Todos los sistemas de Energía Solar y Renovables desconectados de la red (Off-Grid) o los sistemas de Energía de Respaldo requieren el almacenamiento de energía en Baterías. Los módulos o paneles solares cargan las baterías durante las horas de día y luego las baterías suministran la potencia cuando esta es requerida, normalmente durante la noche o tiempos nublados. Los sistemas conectados a la red (Grid-Tie), normalmente no utilizan bancos de baterías.

Los dos tipos de baterías de uso más común actualmente son las de ácido-plomo y alcalinas. Las baterías de ácido-plomo contienen placas hechas de plomo mezclado con otros materiales, sumergidas en una solución de ácido sulfúrico. También se encuentran las baterías de nickel-cadmium, las Nickel Metal-hydride y lithium pero no están incluídas en nuestros catálogos debido a su alto costo y los problemas que presentan para el medio ambiente al momento de su desecho.

Tamaño de la Batería o del Banco de Baterías

El tamaño del Banco de Baterías requerido depende directamente de la capacidad de almacenamiento requerida, el índice máximo de descarga, el índice máximo de carga, y la temperatura mínima en la que las baterías serán utilizadas.
Cuando se diseña un sistema de potencia (de energía solar o de respaldo), todos estos aspectos son tomados en cuenta y aquel que requiera la mayor capacidad, definirá el tamaño del banco de baterías.
La temperatura tiene un efecto significativo en las baterías de ácido-plomo. Por ejemplo, a 10 grados C. las baterías tendrán un 75% de su capacidad nominal, y a -18 grados C. su capacidad cae a un 50%. La capacidad de almacenamiento de una batería, la cantidad de energía eléctrica que esta puede mantener, ese usualmente expresada en Amp-Hours (Amperios-Horas), esto es, que Si un Amperio es usado por 100 horas, entonces 100 Ah han sido usados.
Una batería en un sistema de Paneles Solares (Sistema Fotovoltáico) deberá tener suficiente capacidad en Amp-Horas para suplir la energía necesaria durante el periodo de nubosidad más prolongado que se espere según el sitio de instalación. Así, una batería o banco de baterías de ácido-plomo debe ser estimado un 20% por encima de este valor. Si existe una fuente de energía de respaldo, como un generador con cargador de baterías, entonces no sería necesario sobre-dimensionar el banco de baterías para la peor condición ambiental esperada.

Baterías de Ácido-Plomo

Las baterías de ácido-plomo son las de uso más común en los sistemas de Energía Solar, ya que su costo inicial es menor y por su amplia disponibilidad en casi cualquier lugar del mundo. Existen muchas diferencias entre tamaños y diseños de baterías de ácido-plomo, pero el detalle más importante es saber si son baterías de ciclo profundo o de ciclo bajo. Las baterías de ciclo-bajo, como las que vemos en los automóviles, están diseñadas para suplir una alta cantidad de corriente por un corto período de tiempo y soportar pequeñas sobrecargas sin perder electrolitos; sin embargo estas baterías no soportan descargas profundas. Si este tipo de baterías es descargada repetidamente por debajo de un 20%, su tiempo de vida útil se verá considerablemente reducido. Como es de imaginar, estas baterías no son una buena elección para un sistema Fotovoltáico.
Las baterías de ciclo profundo están diseñadas para ser descargadas repetidamente hasta un 80% de su capacidad, lo que las convierten en la mejor elección para sistemas de Energía Solar y, aún cuando éstas están diseñadas para soportar descargas de ciclo profundo, estas baterías tendrán más vida útil cuando se descargan a un 80% que con descargas leves. Todas las baterías de ácido-plomo fallan prematuramente cuando no son completamente recargadas después de cada ciclo.
Si una batería de ácido-plomo se deja descargada por días en algún momento, esto causará una pérdida permanente de su capacidad. Las baterías de ácido-plomo selladas de ciclo profundo (celdas de gel y AGM por Absorbent Glass Mat o Película de Vidrio Absorbente) son de libre mantenimiento. Nunca se necesitará agregarles agua o hacerle cargas de ecualización.
Las baterías selladas requieren una regulación muy precisa para prevenir sobre-cargas o sobre-descargas ya que cualquiera de estos eventos disminuirían drásticamente su vida útil. Recomendamos el uso de las baterías selladas para sistemas de respaldo de energía en sitios aislados o desatendidos.

Cuidado y Mantenimiento de las Baterías de Ácido-Plomo

Siempre considera un extremo cuidado cuando trabajes con baterías de ácido-plomo y electrolitos. Usa guantes, gafas de seguridad y ropa vieja. El ácido de la batería podrá quemar la piel y los ojos, y destruir cualquier tela de algodón y lana tejida. La forma más rápida de arruinar una batería de ácido-plomo es descargándola profundamente y luego dejarla “muerta” por un tiempo prolongado. Las placas positivas cambian de óxido de plomo cuando son cargadas a sulfato de plomo cuando son descargadas. Si estas se mantienen en el estado de sulfato de plomo por unos días, parte de esta placa no regresará al óxido de plomo cuando la batería sea recargada. Las partes de las placas que se hayan “sulfatado” nunca más almacenarán energía.

Las baterías que son plenamente descargadas y luego parcialmente cargadas fallarán en cuestión de un año…o menos. Debes checar tus baterías con una frecuencia regular para asegurarte de que están siendo cargadas correctamente. Utiliza un hidrómetro para checar la gravedad específica de la batería de ácido-plomo.

Si las baterías son profundamente descargadas, y luego re-cargadas lentamente, la lectura de la gravedad específica será menor debido a la mezcla incompleta de electrolitos. Checa el nivel de electrolitos de las baterías abiertas al menos cuatro veces al año y llena con agua destilada cada vez que sea necesario cada celda. No agregues agua a baterías descargadas. El electrolito es absorbido cuando las baterías están descargadas. Si agregas agua a una batería descargada y luego recargas la batería, los electrolitos tendrán un sobre-flujo y se hará un desastre.
Mantén los topes de tus baterías limpios y verifica que los bornes y cables están bien ajustados. No aprietes ni remuevas los cables mientras se está en proceso de carga o de descarga.
Cualquier chispa alrededor de la batería podría causar una explosión de hidrógeno en el interior y arruinar una de las celdas o inclusive a ti. Siempre será una buena idea el hacer una carga de ecualización cuando alguna de las celdas muestren una variación de 0.05 de gravedad específica entre cada una.

No trates de ecualizar baterías selladas tipo VRLA o de GEL.
Con el cuidado adecuado, las baterías de ácido-plomo podrán tener una larga vida de trabajo y un excelente desempeño que funcionará con casi cualquier sistema de potencia. Con un tratamiento pobre y desatendido el tiempo de vida útil de las baterías será bastante corto.