¿Cuál es la corriente máxima que se puede extraer de una batería solar sin arruinarla?
La denominada tasa “C” es la cantidad de amperios que la batería puede suministrar de forma continua a la vez, sin que la batería se sobrecaliente ni se dañe. Por ejemplo, si su batería tiene una capacidad de 100 ah, sería seguro utilizar un inversor que pueda consumir hasta 150 amperios continuamente sin que la batería se sobrecaliente o se dañe con el tiempo. Esto está escrito en el costado de la mayoría de las baterías. Por ejemplo, una batería de 11 Ah con una clasificación de descarga de 10 C puede proporcionar una corriente máxima de: 11 A (10 x C = 10 x 1,1 = 11 A).
¿Cuál es la tasa "C" de una batería?
Las tasas de carga y descarga de una batería se rigen por las tasas C. La capacidad de una batería suele ser de 1 C, lo que significa que una batería completamente cargada de 1 Ah debería proporcionar 1 A durante una hora.
La misma batería que se descarga a 0,5 C debería proporcionar 500 mA durante dos horas y a 2 C proporciona 2 A durante 30 minutos. Las pérdidas por descarga rápida reducen el tiempo de descarga y estas pérdidas también afectan los tiempos de carga.
Una tasa de C de 1C también se conoce como descarga de una hora; 0,5 C o C/2 es una descarga de dos horas y 0,2 C o C/5 es una descarga de 5 horas. Algunas baterías de alto rendimiento se pueden cargar y descargar a temperaturas superiores a 1 C con un esfuerzo moderado.
La capacidad de la batería, o la cantidad de energía que puede contener, se puede medir con un analizador de baterías. El analizador descarga la batería a una corriente calibrada mientras mide el tiempo hasta que se alcanza el voltaje de fin de descarga.
Para plomo ácido, el final de la descarga suele ser de 1,75 V/celda, para NiCd/NiMH de 1,0 V/celda y para iones de litio de 3,0 V/celda. Si una batería de 1 Ah suministra 1 A durante una hora, un analizador que muestre los resultados como porcentaje del valor nominal mostrará 100 por ciento.
Si la descarga dura 30 minutos antes de alcanzar el voltaje de corte de final de descarga, la batería tiene un 50 por ciento de capacidad. A veces, una batería nueva está sobrevalorada y puede producir más del 100 por ciento de su capacidad; otros se subestiman y nunca alcanzan el 100 por ciento, incluso después de la preparación.
Al descargar una batería con un analizador de baterías capaz de aplicar diferentes tasas de C, una tasa de C más alta producirá una lectura de capacidad más baja y viceversa. Al descargar la batería de 1 Ah a la velocidad más rápida de 2 C, o 2 A, lo ideal es que la batería alcance su capacidad total en 30 minutos. La suma debería ser la misma ya que se entrega la misma cantidad de energía en menos tiempo.
En realidad, las pérdidas internas convierten parte de la energía en calor y reducen la capacidad resultante a aproximadamente el 95 por ciento o menos. Descargar la misma batería a 0,5 C, o 500 mA durante 2 horas, probablemente aumentará la capacidad más allá del 100 por ciento.
Si bien las baterías a base de plomo y níquel se pueden descargar a un ritmo elevado, el circuito de protección evita que la celda de energía de iones de litio se descargue por encima de 1 C. Una batería con níquel, manganeso y/o fosfato activo puede tolerar índices de descarga de hasta 10 C y el umbral actual se establece en consecuencia más alto.
Dimensionamiento de la batería para un inversor determinado
Mucha gente utiliza un inversor de corriente CC a CA para convertir 12 V CC a 110 V CA. Dado que cambian la energía de una forma a otra, los inversores son monstruos devoradores de energía y deben evitarse siempre que sea posible.
Si puede elegir entre un dispositivo alimentado por CC de 12 voltios o un dispositivo de CA de 230 voltios, elija el dispositivo de CC de 12 voltios. Hay dispositivos de CC en el mercado que reducen o aumentan la potencia de CC y también consumen mucha más energía.
Esta “regla general” pretende ser una guía general para estimar los amperios de CC necesarios para operar un inversor de corriente de CC a CA.
Dado que los cálculos producen valores aproximados, se debe considerar un factor de seguridad apropiado al diseñar y especificar los componentes del sistema, como cables, dimensiones y longitud. Esto básicamente significa "sobredimensionar su sistema".
- Sistemas de 12 V CC
Los inversores de 12 voltios requieren aproximadamente una entrada de CC de 10 amperios por cada 100 vatios de potencia de salida utilizada para impulsar una carga de corriente alterna (CA). Ejemplo: ¿Cuántos amperios de CC requiere un inversor de 12 voltios para hacer funcionar tres luces de cuarzo de 500 vatios o un calentador eléctrico de 1500 vatios?
Respuesta:
1) Vatios totales = 1500
2) 1500 vatios/100 (de la fórmula) = 15
3) 15 X 10 amperios (de la fórmula) = 150 amperios.
Esta es la corriente CC que utilizará el inversor para impulsar la carga de 1500 vatios. Nota: Si estos 150 amperios se consumen de la batería durante una hora, se utilizarán 150 amperios de carga de la batería.
Para admitir una carga de batería de 150 amperios, debe utilizar 300 amperios de capacidad de batería para obtener la máxima duración y rendimiento de la batería de iones de litio.
- Sistemas de 24 voltios CC
Fórmula: Los inversores de 24 voltios requieren aproximadamente 5 amperios de entrada de CC por cada 100 vatios de potencia de salida utilizados para impulsar una carga de CA.
Ejemplo: ¿Cuántos amperios de CC requiere un inversor de 24 voltios para hacer funcionar tres luces de cuarzo de 500 vatios o un calentador eléctrico de 1500 vatios?
Respuesta:
1) Vatios totales = 1500
2) 1500 vatios/100 (de la fórmula) = 15
3) 15 X 5 amperios (de la fórmula) = 75 amperios.
Esta es la corriente CC que utilizará el inversor para impulsar la carga de 1500 vatios. Nota: Si estos 75 amperios se extraen de la batería durante una hora, se utilizarán 75 amperios de carga de la batería.
Para admitir una carga de batería de 75 amperios, debe utilizar 150 amperios de capacidad de batería para obtener la máxima duración y rendimiento de la batería de iones de litio.