Menu

Panells d'energia
solar fotovoltaica

Bateries solars

Bateries solars

Les bateries solars té l'objectiu d'acumular l'energia elèctrica generada per les plaques solars fotovoltaiques per a poder-la utilitzar durant la nit o en dies ennuvolats.

L'ús de bateries també permet proveir una intensitat de corrent superior que la que pot oferir un panell fotovoltaic en funcionament. Aquest seria el cas si s'utilitzessin diversos aparells elèctrics en un mateix instant.

Una bateria consta de petits acumuladors elèctrics de 2V integrats en el mateix element. Les bateries subministren corrent continu a 6, 12, 24 o 48V. L'acumulador és la cel·la que emmagatzema energia a través d'un procés electroquímic.

Per exemple, quan parlem d'una bateria de 12V, ens referim a un conjunt en sèrie de 6 cel de plom-àcid de 2 volts cadascuna. Les bateries monoblock són bateries compostes per diverses cel·les de 2V formant un sol bloc.

Les bateries estacionàries, també conegudes com acumuladors solars, són bateries compostes per elements de 2 volts connectats en sèrie fins a aconseguir la tensió de treball desitjada per a la instal·lació solar.

Com funcionen les bateries solars?

Les bateries tenen la funció d'aportar energia elèctrica en el sistema en el moment en què els panells fotovoltaics no generen l'electricitat necessària. Per exemple durant la nit o en moments de poca lluminositat.

En el moment en que els panells fotovoltaics poden generar més electricitat que la demandada pel sistema elèctric tota l'energia demandada és subministrada pels panells i la sobrant s'utilitza per carregar les bateries.

Les bateries transforma l'energia elèctrica que rep dels mòduls fotovoltaics en energia química. Aquesta conversió la realitza a partir de la reacció que es produeix quan dos materials diferents, com els de les plaques positiva i negativa, se submergeixen en l'electròlit. L'electròlit és una solució d'àcid sulfúric i aigua.

L'electricitat flueix des de la bateria quant hi ha un circuit connectat entre els pols positiu i negatiu.

A mesura que la bateria es va descarregant, la composició de l'plom de les plaques és més semblant. En aquest moment, disminueix la densitat de l'àcid i la tensió entre borns disminueix. 

 La capacitat d'sotmetre a un procés de càrrega i descàrrega constant es coneix com a resistència als cicles d'una bateria.

Classe de bateries solars

Hi ha dos tipus de bateries segons el seu cicle:

  • Bateries de cicle baix

  • Bateries de cicle profund

Bateries de cicle baix

Les bateries de cicle baix estan dissenyades per suplir una quantitat de corrent per un curt període de temps i suportar petites sobrecàrregues sense perdre electròlits, com en el cas de les d'automòbils.

No obstant això, aquestes bateries no suporten descàrregues profundes. Si són descarregades repetidament per sota de l'20%, s'escurça la seva vida útil considerablement. Per tant aquestes bateries no són una bona elecció per a sistemes solars fotovoltaics.

Bateries de cicle profund

Estan dissenyades per a ser descarregades repetidament fins a un 80% de la seva capacitat. Aquesta característica les converteix en la millor opció per a sistemes d'energia solar.

Característiques a tenir en compte d'una bateria solar

Característiques més importants a l'hora d'escollir una bateria o un kit solar:

  • Capacitat. La capacitat és la intensitat de corrent en ampers (A) que es pot obtenir d'una descàrrega completa de l' acumulador elèctric quan aquest té un estat de càrrega total.

  • Eficiència de càrrega. L'eficiència de càrrega és la relació entre l'energia utilitzada per omplir l'acumulador i la realment emmagatzemada. Per tant com més proper a el 100% millor.

  • Autodescàrrega. La autodescàrrega és el procés d'un acumulador elèctric que sense estar en ús tendeix a descarregar-se.

