Las baterías tienen dos polos, uno positivo(+) y otro negativo(-). Al igual que nuestra celda fotovoltaica los electrones (de carga negativa) corren del polo negativo hacia el polo positivo, o sea, son recogidos por el polo positivo. Esto sucede a causa de que las sustancias contenidas dentro de ellas presentan una diferencia de electronegatividades, creando un flujo de electrones hacia el elemento que tiende a la ley del octeto.
La unidad básica de este sistema se denomina celda o elemento, reservando el nombre de batería a la unión de dos o más celdas conectadas en serie, paralelo o ambas formas, para conseguir la capacidad y tensión deseadas.
La celda está constituida por los siguientes componentes básicos:
- Electrodos : Encargados de generar la diferencia de potencial necesaria para cumplir la misión de la batería
- Electrolito : Es el líquido por el cual se producirá la reacción química. normalmente H2O y un elemento o un ácido.
- Separadores : Se encargan de mantener las placas positivas y negativas separadas para evitar que haya un cortocircuito entre ellas.
- Borne: Contienen dos bornes, que salen al exterior por el recipiente y es dónde engancha la llamada borna para conducir la energía eléctrica. Un borne es el del polo positivo y el otro es el del polo negativo.
Bateria de plomo para sistema fotovoltaico
Las baterias de los sistemas fotovoltaicos necesitan almacenar la energía que se produce durante las horas de luminosidad para poder ser utilizada en la noche o durante los momentos que sea necesario utilizar una corriente o voltaje electrico mayor a la que nuestro sistema nos provee. Esto se da gracias a que dependiendo del tipo de conexión que se le de a una serie de baterias de un sistema de almacenamiento obtendremos un aumento en intensidad o voltaje.
Hay gran cantidad de tipos de baterías con diferentes características. Para los sistemas de energia fotovoltaicos se usa en su gran mayoría baterías de plomo, por su optima relacion de almacenamiento y precio.
Dentro de la categoría plomo - ácido, las de plomo - antimonio, plomo - selenio y plomo - calcio son las más comunes.
La unidad de construcción básica de una batería es la celda de 2 Volts. Dentro de la celda, la tensión real de la batería depende de su estado de carga, si está cargando, descargando o en circuito abierto.
Cuando las celdas de 2 Volts se conectan en serie (POSITIVO A NEGATIVO) las tensiones de las celdas se suman, obteniéndose de esta manera, baterías de 4,6,12 Volts, etc...
Si las baterías están conectadas en paralelo (POSITIVO A POSITIVO Y NEGATIVO A NEGATIVO) las tensiones no cambian, pero se sumaran sus capacidades de corriente. Solo se deben conectar en paralelo baterías de igual tensión y capacidad.
Se puede hacer una clasificación de las baterías en base a su capacidad de almacenamiento de energía (medido en Ah a la tensión nominal) y a su ciclo de vida (numero de veces en que la batería puede ser descargada y cargada a fondo antes de que se agote su vida útil).
La capacidad de almacenaje de energía de una batería depende de la velocidad de descarga. La capacidad nominal que la caracteriza corresponde a un tiempo de descarga de 10 horas. Cuanto mayor es el tiempo de descarga, mayor es la cantidad de energía que la batería entrega. Un tiempo de descarga típico en sistemas fotovoltaicos es 100 hs. Por ejemplo, una batería que posee una capacidad de 80 Ah en 10 hs (capacidad nominal) tendrá 100 Ah de capacidad en 100 hs.
Dentro de las baterías de plomo - ácido, las denominadas estacionarias de bajo contenido de antimonio son una buena opción en sistemas fotovoltaicos. Ellas poseen unos 2500 ciclos de vida cuando la profundidad de descarga es de un 20 % (es decir que la batería estará con un 80 % de su carga) y unos 1200 ciclos cuando la profundidad de descarga es del 50 % (batería con 50 % de su carga).
Las baterías estacionarias poseen además, una baja auto-descarga (3 % mensual aproximadamente contra un 20 % de una batería de plomo - ácido convencional) y un reducido mantenimiento.
Dentro de estas características se encuadran también las baterías de plomo-calcio y plomo- selenio, que poseen una baja resistencia interna, valores despreciables de gasificación y una baja autodescarga.
Cuando el dispositivo conectado a una celda necesita más corriente para su funcionamiento, se conexionan las celdas en paralelo. La conexión consiste en unir todos los bornes positivos en un punto común y de igual forma se actuará con los bornes negativos.
La capacidad de una celda es la cantidad total de electricidad producida en la reacción electroquímica y se define en unidades de coulombs (C) o amperios-hora (Ah). En el caso de las baterías la unidad de capacidad se mide en Ah.
Se define capacidad teórica al valor:
Ct= x n F
x= Número de moles que intervienen en la reacción completa de descarga.
n= Número de electrones que intervienen en la reacción.
F= Número de Fadaray (96500 C).
La capacidad real (Cr), valor obtenido en la práctica, es inferior a la capacidad teórica debido a que la utilización de los materiales activos nunca es del 100%.
FUENTES:
Quimica Raymond Chang
http://deltavolt.pe/energia-renovable/baterias
http://platea.pntic.mec.es/~lmarti2/baterias.htm
http://professionalautomotive.wordpress.com/2012/08/24/la-bateria-en-el-vehiculo-mision-y-funcionamiento/
http://energiasolarfotovoltaica.blogspot.com/2006/01/la-bateria_29.html
Se define capacidad teórica al valor:
Ct= x n F
x= Número de moles que intervienen en la reacción completa de descarga.
n= Número de electrones que intervienen en la reacción.
F= Número de Fadaray (96500 C).
La capacidad real (Cr), valor obtenido en la práctica, es inferior a la capacidad teórica debido a que la utilización de los materiales activos nunca es del 100%.
FUENTES:
Quimica Raymond Chang
http://deltavolt.pe/energia-renovable/baterias
http://platea.pntic.mec.es/~lmarti2/baterias.htm
http://professionalautomotive.wordpress.com/2012/08/24/la-bateria-en-el-vehiculo-mision-y-funcionamiento/
http://energiasolarfotovoltaica.blogspot.com/2006/01/la-bateria_29.html
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