Painéis fotovoltaicos de energia solar

Acumuladores de energia

Nas instalações de abastecimento de electricidade autónomas, que é necessária para armazenar a energia capturada durante as horas de radiação solar , a fim de cobrir de alimentação durante as horas em que há é não (ciclo diário e ciclo sazonal).

Características acumuladores:

  • baterias elétricas têm um muito importante e fundamental para o bom funcionamento e a duração de uma função de instalação solar fotovoltaica.
  • Eles devem ter capacidade suficiente para garantir o fornecimento de energia elétrica durante os períodos de nuvens (autonomia de instalação).
  • É sistemas eletroquímicos reversíveis com base em reações químicas que ocorrem dentro.

Podemos distinguir diferentes tipos de acumuladores de acordo com a sua utilização:

  • baterias estacionárias: geralmente em um lugar fixo e fornecer energia elétrica permanente ou esporadicamente para diversos fins. Em nenhum momento, no entanto, eles são convidados a dar valores para altas correntes em tempos curtos.
  • baterias de arranque: são responsáveis ​​pela produção de energia elétrica com valores de intensidade de corrente elevada em tempos curtos, por exemplo, em carros de cada vez que você iniciar-se, ou quando um motor é ligado. As placas dos eléctrodos de baterias estas são mais espessos do que aqueles da expectativa de vida estacionária e é mais curto, porque as condições de "duros".
  • Acumuladores de tracção: são responsáveis ​​pelo fornecimento de energia para veículos elétricos pequenos e, portanto, pediu relativamente elevadas intensidades de corrente durante períodos de algumas horas ..

Para solar fotovoltaica, baterias estacionárias usadas de preferência. 

Como para as características do electrólito, que têm o tipo:

  • Ácido (de chumbo-ácido, Pb-Sb, Pb-Cd).
  • Alcalina (níquel-cádmio).

Os principais parâmetros de um acumulador de energia elétrica são:

  • Capacidade: Quantidade máxima de eletricidade que pode ser armazenado. Na prática, a fim de evitar danos irreversíveis para a bateria, que só pode fornecer uma porção da capacidade total, chamamos capacidade útil. A capacidade útil depende do tipo de bateria e condições de trabalho, mas em geral os valores de 30% a mais de 90% (boa qualidade baterias alcalinas) da capacidade máxima. A quantidade de energia que pode fornecer uma bateria também depende do tempo de descarga, de modo que a capacidade será tanto maior quanto mais lentamente o choque. A capacidade da bateria é expressa em ampere-hora (Ah). Com C5, notação C25 C100 representa o tempo em horas de descarga, respectivamente, 5, 25 ou 100 (C5 = download em 5 horas). Estes valores dão-nos o número de horas durante as quais, teoricamente, poderia ter determinado a corrente da bateria.
  • Profundidade de descarga: é a percentagem da capacidade máxima da bateria que pode ser tirada a partir da bateria em condições normais. É um termo muito variável, que depende do tipo de acumulador e que influencia a sua vida.
  • Tempo: é geralmente medido em ciclos (em vez de anos), de modo que um ciclo é um processo de carga-descarga completa (até a profundidade recomendada de descarga).Assumindo um ciclo médio de um ciclo por dia e de armazenamento bem mantido, deve durar um mínimo de 10 anos.
  • Auto-descarga: um fenômeno em que um acumulador, por várias razões, é descarregada lenta mas continuamente, mesmo quando não estiver conectado a um circuito externo.

Funções acumulador elétrico

As funções básicas das baterias em instalações solares são:

  • O fornecimento de energia na ausência de radiação: dia e noite com nuvens no ciclo diário e ciclo sazonal.
  • Manter um nível de tensão estável na instalação: a tensão na saída dos módulos varia de acordo com a radiação incidente, que não pode ser muito bom para o funcionamento de alguns dispositivos.
  • Fornecem um instantâneo, ou por um tempo limitado, poder superior para o qual o campo dos painéis poderia gerar, mesmo no melhor dos casos. É o caso de arranque do motor, por exemplo, o motor do compressor de um frigorífico.

Como dissemos, o mais usado em instalações solares fotovoltaicos são do tipo chumbo-ácido estacionária.

Tipos de baterias

Entre as baterias de chumbo-ácido que estão no mercado, podemos distinguir três tipos:

  • Acumuladores compacto, monobloco (similar ao tipo de inicialização). O uso regular em pequenas instalações (usar em fins de semana ...).
  • baterias estacionárias: construído com copos separados, placas e bares com tubular baixo antimônio. Estes são ideais para instalações solares fotovoltaicas, como eles foram concebidos para a descarga lenta e recarregar a energia quando disponível.
  • baterias de tracção: concebidos para veículos e caminhões elétricos em movimento; Eles são mais baratos do que o estático e pode dar um bom serviço em instalações solares fotovoltaicos, sempre que você precisa estar ciente de que a manutenção mais frequente.

Isso é importante para saber que, quando a bateria está ligado aos módulos fotovoltaicos , a tensão da bateria determina a tensão de funcionamento dos módulos. Assim, a curva de funcionamento dos módulos têm um ponto de operação condicionada pelo acumulador e não vice-versa, de modo que o valor de intensidade dando o módulo é ajustado de acordo com a tensão da bateria ligada.

