1. GUIA DE TRABAJO: EL
ACUMULADOR
FOTOVOLTAICO
El correcto abastecimiento energético de la aplicación exige, por lo tanto,
poder almacenar energía cuando la producción fotovoltaica excede a la
demanda, para utilizarla en la situación contraria. Llamaremos ACUMULADOR
al elemento que se encarga de realizar esta función.
ACTIVIDAD
PRACTICA: EL
ACUMULADOR
FOTOVOLTAICO

2. Selección del Acumulador
ACTIVIDAD PRÁCTICA
Guía de Trabajo: EL ACUMULADOR FOTOVOLTAICO
Actividad práctica: Selección del acumulador
Finalidad
Durante el proceso de diseño del proyecto de una instalación de energía solar, tendrás
que seleccionar los equipos y materiales que componen la instalación.
Para la selección de estos equipos y materiales, deberás manejar la documentación
técnica suministrada por el fabricante, seleccionando aquellos que cumplan las
condiciones obtenidas durante el diseño.
Uno de los elementos que tendrás que seleccionar es el acumulador, a partir de la
capacidad necesaria y de la tensión de trabajo de la instalación, teniendo en cuenta
su peso, dimensiones y accesorios necesarios para su instalación.
En esta actividad se va a explicar el procedimiento para seleccionar el sistema
acumulador, eligiendo un determinado fabricante y un modelo determinado a partir
de la documentación técnica suministrada por el mismo. Además, tendrás que
considerar una serie de accesorios necesario como: Regletas aislantes y Cables de
conexiones.
Objetivos
1. Interpretar la documentación técnica suministrada por el fabricante.
2. Conocer los parámetros que debes tener en cuenta a la hora de seleccionar el
Acumulador.
3. Saber el estado de carga de una batería en función de la densidad del
electrolito.
4. Entender la importancia del control periódico de los niveles.
Marco Teórico
La naturaleza de la radiación solar es intrínsecamente variable en el tiempo ya que, por un
lado, está sometida al ciclo diario de los días y las noches; por otro, al ciclo anual de las
estaciones y, por último, a la variación aleatoria del estado de la atmósfera (nubes, etc.).
Como consecuencia de ello, son muchos los momentos en los que la potencia eléctrica que
puede entregar un generador fotovoltaico difiere, por exceso o por defecto, de la que
demanda una determinada aplicación. El correcto abastecimiento energético de la aplicación
exige, por lo tanto, poder almacenar energía cuando la producción fotovoltaica excede a la
demanda, para utilizarla en la situación contraria. Llamaremos ACUMULADOR al elemento que
se encarga de realizar esta función.
El abanico de posibles acumuladores de energía es muy amplio (volantes de inercia que
acumulan energía cinética, depósitos de agua que acumulan energía potencial,
almacenamiento de aire comprimido, almacenamiento de hidrógeno, acumuladores de
energía magnética en superconductores, acumuladores electroquímicos, etc.).
Sin embargo, las disponibilidades del mercado actual hacen que para el mundo de los
sistemas fotovoltaicos, tales posibilidades se reduzcan a la acumulación electroquímica, es
decir, a la batería recargable, común y corriente. Esta regla tiene su excepción en los
sistemas destinados a bombear agua, en los que generalmente se sustituye el
almacenamiento de energía por el de la propia agua.
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3. Selección del Acumulador
ACTIVIDAD PRÁCTICA
Figura 1. Esquema Acumulación de Energía
SELECCIÓN DEL ACUMULADOR
Baterías estacionarias
Son las más adecuadas para los usos fotovoltaicos debido a su larga vida y a su excepcional
Capacidad de funcionamiento en regímenes descarga y descarga lentas. Los modelos que
comercializa ATERSA son:
● Monobloc transparente (SGF)
● Elementos de 2V transparentes (EAN)
● Monobloc translúcido (RO)
● Elementos de 2V translúcidos (TSE)
Las ventajas de los acumuladores compuestos por elementos independientes son la facilidad
de sustitución de los mismos en caso de avería, y una mayor capacidad de reserva de
electrolito, lo que se traduce en un bajo mantenimiento. Los monobloc ocupan muy poco
espacio, se instalan rápidamente y, al mismo tiempo, son
muy robustos y compactos .En cuanto a la diferencia entre las baterías estacionarias
translúcidas y transparentes se limita al aspecto del recipiente, sin afectar a las
características de funcionamiento.