  • Profunditat de descàrrega. La profunditat de descàrrega és la quantitat d'energia que s'obté durant una descàrrega estant en càrrega total (%).

Quina és la vida útil d'una bateria solar?

La vida útil d'una bateria per a instal·lacions solars sol ser d'uns 10 anys. No obstant això, si es realitzen descàrregues freqüents de forma profunda (> 50%) la seva vida útil cau en picat. Per tant, és convenient instal·lar la capacitat suficient perquè no se superi el 50% de la descàrrega.

Un altre factor molt important és la temperatura. Si la temperatura es manté entre 20 i 25ºC la vida útil rondarà els 10 anys. Per contra, si la temperatura es veu alterada en 10ºC, la vida útil pot reduir-se fins a la meitat.

Tipus de bateries

Les bateries es classifiquen segons el tipus de tecnologia de fabricació així com dels electròlits utilitzats.

Les bateries més utilitzades en instal·lacions solars són les àcid-plom, per la relació de preu per energia disponible. La seva eficiència està entre un 85-95%, mentre que les Ni-Cad en un 65%.

Segurament les millors bateries serien les de liti (mòbil). No obstant això, la bateria de liti no és viable econòmicament per a aquesta aplicació.

Bateries d'àcid-plom per a aplicacions solars

Totes les bateries d'àcid-plom fallen prematurament quan no són recarregades completament després de cada cicle.

Si una bateria d'àcid-plom es deixa descarregada (durant dies) en algun moment, provocarà una pèrdua permanent de la seva capacitat.

Bateries líquides - electròlit líquid

Són les més usades. Hi ha dos tipus de bateries líquides:

  1. De forma oberta, amb tapes que permeten el canvi de l'aigua.

  2. De manera segellada, que són tancades però amb vàlvules que permeten les sortides dels possibles gasos durant càrregues excessives.

Avantatges de les bateries líquides

  • Les més antigues

  • La seva producció permet preus econòmics.

  • Són menys problemàtiques a les sobrecàrregues.

Desavantatges

  • Hi ha el perill de perdre líquid (agressiu).

  • Solen tenir una vida útil curta, entre 400 cicles de càrrega i descàrrega.

  • Temperatures molt baixes poden destruir-les ràpidament.

Hi ha un altre tipus de bateries. On el electròlit no es troba en estat líquid, aquest s'ha immobilitzat. 

En el cas de les bateries de gel, l'electròlit s'ha convertit en gel. En el cas de la bateria AGM (Absortion Glass Mat) s'ha separat mitjançant una fibra de vidre, amb gran poder d'absorció, que actua com una esponja.

Tant les bateries de gel com les bateries AGM, són de lliure manteniment. Mai els serà necessari afegir aigua.

Bateries AGM- Absort Glass Mat

Són les bateries més modernes i l'àcid està fixat en fibres de vidre que l'absorbeix.

Gairebé totes les bateries AGM són de vàlvula regulada: VRLA (valve regulated lead acid)

Tenen tots els avantatges de les de gel, a més dels següents:

Avantatges:

  • Bona vida útil.

  • Més resistència a climes freds.

  • El seu acte descàrrega és mínima.

  • Baixa resistència interna que permet corrents altes.

  • De cicle profund.

Desavantatges:

  • Preu més elevat.

Cada vegada més es tendeix a les bateries de plom AGM. Tenen el seu millor relació vida / preu. Si maneig és més senzill.

Per a algú que pot assegurar l'atenció necessària, la bateria líquida pot ser la millor opció. Sobretot tenint en compte el preu.

Resum

Les bateries solars són magatzems d'electricitat. Emmagatzemen l'electricitat generada pels panells solars en moments de baixa demanda i la subministren en moments de més demanda.

Aquests elements són capaços de transformar l'energia elèctrica en energia química en el moment de càrrega. Al Moment de descàrrega transformen, de nou, l'energia química en electricitat.

Autor:

Data de publicació: 13 de maig de 2015
Última revisió: 30 de maig de 2020