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) – “recordar la ecuación“.

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 recordar la ecuación.

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).

Despejando 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)

Amperios-hora (Ah) = 1,667

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

Hemos preferido …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 con tensión de 24 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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38 Comentarios

  1. gabriel morales dice:

    un saludo cordial, disculpa lo simple de la pregunta, pero me gustaria confirmar si estos calculos se aplican de la misma forma a paquetes de baterias de litio.

    • Técnicamente por su puesto que son aplicables pero como Ud. sabe las baterías de litio son un tipo de acumuladores de energía que se emplean, por el momento, sólo para pequeños consumos y que trabajan con el rendimiento de la física simple de los iones del metal. Tienen una vida útil también inferior que ronda las 600 recargas o un máximo de 4 años, son bastante más caras de fabricar y lo más importante es que si trabajan a temperaturas elevadas pueden llegar a explotar. Hay otras razones por lo que aún no es comercializable para fotovoltaicos (precio mayor p.e.). Salvo que mi estimado Gabriel Ud. nos colabore con sus comentarios que lo agradeceremos mucho. Gracias por escribir, siempre a la orden en http://www.eliseosebastian.com

  2. Arturo dice:

    Estimado Eliseo,

    Gracias por su aporte al tema de banco de baterias. En verdad no tenia ni idea de como dimensionar el banco de baterias. Mi aplicacion es la siguiente: necesito encender una lampara suburbana de 158 watts @120 V. por 12 horas diarias con autonomia de 3 dias. Seleccione 2 paneles solares de 250 watts c/u. el controlador MPPT y el inversor. Calcule el banco de baterias con una capacidad de 474 Ah @24 volts y un ciclo profundo del 50%, en un arreglo de 4 baterias es serie por string, y 3 string en paralelo. La bateria seleccionada fue Trojan TE35GEL de 6 volts 210Ah @ 20hr. rate.

    Mi pregunta va relacionada a como dimensionar el calibre AWG del cableado de conexion entre baterias y al controlador?

    Y mi razonamiento es el siguiente. Puesto que el banco tiene una capacidad de 474Ah * 24V = 11, 376Wh al 50% tengo 5,688 Wh reales de almacenamiento. 5,688 Wh entre 158W de la lampara son 36hrs de autonomia (3 dias) Tomando los 5,688 Wh/24V obtengo 237 Ah. Despues 237 Ah/ 20 hr obtengo 11.85 Amp. es decir la capacidad del banco en los 3 string son 11.85 Amps, equivalente a 4 amps por string. De acuerdo a tablas del NEC para 11.85 Amp. *125% obtengo 14.8 Amps. entonces necesito un cable cal.14 AWG. No estoy seguro si hice el planteamiento correcto, pero no me suena logico un cable cal. 14 AWG para interconexion de baterias.

    Gracias por su apoyo.

    • Permíteme felicitarlo Arturo. Se merece todo nuestro respeto. Sus cálculos los veo con resultados lógicos incluso lo del cable 14 AWG. No se olvide los factores de seguridad pero el #14 AWG no es nada raro tratándose de aprox 2 mm2 secc. forrado y al aire (pared) porque si fuera enterrado o en más espacio necesita # ligeramente menor. Tampoco no puedo darle mi opinión exacta en varios puntos, no veo la distancia entre su registrador (controlador) y el banco de baterías porque eso cuenta como un punto importante. De todas maneras yo le ruego relea las tres partes sobre este tema y por favor me haga saber su opinión:
      PRIMERA
      SEGUNDA
      TERCERA
      EL ÚNICO SECRETO es tener ganas, dedicación, ánimo y fortaleza para ser constante con esta parte de la energía para los SFV. Hay más artículos en el Blog. Por favor no dejes de visitarnos y vertir tu opinión. Estaremos esperando. Gracias, seguimos!.

  3. Marco dice:

    Que tal Eliseo,

    Me ha interesado mucho esta publicación sobre el cálculo de baterías, sin embargo no logro encontrar la 2da parte de este mismo. ¿Serías tan amable de darme la referencia para poder tener acceso a el?

    Saludos y gracias por tus publicaciones, son de mucha ayuda.