Figura 2. Esquema ilustrativo de una batería estacionaria
El proceso de carga de la batería
En el proceso de carga de una batería, si una o todas las celdas se sobrecargan, el exceso
de iones hidrógeno y de iones oxígeno se convierte en gases que escapan, reduciéndose el
nivel de agua del electrolito. Esto sucede también durante la carga normal aunque en
menor grado. Este hecho puede provocar que , la cantidad de agua se reduzca a un punto
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4. Selección del Acumulador
ACTIVIDAD PRÁCTICA
en el que el nivel del electrolito sea demasiado bajo y el contenido relativo de ácido
sulfúrico sea excesivo. Esto hace que las áreas expuestas de los electrodos se sulfaten
más rápidamente y el electrolito, excesivamente concentrado, ataque al miembro de
soporte de la celda, el cual no debe reaccionar con la solución.
El nivel del electrolito debe revisarse periódicamente y agregarse agua destilada para
mantener el nivel aproximadamente a un centímetro por encima de las placas de los
electrodos.
En las baterías de plomo-ácido, la naturaleza química del electrolito depende del estado
de carga en que se encuentra la celda o vaso. Cuando la celda está totalmente cargada,
el electrolito tiene un alto contenido de ácido sulfúrico y cuando la celda está descargada
queda escaso ácido sulfúrico en el electrolito. Por lo tanto se pueden hacer pruebas en el
electrolito para determinar el estado de carga de cada vaso. Como el ácido sulfúrico es
más denso que el agua, también lo será una mezcla de éste con agua. Un método sencillo
para comprobar el estado de carga será el de medir la densidad del electrolito. Las
densidades altas corresponden pues a estados de carga altos y densidades bajas a estados
de carga bajos.
Sin embargo, debe tenerse presente que la densidad del ácido sulfúrico varía según la
temperatura, por lo que, para ser estrictos, de debería tomar la temperatura del
electrolito junto a la densidad de éste y hacer las correcciones que fueran pertinentes.
PARAMETROS DE BATERIAS
Figura 3. Parámetros de los Módulos FV
ASOCIACIÓN DE ACUMULADORES
Para obtener mayores capacidades, (amperios/hora) y tensiones superiores a la que nos
proporciona una sola batería, será necesario conectar varias (dos o más) en serie o paralelo.
Es muy importante que todos ellas posean características eléctricas iguales. Para ello, se
seleccionan del mismo fabricante y del mismo modelo.
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5. Selección del Acumulador
ACTIVIDAD PRÁCTICA
Salvo en el caso de sustitución de baterías averiadas, No mezclar baterías nuevas con otras
más viejas.
CONEXIÓN EN PARALELO
Para obtener una capacidad en amperios/hora superior a la de un solo acumulador, es
necesario conectar varios (dos o más) en paralelo. Para conectar varios (dos) en paralelo, se
realizarán en el modo de cargas cruzadas, esta conexión facilita una descarga homogénea de
ambas. No se recomienda conectar en paralelo más de dos acumuladores, ya que si uno de
ellos sufre un cortocircuito, el resto al quedar también en cortocircuito, se descargarán
completamente. Provocando un deterioro que puede ser irreversible en todos ellos.
Figura 4. Esquema de conexión en Paralelo.
CONEXIÓN EN SERIE
Para obtener una tensión superior a la de un solo acumulador, es necesario conectar varios
(dos o más) en serie. Una instalación FV que deba funcionar a 24 V, necesita 2 acumuladores
conectados en serie o unir 12 vasos de 2 V, en serie.
Una instalación FV que deba funcionar a 48 V, necesita 4 acumuladores conectados en serie o
unir 24 vasos de 2 V, en serie.
