¿Cómo calcular la capacidad de baterías para un sistema desconectado de la red?
El año pasado, durante el período de vacaciones con algunos amigos, planeamos hacer 5 días de trekking en el desierto. No había comida ni agua disponible durante el viaje. Así que tuvimos que calcular cuánto teníamos que llevar con nosotros. No llevar suficiente comida y agua podría ser riesgoso porque podríamos quedarnos sin suministros. Llevar demasiada comida y agua pondría demasiado peso en nuestra mochila. No fue una decisión fácil. Finalmente, decidimos tomar barras de alta energía que nos ayudarían a tener suficiente comida con menos peso. Maria y Paul decidieron tomar comida enlatada porque solo planeaban quedarse con nosotros durante 3 días.
Un problema similar surge cuando diseña un sistema solar. Su batería debe ser lo suficientemente grande como para satisfacer sus necesidades de energía, pero también lo suficientemente pequeña como para reducir el costo total del sistema.
¿Cómo calcular la capacidad de la batería de su sistema solar? Necesita dos datos clave: consumo de energía y días de autonomía.
Siga estos procedimientos cuando calcule la capacidad de batería requerida de su sistema solar.
Consumo de energía
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El consumo de energía de los aparatos y equipos eléctricos generalmente se mide en vatios. Para calcular el consumo total de energía, multiplique los vatios por las horas de uso.
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Sume todos los valores de vatios-hora de cada electrodoméstico en su hogar para saber cuánta energía consume diariamente su hogar . También puede usar su factura mensual de electricidad para estimar su consumo de energía por día.
Días de autonomía
¿Cuántos días funcionará su sistema solar sin luz solar?
Si vive en un área donde hay muchos días nublados y lluviosos, su batería debe tener suficiente capacidad para alimentar sus paneles solares hasta que salga el sol .
Dos días de autonomía significa que sus baterías pueden suministrar energía continua durante dos días completos sin cargarse. Los días estándar de autonomía son generalmente de dos a cinco .
¿Cuánta energía puedo tomar de una batería?
Desafortunadamente, nunca podrá tomar toda la energía de una batería.
Cada batería tiene una tasa de profundidad de descarga (DOD) para evitar que se dañen.
Consulte aquí para descubrir más sobre DOD
Por ejemplo
- Las baterías de plomo ácido GEL le darán alrededor del 50% de su potencia nominal. (es decir, una batería de 100 Ah tiene 50 Ah de potencia utilizable)
- Las baterías LiFePO4 le darán alrededor del 80% de su potencia nominal. (es decir, una batería de 100 Ah tiene 80 Ah de potencia utilizable)
Cálculo de baterías para instalación solar aislada
Ahora que sabes que sabes
- Cuánta potencia necesitas todos los días
- Cuantos días de respaldo necesitas
- La potencia máxima que puede darle una batería
Puede calcular fácilmente cuántas baterías necesita.
Baterías necesarias (Ah) = Consumo diario (Ah) * Días de respaldo * Factor de corrección anual 1,15 / DOD (%)
La fábrica de corrección anual compensa el hecho de que las baterías no serán nuevas para siempre, pero su potencia máxima será menor con los años. Al igual que la batería de su teléfono móvil, no es tan potente como los primeros días que la usó.
Hagamos un ejemplo.
Necesita 100 Ah todos los días con 3 días de respaldo con baterías LiFePO4 que tienen un 80% de DOD.
Baterías necesarias = 100 * 3 * 1,15 / 0,8 = 431 A
Dimensionar su banco de baterías
La matemática exacta para dimensionar su sistema de batería se basa en su consumo de energía diario y el tipo de batería. Basado en el uso de 10kWh por día, aquí hay algunos ejemplos:
Dimensionamiento de plomo ácido
10kWh x 2 (para una profundidad de descarga del 50%) x 1.2 (factor de ineficiencia) = 24 kWh
Dimensionamiento de litio
10kWh x 1.2 (para 80% de profundidad de descarga) x 1.05 (factor de ineficiencia) = 12.6 kWh
La capacidad de la batería se especifica en kilovatios hora o en amperios hora.
Por ejemplo, 24 kWh = 500 amp horas a 48 voltios → 500 Ah x 48V = 24 kWh
Por lo general, es una buena idea redondear, para ayudar a cubrir las ineficiencias del inversor, la caída de voltaje y otras pérdidas. Piense en esto como el tamaño mínimo del banco de baterías según su uso típico. Es posible que desee considerar 600-800 amp horas de capacidad, según este ejemplo, dependiendo de su presupuesto y otros factores.
Los bancos de baterías suelen estar cableados para 12 voltios, 24 voltios o 48 voltios, dependiendo del tamaño del sistema. Aquí hay ejemplos de bancos de baterías para ácido de plomo y litio, basados en un hogar fuera de la red que usa 10 kWh por día:
Para el ácido de plomo, 24kWh es igual a:
- 2,000 amp horas a 12 voltios
- 1,000 amperios por hora a 24 voltios
- 500 amperios por hora a 48 voltios
Para litio, 12,6 kWh es igual a:
- 1.050 amperios por hora a 12 voltios
- 525 amperios por hora a 24 voltios
- 262.5 amp horas a 48 voltios
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