Cálculo de la capacidad de acumulación
Otro de los cálculos básicos de una instalación fotovoltaica corresponde al cálculo de los A.h de capacidad que ha de tener el acumulador de la instalación.
Para ello definiremos qué se entiende como día de autonomía, que corresponde al hecho de que, produciéndose un día sin radiación solar, el acumulador pueda proporcionar al receptor la corriente necesaria para su perfecto funcionamiento durante las horas previstas en el diseño.
El número de días de autonomía que debemos dar a una instalación estará marcado por dos factores fundamentales como son la seguridad que necesite la instalación y la posibilidad estadística de producirse días nublados consecutivos, factor este último íntimamente ligado al lugar de situación. Cuanto mayor sea la seguridad deseada ante un posible fallo, mayor ha de ser el número de días de autonomía.
La profundidad de descarga que se produce en la batería, tanto diariamente durante la descarga nocturna, como en una descarga excepcional al producirse unos días de mal tiempo, representa un dato fundamental para el cálculo de la capacidad de acumulación. No obstante, el valor de la descarga máxima lo deberemos definir en función del tipo de batería que se utilice.
Una de las formas de calcular la capacidad de acumulación consiste en aplicar la siguiente fórmula:
Capacidad = (Consumo x Días de autonomía) / Profundidad de descarga Supongamos en nuestro ejemplo que se desean asegurar 10 días de autonomía, llegando a una descarga final del 40% si esto se produce.
Aplicando la fórmula anterior tendremos que:
Capacidad = (14 A.h/días) x (10 días) / 0.4 = 350 A.h
Obsérvese que se ha aplicado el consumo real, y no el aumento con el 15% de seguridad, ya que en este caso se ha supuesto que la carga consumirá exactamente los 14 A.h/día sin pérdida adicional alguna.
Supongamos ahora que por alguna causa no se produce aportación eléctrica del grupo fotovoltaico a la batería durante 10 días consecutivos. En estas circunstancias, se tomarán de la batería 140 A.h, que precisamente corresponden al 40 % de los 350 A.h totales, resultando que todavía nos quedan en el acumulador 210 A.h (o sea, el 60 % del total).
Puede ocurrir que en determinadas instalaciones donde el frío es muy intenso, debamos tener en consideración este hecho si las bajas temperaturas se mantienen durante varios días, pues la capacidad de una batería disminuye drásticamente con el frío, e incluso se incrementa la posibilidad de congelación del electrolito si el estado de carga al cual se encuentra el acumulador es bajo.
Por este motivo, la introducción en los cálculos de unos días de autonomía extra o bien el incremento de un tanto por ciento supletorio a la capacidad calculada, nos evitaría la posibilidad de un fallo producido por efecto de bajas temperaturas.
La elección de este factor de seguridad adicional se tomaría a la vista de los datos del fabricante del acumulador respecto a la disminución de temperatura, así como por las temperaturas mínimas producidas en la zona.
Para completar totalmente el cálculo de la batería, bastará buscar en las tablas de modelos de los diferentes fabricantes hasta encontrar aquel acumulador que posea una capacidad igual o algo superior a la calculada, definiendo el modelo y número de elementos a utilizar en la instalación.
Debemos tener en cuenta que lo ideal para un acumulador es disponer de la capacidad total a la tensión de trabajo nominal, debiendo rechazar en principio la posibilidad de acoplar acumuladores en paralelo, ya que disminuye la fiabilidad. En general, el uso de más de dos baterías en paralelo se puede considerar peligroso, no obstante, no así cuando estas mismas baterías se conectan en serie.
Fuente: Guía técnica de aplicación para instalaciones de energías renovables del Gobierno de Canarias
