Si bien las baterías solares tienen una larga vida útil hay que tener un mantenimiento y un control de las mismas para asegurarse que su funcionamiento es el correcto y que no hayan podido ser dañadas por una instalación o un uso deficiente.
Uno de los métodos para comprobar en que situación se hayan las baterías es realizar un chequeo del estado de carga (SOC).
Hay que tener en cuenta que debido al funcionamiento de las baterías electroquímicas el voltaje de circuito abierto (OCV) proporciona tan solo medidas aproximadas del estado de carga. Aún así, se puede alcanzar una medida cercana mediante la compensación de las variables y aplicando factores de corrección.
Etapas de carga de una batería
Existen cuatro etapas diferenciadas en la carga de una batería:
Etapa Bulk. En esta etapa se suministra corriente a la batería a intensidad máxima de manera que la tensión aumenta rápidamente al principio y poco a poco según se acerca al límite de la tensión de la batería a un 80-90% de su capacidad. Al llegar a este límite se reduce la capacidad de absorción.
Etapa de absorción. En esta etapa la corriente de carga disminuye lentamente hasta que la batería está cargada al 100%. En esta etapa se recupera el electrolito alterado durante la descarga de la batería. Si la batería ha realizado descargas profundas prolongadas, la etapa de absorción será mayor para recuperar todos los electrolitos.
Etapa de flotación. En esta etapa con la batería cargada por completo al 100% se compensa la autodescarga con tensiones bajas y constantes para mantener siempre la batería al máximo. Las baterías de gel pueden estar largo tiempo en esta etapa, pero el resto no es recomendable dejarlas sin descargas y cargas por largos periodos de tiempo.
Etapa de ecualización (o etapa de gaseo). En esta etapa el electrolito asciende haciendo la disolución homogénea evitando que existan zonas con densidades mayores que otras, lo que podría provocar la sulfatación de las placas.
¿Cómo medir el estado de carga de una batería?
Existen distintos métodos de medir el estado de carga de una batería, podemos agruparlos en diferentes estimaciones mediante: tensión, medida directa, densidad relativa, impedancia interna e intensidad.
Estimación del estado de carga mediante voltaje
Esta estimación se basa en una relación directa entre la tensión de la batería y su capacidad disponible. Para ello medimos la tensión entre bornes y calculamos los amperios-hora que hay en la batería, sumando los que entran y restando los que salen.
Estimación del estado de carga mediante medida directa
Esta estimación se basa en cargar y descargar la batería en unas condiciones controladas. Las medidas resultantes se deben multiplicar por el tiempo total que dura la descarga para tener la capacidad total.
Estimación del estado de carga mediante densidad relativa
Esta estimación se basa en la medición del electrolito de la batería. La relación entre la densidad del agua y la del líquido del electrolito disminuye de forma lineal con la descarga de la batería. Este método también es conocido como de gravedad específica.
Estimación del estado de carga mediante la impedancia interna
Esta estimación se basa en el estudio de la impedancia interna de la batería que cambia con el tiempo después de un número de cargas y descargas debido a la variación de los componentes químicos internos de la batería.
Estimación del estado de carga mediante la intensidad
Esta estimación se basa en la fórmula de la integración de la corriente de entrada y salida de la batería. Se integra en el tiempo la intensidad que cargan y descargan las celdas obteniendo como resultado la carga almacenada en el interior de estas. Es uno de los métodos más precisos para estimar el estado de carga de las baterías.
Ley de Peukert
Una vez realizada la estimación del estado de carga, será necesario también corregir los amperios de descarga con la fórmula de la Ley de Peukert para hacer un balance entre la diferencia de descargar en un régimen alto que en uno bajo. Esta ley describe la capacidad en Ah que se disminuye al descargarse dicha batería más rápidamente de lo normal.
La cantidad de reducción de la capacidad de la batería es llamado "exponente Peukert". A mayor exponente Peukert, mayor será la velocidad de disminución de la capacidad a ritmos elevados de descarga.
El valor "perfecto" del exponente Peukert para una batería es de 1,00 pero la mayoría de las baterías tienen un valor medio de 1,25. Si no se conoce el exponente Peukert se puede calcular mediante la siguiente fórmula.
Monitorización de las baterías
Siempre es recomendable tener una buena monitorización de los sistemas fotovoltaicos instalados. Las baterías no es una excepción, por lo que es recomendable tener algún tipo de controlador o monitor de baterías. De esta manera podemos asegurarnos que en caso de incidencia estaremos de sobreaviso de manera inmediata.
Si deseas más información sobre sistemas de monitorización de baterías puedes visitar nuestro portal web o contactar con nuestro equipo comercial y descubrir todas las opciones disponibles.
Baterías solares: estado de carga