Cómo cargar una batería fotovoltaica

El mundo actual funciona con energía y las baterías se han convertido en una fuente integral de energía teniendo en cuenta los avances tecnológicos en la electrónica de consumo para vehículos eléctricos, energías renovables y redes inteligentes. Las baterías tienen energía limitada y requieren carga. Cargar baterías con energía solar mediante células solares puede ofrecer una opción rentable para la electrónica de consumo inteligente. Mientras tanto, las baterías se pueden utilizar para abordar el problema de la intermitencia de la energía fotovoltaica. A continuación se explica cómo recargar una batería fotovoltaica.

Cargar varias baterías en un banco

Al conectar varias baterías para crear un banco de baterías más grande, es importante configurar el banco para que todas las baterías se carguen y descarguen de la manera más equitativa posible. Esto hace que el método de conexión y la interconexión entre baterías sean un factor crítico para garantizar que las baterías reciban la misma carga y descarga al mismo ritmo que otras en el banco.

Las baterías que trabajan más normalmente fallarán antes que las otras baterías de su banco y, en algunos casos, causarán problemas con todo el banco de baterías. La causa principal de este problema es una pequeña cantidad de resistencia entre las conexiones de la batería y la solución es un equilibrio adecuado. La “carga equilibrada” elimina el problema al distribuir uniformemente la resistencia entre las conexiones de cada batería y garantiza una vida útil similar y completa para todas las baterías del banco.

Además de la necesidad de cables de interconexión consistentes para cada batería, la longitud y el tamaño (es decir, el calibre del cable) de los cables de la batería también deben ser consistentes para lograr una carga perfectamente equilibrada. Se recomienda utilizar un mínimo de cables 2/0 AWG para interconectar las baterías y que el calibre del cable permanezca igual en todo el sistema para mantener el mismo nivel de resistencia.

Carga de batería en paralelo

Al cargar baterías en paralelo, es normal que las baterías fallen antes de lo esperado. Esto se debe en gran medida al hecho de que las baterías simplemente se conectan positivo con positivo y negativo con negativo. Si bien desde un punto de vista eléctrico esto es correcto, cuando hay más de dos baterías en paralelo, agregar la tercera y cuarta batería de forma lineal provocará un desequilibrio drástico en la carga.

Carga desequilibrada: efectos de la resistencia.

En instalaciones típicas, las baterías se conectan una al lado de la otra (negativa con negativa y positiva con positiva), comenzando con la primera batería conectada a la segunda, y así sucesivamente hasta conectarse al controlador de carga. En teoría, cada batería recibe la misma cantidad de corriente durante la carga; sin embargo, existen cantidades pequeñas pero mensurables de resistencia entre cada conexión de batería, lo cual no es el caso.

La realidad es que la batería conectada directamente al controlador de carga consumirá más amperaje (carga) que la batería que se encuentra más abajo en el banco, ya que la corriente se reduce en cada interconexión debido a esta resistencia. Esta diferencia de corriente entre la batería más cercana y la más alejada del cargador puede ser muy significativa y, en algunos casos, hasta el doble de la cantidad de corriente consumida por la batería más cercana.

Carga equilibrada

El método más sencillo para lograr una mejor “carga equilibrada” es volver a cablear un conjunto de cables (positivo o negativo) para que esté conectado al extremo opuesto de la batería.

Cableada de esta manera, cada batería consumirá corriente a través de exactamente tres cables de interconexión. Sin embargo, aunque este método de cableado es mucho mejor, todavía no está perfectamente equilibrado ya que los cables más externos consumirán un poco más de corriente total que otros y, por lo tanto, experimentarán caídas de voltaje a lo largo de su longitud.

Este "mejor" método de cableado puede ser adecuado para muchas aplicaciones, donde el espacio puede ser un problema o no es posible realizar cableado adicional, y no proporciona más del 15 % de diferencia entre la batería de contacto principal y la batería secundaria. Este método de carga equilibrada también se puede utilizar eficazmente con cadenas con números pares e impares, pero hay una manera de conseguir una carga perfectamente equilibrada.

Recambio perfectamente equilibrado

La figura al principio de este artículo muestra un sistema de carga perfectamente equilibrado. Tenga en cuenta que la imagen es un poco engañosa ya que el cable negativo se ha colocado debajo de la batería para no tapar o confundir lo que les sucede a las baterías. Esto da la apariencia de un cable negativo más largo, donde tanto el cable positivo como el negativo deben tener la misma longitud.

En un sistema perfectamente equilibrado, cada batería consume el mismo amperaje y extrae energía del mismo número de cables de interconexión. La ventaja de este método de cableado es que cada batería extrae corriente de un cable largo y otro corto antes de llegar al controlador de carga. Esto maximizará la vida útil de todas las baterías, ya que se cargarán y descargarán de manera uniforme.

El único inconveniente de este método de carga es que sólo se puede utilizar en presencia de un número par de baterías (4, 6, 8, etc.). Si cada batería está conectada al controlador de carga a través del mismo número de cables de interconexión y la longitud/medida total de estos cables es la misma, se puede lograr una carga perfectamente equilibrada.

Controlador de carga solar

Siempre que utilices un panel con una potencia superior a 5 vatios, te recomendamos utilizar un controlador de carga solar. De hecho, un controlador de carga es una buena idea en la mayoría de las aplicaciones, ya que puede proporcionar numerosos beneficios, como evitar la sobrecarga, mejorar la calidad de la carga y evitar la descarga de la batería en condiciones de poca o ninguna luz.

Algunos paneles solares están fabricados con diodos de bloqueo preinstalados que evitan que la batería se descargue en condiciones de poca o ninguna luz. En la mayoría de los casos en los que se instala un panel solar de 6 vatios o más, se recomienda encarecidamente el uso de un controlador de carga.

En pocas palabras, un controlador de carga solar actúa como un interruptor de encendido y apagado, permitiendo que la energía pase cuando la batería la necesita y apagándola cuando la batería está completamente cargada.

Algo a tener en cuenta al seleccionar un controlador es que generalmente están clasificados en amperios, mientras que los paneles fotovoltaicos generalmente están clasificados en vatios. Esto significa que un controlador de carga solar de 6 amperios funcionará con casi cualquier panel de hasta aproximadamente 70 vatios.