Figura 5. Esquema de conexión en Serie.
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6. Selección del Acumulador
ACTIVIDAD PRÁCTICA
CONEXIÓN EN SERIE Y PARALELO
En este caso la tensión deseada se obtendrá asociando varios acumuladores en serie.
Este conjunto forma una rama del sistema de acumulación. La capacidad deseada se obtendrá
asociando en paralelo un número determinado (nR) de ramas formadas por acumuladores en
serie. Siempre deberemos realizar las conexiones de forma cruzada
Figura 6. Esquema de conexión Mixta.
Materiales
1. Módulo didáctico de trabajo
2. Acumuladores fotovoltaicos (2), CAPSA CA 12120 12V/120Ah
3. Cables de conexión.
Instrumentos de Medición
1. Multímetro digital (Fluke serie 170)
2. Densímetro
3. Guantes y gafas de protección
4. Catálogos técnicos de acumuladores.
Procedimiento
Se desea seleccionar una batería a partir de los datos de capacidad necesaria
obtenidos durante el diseño del proyecto y la tensión de trabajo de la instalación.
En este caso tomaremos C = 500 Ah. y la tensión de trabajo V= 24 Vcc.
 A partir de la capacidad de acumulador necesaria y la tensión de trabajo de la
instalación seleccionar un fabricante.
En esta actividad se han seleccionado los fabricantes, CAPSA.
 Elegir el tipo de batería a utilizar (monobloque o vasos) de la capacidad más próxima
a la capacidad deseada.
 Estudiar las diferentes posibilidades, teniendo en cuenta: las características técnicas,
físicas y el precio.
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7. Selección del Acumulador
ACTIVIDAD PRÁCTICA
 Elegir un modelo de batería y comprobar que el espacio que ocupa dentro de la
instalación.
 Seleccionar los accesorios necesarios: Bandeja aislante, latiguillos de conexión etc.
Nota: Recuerda que no se deben conectar más de dos baterías en paralelo.
Comprobar el nivel de cada uno de los vasos de la batería. En caso de estar bajo
añadir agua destilada hasta que el electrolito cubra 1cm las placas. Ver (fig.7).
Una vez realizada la operación anterior, con un densímetro, mirar la densidad de
cada uno de los vasos, anotando los resultados en las casillas de la tabla 1, para
poder establecer:
 Que no hay ninguno averiado.
 El estado de carga de cada uno de ellos. Ver (fig. 8). Obligatorio el uso de
protecciones.
 Medir la tensión resultante en bornes de la batería. Ver la relación existente entre
tensión y densidad.
 Repetir el proceso para otra batería con diferentes características y estado de
carga.
Fig. 7 Comprobación del nivel del electrolito
Fig. 8 Comprobación de la densidad del electrolito
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8. Selección del Acumulador
ACTIVIDAD PRÁCTICA
Batería Modelo Vaso Vaso Vaso Vaso Vaso Vaso Carga
1 2 3 4 5 6
Tensión
Densidad
Tabla 1. Valores medidos con el densímetro y el voltímetro
Tabla1. Asignación de Datos.
CUESTIONARIO
1) En tiempo frío, para evitar que el electrolito se congele, ¿qué es mejor, que la
batería esté totalmente cargada o descargada? ¿Por qué?
2) Si la batería debe permanecer largo tiempo sin ser utilizada, ¿qué es mejor, que
la batería esté totalmente cargada o descargada?. ¿Por qué?.
3) Que factores influyen en la vida útil de la batería? ¿Por qué?.
4) En una instalación fotovoltaica hay conectada una batería estacionaria de 120
Ah/C10. Se desea alimentar un consumo de 200 W /12V. ¿Sería correcta la batería
existente?
Informe
Cada estudiante presenta los resultados, datos, graficas, análisis y problemas
Presentados durante la práctica.
Conclusiones
Cada estudiante presenta apreciaciones y análisis general del trabajo realizado.
Bibliografía
Enlaces que sirven como guía al estudiante.
http://www.bateriascapsa.com/
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