Embora as baterias são geralmente identificados pela sua tensão de valor nominal, na verdade, a tensão de cada célula ou vaso varia de acordo com o estado de carga. Este valor oscila entre 1,85 V valores (baixado) e 2.4 V (carregado), aproximadamente, de acordo com o tipo e fabricante.

Em um acumulador consiste de 6 recipientes (12 V nominais), a margem de flutuação é de 10,5-14,4 V.

Tenha em mente que, normalmente, em uma instalação de energia solar fotovoltaica , a tensão dos módulos será semelhante ao da bateria (excepto nos casos em que o regulador tem seguidor de módulos de ponto de potência máxima). Isto implica que os módulos trabalham a tensões abaixo de potência máxima e, portanto, a uma temperatura abaixo da potência máxima possível.

Portanto, ao escolher o armazenamento certa para uma instalação solar fotovoltaica, a escolha será sempre um compromisso entre economia e conveniência, respeitando as normas mínimas de qualidade em termos de confiabilidade e durabilidade.

Em qualquer caso, para a selecção correcta do tanque de armazenamento adequado será necessário ter as características de desempenho com curvas.

Para a selecção de uma bateria, é necessário, pelo menos, a saber:

  • Tipo de bateria com tensão nominal, dimensões, peso ...
  • capacidades de descarga C20, C50, C100 com os valores correspondentes de tensão de cisalhamento.
  • Temperatura de funcionamento.
  • profundidade máxima de descarga.
  • Valor da auto-descarga.
  • ciclo diário máximo permitido.
  • tempo máximo de trabalho por carga de 50% e com um ciclo de trabalho de 10%.
  • desempenho de carga.
  • variação de capacidade como uma função da temperatura.
  • tensões finais de acordo com a taxa de descarga.
  • máxima tensão de carga em função da temperatura e taxa de carregamento.
  • Congelamento.
  • Densidade como o estado de carga.

Comportamento de uma bateria de armazenamento em um solar fotovoltaica

A tensão nos terminais da bateria depende dos seguintes fatores:

  • Nível ou o status de carregamento 
    A tensão nos terminais da bateria diminui quando aumenta quando descarregada e carregada para um máximo (p. Ex., 14 V baterias de 12 V). Quando descarregada, antes de fazer o todo, ele se resume a um valor mais baixo limite de tensão abaixo do qual a bateria não pode ser recuperada se continua a descarregar. Para um chumbo-ácido típica 12 V, este valor é de 10 V. Em casos de baterias de chumbo-ácido, evitar o efeito de sulfatação que ocorre quando você chegar a um estado elevado de profundidade de descarga e, portanto, ele permanece algum tempo. sulfato de chumbo inicia um processo de descristal·lització irreversível, bloqueia a reação de carga e faz com que a bateria se comporta como se tivesse perdido alguma da sua capacidade, por isso, deve ser substituído por outro. Além disso, é preciso ter cuidado para não sobrecarregar a bateria, porque nestas condições, se os painéis estão enviando corrente à bateria, ainda estão produzindo reações químicas no electrólito e começa a produzir oxigênio e gás hidrogênio, o que prejudica e encurta a vida. Alguns fabricantes de incorporar um plugs de recuperação, através de "catálise" recombinar oxigênio e hidrogênio da água retornar nas células. Mas a melhor maneira de prevenir a gaseificação é um controlador de carga.
  • Carregando velocidade ou descarga 
    Se uma bateria está carregada, a tensão através de seus terminais é maior do que se desconnectéssim a corrente de carregamento de modo a que a resistência interna da bateria produz uma queda de tensão interna. Quando você baixar o oposto é verdadeiro: a pequena queda de tensão na resistência interna faz com que a diferença de potencial nos terminais é um pouco menor do que a medida.
  • temperatura: 
    Como as reações internas que ocorrem na natureza são bateria química, a temperatura tem uma influência decisiva sobre essas reações. Assim, a tensão final recomendado para atingir o estado de carga total deve ser maior quanto mais baixa a temperatura, porque as reacções químicas são mais difíceis de realizar-se e, portanto, necessita de mais energia para tornar o processo de execução. Isto é importante porque, dependendo de onde a instalação, deve corrigir o valor da tensão aplicada, dependendo da temperatura a que a bateria é sujeita. Isso condiciona o lugar de baterias , como discutido abaixo.

Por outro lado, devemos ter em mente que:

  • Ao aumentar a temperatura, as reacções são aceleradas e, portanto, diminui a vida.
  • A baixas temperaturas, o tempo de vida aumenta, mas o risco de congelamento prazo, irrecuperável o que pode causar danos à bateria. Assim, para antecipar esse fato, deve ajustar a sala de baterias com temperaturas moderadas.

Em um ácido da bateria normal (Pb-ácido sulfúrico), a concentração de ácido é de 40% e, sob estas condições, o ponto de congelação é de -60 ° C. Quando a bateria está descarregada, diminui à medida que aumenta a concentração de electrólito no ponto de congelação, de atingir o limite do ponto de congelação de 0 ° C, quando a concentração de electrólito é zero (água). Em seguida, a bateria pode definitivamente estragar (instalações de alta montanha).Este fenómeno reafirma a necessidade de ter o quarto baterias como isolado como possível causa do frio.

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Última revisão: 7 de abril de 2016