  4. santiago davila dice:

    un saludo
    muy bueno me ha sacado de mi duda gracias de nuebo

  5. Estimado ELISEO, cordial saludo.

    Esboso mis mas sinceros agradecimintos por el aporte tecnologico que has difundido por este medio y sin animo de lucro, desde mi pais colombia, recibe un afectuoso saludo y un gran reconocimiento a tu digna labor.

    • Estimado Alfredo, también extiendo mis agradecimiento por tu nota elocuente sin dejar de reiterar tus afirmaciones que estamos para darnos porque ya la Naturaleza y Dios nos ha brindado todo lo que tenemos y lo disfrutamos. Estaremos mejor cuando alegramos el futuro de nuestros niños, jóvenes y en general de un mundo más limpio y sano, no importa a uno pero hacerlo. No dejes de visitar, leer, mirarnos y recoger tus impresiones. Esperamos nos recomiendes. Gracias. Tu página: http://www.eliseosebastian.com

  6. Manuel Rodriguez dice:

    Estimado Eliseo solo quiero sumarme a los agradecimientos hacia tu persona pronunciados por Genaro de Mejico por tu entrega tan desinteresada de tus conocimientos que nos servirán para borrar un poco nuestra huella de carbón que cada uno de nosotros dejamos, perjudicando asi la casa que es de todos nuestro “planeta”.
    Esperando con ansias la segunda parte de Calculo de Banco de Baterias
    Mis respetos
    Manuel

    • Estimado Manuel, gracias por regalarme tu tiempo y tu aliciente expresión. Sí, de eso se trata ‘borar algo’ la huella del carbón, preparar un mundo menos contaminante para otras generaciones. La cosa es seria. Esperamos tu apoyo como veo es gratificante. Referente a la Parte 2 del tema que refieres lo tienes listo para sólo hacer clic en el artículo que leíste. Tal vez no llegaste a la última línea, ahí lo tienes. Además hay otras que pueden servirte. Sólo tus comentarios mejorarán o seguirán haciendo mejor la entrega de nuestro aporte. Otra vez GRACIAS. Saludos. Eliseo

    • Pablo dice:

      Eliseo, cuando uno esta de lo mejor leyendo un párrafo sale cortado con algún link, mira mas arriba en “Autonomía” y “Ciclo Profundo”

      gracias.

  7. José dice:

    Hola podrias ayudarme a calcular paneles, baterias y controlador de carga, de una boma Shurflo 9300 que estaria funcionando las 24 hrs del dia

    • Mejor dicho el trabajo me lo pasas suavecito. Así no vale amigo. Nunca pidas sin demostrar tu aporte, tu avance, tus conocimientos. Si quieres ayuda empieza contigo mismo. Lee el Blog, ahí están las respuestas GRATIS. Aprovecha pero dale tiempo a tu persona y no pruebes si otros te lo van a hacer tu trabajo. Espero me entiendas José. Saludos otra vez. Espero tu comentario.

  8. gerardo de la torre dice:

    te agradesco tu valiosísima aportación a personas q ni conoces .
    aplaudo q te intereses en compartir tus conocimientos sin ningún pago o aportación
    me a servido mucho tus platicas en este blog
    yo no sabia absolutamente nada respecto a sistemas solares y hoy me dedico a instalar
    ya es mi propio negocio
    gracias personas como tu mis respetos
    cinceramente Gerardo de la torre

    • Gracias por tu atención y sinceridad mi estimado Gerardo. Me alegro que lo hayas tomado con especial interés. Es verdad, tu constancia, pasión, dedicación te mantiene motivado para seguir adelante. No más por favor hazme saber tus necesidades y con gusto te responderé. Siempre visítame y dame tu opinión, que es importante. Saludos.

  9. Manuel Midence dice:

    Buenas tardes Eliseo Sebastian

    Le envié un correo desde Nicaragua hace 15 días, haciéndole un a consulta. Estoy a la espera de respuesta.

    Agradeciéndole. Saludos.

    Manuel Midence

    • Estimado Manuel, tu reclamo es justo aunque molesto, no importa, estamos para servirte pero SI LO HAZ ENVIADO A MI CORREO ES MUY PROBLAME QUE SE HAY QUITADO automáticamente o estaba en ‘correo no deseados’. Por favor tienes que volver a enviarlo por este mismo medio, así como esto. No uso correos para consultas en el Blog. La idea es que todos los lectores aprovechen de la pregunta y respuesta. Saludos no tienes nada de qué agradecer.

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