Aquí nos referimos a los kit off-grid o aislados, para alimentación de energía eléctrica a usuarios que no cuentan con energía de la red, ejemplo a una vivienda, que requiere de baterías ya que el mayor consumo se realiza fuera del horario solar.  No aplica para los kits de bombeo, ya que es mas económico almacenar agua en tanque que energía en baterias, y tampoco aplica a los sistemas conectados a la red o on-grid.

El primer paso y el más crucial es determinar cuántos vatios horas necesitará en un período de 24 horas. Luego multiplicar ese número por 1,5 que es un factor para considerar la eficiencia de carga y descarga, el factor de potencia y la eficiencia del inversor. Si no hay inversor, entonces se podría utilizar 1.3. Esto le dará sus vatios horas al día ajustado. Por ejemplo, digamos que usará 2000 vatios hora o 2 Kwh por día. 1,5 x 2000 wh = 3000 watts hora o 3,0 Kwh por día.

El segundo paso es determinar cuántos días de capacidad de reserva son requeridos. Recomendamos mínimo 2,0 días. Entonces multiplíquese por 2 y lo otro a tener en cuenta es la profundidad de descarga, que recomendamos no descargar la batería mas del 50 % (para un 50% de profundidad de descarga), o sea debemos de multiplicar para este caso por 2 nuevamente. 

Así que en este ejemplo 3000 x 4 = 12000 wh o 12 kwh

El tercer paso es dividir la cifra de vatios horas en el paso anterior por el voltaje del sistema de la batería (el voltaje del sistema es diferente al voltaje de las baterías. Combinando baterías en serie se obtiene el voltaje del sistema). Así que ahora debemos decidir sobre el voltaje del sistema 12, 24, 36, 48, 60 y así sucesivamente con múltiplos de 12 voltios. El voltaje máximo está limitado por los controladores de carga que existen en el mercado comercial, que es de alrededor de 48 a 60 voltios. Equipos hasta de 500 voltios existen, pero son limitados a aplicaciones grandes y los cuales requieren de personal cualificado. El voltaje que usted elija es restringido principalmente por la capacidad del controlador de carga, pero básicamente se desea escoger el voltaje mas alto que pueda, para minimizar las pérdidas de potencia en el cableado y mantener el cableado lo más pequeño posible para minimizar el costo. También un voltaje mayor del sistema, permite tener menor número de baterías al reducirse los amperios horas a entregar. Por ejemplo, la mayor carga de corriente de los reguladores disponible comercialmente a los consumidores es de 80 amperios. Estos pueden usarse en sistemas de 12, 24, 36 y 48 voltios, pero . Así que  un controlador de carga MPPT de 80 amperios, tendrá las siguiente limitaciones de potencia en paneles solares. Por ejemplo en:

Voltaje máximo del sistema de paneles = 1000 vatios en paneles - 1000/12 = 83 amperios

* 24 Voltios = 2000 vatios

* 36 Voltios = 3000 vatios

* 48 voltios = 4000 vatios

Y para mayores potencia se requieren dos unidades.

Seguimos con el ejercicio de determinar el número de baterías (último paso). Supongamos que escogemos un voltaje del sistema de 24 voltios, porque en otro momento hicimos los cálculos y determinamos que tendríamos 1600 vatios en paneles solares.

Entonces  la formula es la capacidad en vatios hora / voltaje del sistema - AH = 12.000 / 24 voltios = 500 AH.

El cuarto paso es seleccionar un tipo de batería y la cantidad. Supongamos escogemos baterías, ejemplo de 12 voltios y 250 AH. El primer paso es decidir cuantas líneas de baterías se requieren en paralelo. Eso se determina dividiendo la capacidad en vatios horas entre la de una batería, o sea 500 AH / 250 AH = 2 líneas paralelas. Luego el voltaje decide cuantas baterías ponemos en serie, o sea 24 / 12 = 2 baterías. Entonces tendríamos 2 líneas en paralelo de 2 baterías en serie, o sea 4 baterías.  

Por ultimo chequeamos que la corriente de carga está dentro de lo recomendado para las baterías, que es entre 5 - 13 % del AH. Tenemos 1600 watts en paneles, y voltaje del sistema es de 24 volts, entonces la corriente de carga sería de 1600/24 = 66 amperios (estamos considerando un controlador de carga mppt). 66 amps / 500 AH = 13 porciento, que es correcto.  

 

 


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