas como la  IEC 60896-11 o  din 40736-1 entre otras, son utilizadas para certificar la capacidad de una batería y poder comparar unas baterías con otras.

La capacidad en Ah de una batería expresada en C100 significa que los amperios/hora expresados podremos extraerlos de la batería mientras que el régimen de descarga sea tal que implique la descarga de la batería en su totalidad en un tiempo de 100 horas. Si la misma batería se descargara a un régimen tal que implicara una descarga completa en 20 horas (C20) los amperios/hora que podríamos extraer sería bastante inferior al valor de C100.

Este hecho es debido al incremento del flujo de corriente interno de la batería. A mayor corriente mayor velocidad en la reacción química de reducción produciendo mayor sulfatación y cubriendo las placas internas de la batería mermando su porosidad y la capacidad de extraer energía procedente de la reacción química.

Para acordarnos podemos utilizar el ejemplo de un corredor. Un corredor experto corriendo a una velocidad moderada es capaz de correr 5 horas sin descanso. Si este mismo corredor esprinta será solamente capaz de correr durante 10 minutos.

 Así pues podemos encontrar para una misma batería las siguientes capacidades de ejemplo:

C10: 100Ah

C20: 120Ah

C100: 160Ah

Para conocer las diferentes capacidades dependiendo del régimen de descarga de una batería es necesario consultar la ficha técnica del fabricante.

Para aplicaciones solares de uso estacionario se suele utilizar la capacidad expresada en C100 porque consideramos que la totalidad de la batería debe proporcionar una autonomía de 4 días, es decir unas 100 horas. Aunque en realidad el régimen de descarga varíe mucho puntualmente dependiendo de los consumos, es un buen cálculo del régimen medio de descarga. Habrá momentos durante el día que el régimen de descarga de nuestra batería será en torno al C10 cuando conectamos un consumo elevado como un horno y momento en que éste régimen será más cercano a un C200 donde el consumo es una bombilla. Pero a efectos prácticos consideramos que la media será en torno al C100 siempre que la batería esté bien dimensionada.

Para aplicaciones como carritos de golf o carretillas se suele utilizar baterías de tracción o semitracción expresadas en C10 o C20 ya que la batería se descargará en 1 día (10 horas aprox.) o en 2 días (20 horas aprox.) y se utiliza el valor de C10 o C20 para realizar los cálculos de diseño. Ver baterías AGM de tracción

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