Calcular Banco de Baterías – Parte 1

El Secreto de Almacenar Corriente Eléctrica

Vamos a Nuestro Proyecto

Energía Instalada (Emax)

Supongamos que nuestro mayor consumo de energía eléctrica promedio día durante un año es de 4 kWh (4,000 watt-hora) que para ello debemos dominar los cálculos rápidos de baterías conformando un Banco de Baterías.

Autonomía

Por otra parte, queremos estimar 5 días de reserva de energía en baterías, o sea como almacenamiento estamos pensando en 20 kWh de capacidad de almacenamiento (5 días x 4 kWh) – “teoría de los días de autonomía“.

Ciclo Profundo

Debemos tener en cuenta también que el consumo de energía de las baterías no debe ser total sino sólo hasta un 50% (por decir un ejemplo-20 kWh/50%). También hemos comentado de un 80%  pero hoy tomemos un 50%. Tema de Ciclo Profundo.

Tiempo de Vida de las Baterías

Estamos pensando en el tiempo de vida de nuestras baterías de almacenamiento.  Por lo tanto, la condición de almacenamiento sube a 40 kWh ó 40.000 watt-hora – capacidad de almacenamiento total (20 kWh con Autonomía + 20 kWh ciclo profundo).

Dimensionamiento de Banco de Baterías

¿Cuántas baterías necesitamos para almacenar esta cantidad energía?

¿Cuánta electricidad puede ser guardada en las Baterías que se están pensando en adquirir?

La Capacidad de Almacenamiento de Baterías se mide en amperios-hora. Hay baterías para 100, 200, 300 amperios-hora. (100 Ah, 200Ah, 300Ah, mas, ver tabla abajo)

Pero para nuestro caso ¿Cuántos amperios-hora de capacidad de almacenamiento necesitamos cuando lo único que tenemos como dato y necesidad es 40 kWh (40,000 watt-hora) o (40,000 vatios-hora) de capacidad de almacenamiento en Baterías.

Para ello debemos convertir los kWh (kilowatt-hora) a Amperios-hora.  Aquí cabe recordar la ecuación:

W =  V x A   (ó   W = V x I   es lo mismo)

Para realizar esta conversión, simplemente tenemos que dividir Watt-hora por la tensión (voltaje) del sistema.

Recordamos la ecuación: W = voltios x amperios, nos sirve para convertir a amperios-hora dividiendo Watt-hora por voltios).

1pDespejando la fórmula tenemos el valor de la capacidad de amperios hora de un banco de baterías:

Amperios-hora = W / Voltios

Amperios-hora (Ah) = 40,000 watt-hora/ 24 V

(Nótese que estamos escogiendo acumulador de 24 V, sólo como ejemplo para llegar a unidades de amperaje que finalmente se necesitarán)

Cuyo resultado es: Amperios-hora (Ah) = 1,667 [repetimos, es sólo como ejemplo de cálculo

Por lo tanto, la capacidad de Producción de Energía del Banco de Baterías puede ser:

1,667 Amperios-hora con 24 V 

Selección de las Baterías según catálogos y marca

Aquí juega mucho la experiencia y el “olfato” para buscar este componente. Ya se sabe que estas baterías deben trabajar solas durante los días de autonomía: 5 días para nuestro consumo máximo de 4,0 kWh-d.

Veremos entonces qué pasa con esta tabla que está a la mano:

a).- Hemos preferido al azar…Modelo L16P-AC de marca TROJAN: Baterías de 6V, 420 Ah (6 voltios y capacidad nominal de 420 amperios-hora)

BateríasTROJAN

Cantidad de estas Baterías para el Amperaje requerido

Para ello dividimos los 1,667 amperios-horas de almacenamiento que necesitamos entre la capacidad nominal de cada Batería seleccionada:

Cantidad de Instalación en Paralelo: 1,667 Ah / 420 Ah  = 4 baterías con tensión de 24V

b) Qué pasa si preferimos el Modelo L16P-AC de marca TROJAN: baterías de 6V, 344 Ah

Cantidad de Instalación en Paralelo: 1,667 Ah / 344 Ah  = 5 baterías con tensión de 24V

c) Qué pasa si preferimos el Modelo L16P-AC de marca TROJAN: baterías de 6V, 467 Ah

Cantidad de Instalación en Paralelo: 1,667 Ah / 467 Ah  = 4 baterías con tensión de 24V

IMPORTANTE; Nótese que en estos cálculos de ejercicio estamos suponiendo baterías de 24V pero en la tabla comercial nos dicen que esos amperajes (Ah) con tiempos de duración de 20hr, 5hr y 100hr son de baterías de tensión 6V. No nos sirve para solucionar nuestro proyecto.

2pEntonces como no disponemos de mayor información o nos dice una casa comercial que sólo tiene las baterías como expone esta tabla (arriba), entonces tenemos que acudir de la siguiente manera:

Amperios-hora = W / Voltios

Amperios-hora (Ah) = 40,000 watt-hora/ 6 V

(Nótese que estamos escogiendo acumulador de 6 V disponible mejorando los cálculos de la sección 1 arriba)

Amperios-hora (Ah) = 6,667

Por lo tanto, la capacidad de Producción de Energía del Banco de Baterías, debe ser:

6,667 Amperios-hora con batería de tensión 6 V 

a) Cantidad de Instalación de Baterías en Paralelo:

6,667 Ah / 420 Ah  = 16 baterías de 6 V

b) Cantidad de Instalación de Baterías en Paralelo:

6,667 Ah / 344 Ah  = 19 baterías de 6 V

c) Cantidad de Instalación de Baterías en Paralelo:

6,667 Ah / 467 Ah  = 14 baterías de 6 V

Es muy importante tener presente que:

  • En todo cálculo de Banco de Baterías, juega mucho el criterio técnico y la disponibilidad de Baterías en el Mercado más cerca donde nos ubicamos. 

  • En nuestro caso por ejemplo, vamos a respetar el cálculo de amperaje (420 Ah) pero ya escogimos por facilidad  éstas son de 6V y no de 24V como cumplimos con los cálculos arriba (L16P-AC).

  • Nos queda el trabajo de jugar con la instalación de baterías en Serie y en Paralela si el caso lo requiere.

  • El asunto es cumplir con la generación de energía inclusive respetando las variables de Autonomía, vida útil y ciclo profundo de Baterías.

Hasta aquí tenemos un avance. Aún no tenemos el BANCO de Baterías, continuamos en la  Parte 2

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44 Comentarios

  1. rafael orozco dice:

    porque en el ejemplo mostrado se selecciona una capacidad de 420Ah y no la de 344 o la capacidad de 467??

  2. buenos dias podrian ayudarme necesito hacer un sistema fotovoltaico para 800watts por 8 horas podrian decirme cuantos paneles y que capacidad de paneles debo utilizar y baterias gracias

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