Ya hemos visto anteriormente que el panel fotovoltaico es el elemento captador de la radiación solar y el encargado de transformar la energía solar en electricidad mediante el efecto fotovoltaico. Pero las instalaciones fotovoltaicas requieren una serie de elementos complementarios que son necesarios para garantizar la funcionalidad de la instalación así como su control y durabilidad.
En este aspecto hay que diferenciar claramente las tipologías básicas:
• Las instalaciones fotovoltaicas autónomas aisladas de la red eléctrica, destinadas el suministro eléctrico cuando el coste de mantenimiento y de instalación de las líneas eléctricas no es rentable, es decir, para instalaciones autónomas aisladas.
• Las instalaciones fotovoltaicas conectadas a red: esta tipología de instalación fotovoltaica se refiere a pequeñas centrales generadoras de baja tensión conectadas a la red de distribución de electricidad. En las instalaciones autónomas de suministro de electricidad, deben almacenarse hay la energía captada durante las horas de radiación solar a fin de poder cubrir el suministro durante las horas que no hay (ciclo diario y ciclo estacional).
Los acumuladores:
• Tienen una función muy importante y fundamental en el buen funcionamiento y en la duración de una instalación solar fotovoltaica.
• Deben tener suficiente capacidad para asegurar el suministro de electricidad durante periodos de nubes (autonomía de la instalación).
• Se trata de sistemas electroquímicos basados en reacciones químicas reversibles que tienen lugar en su interior. En cuanto a su uso, podemos diferenciar distintos tipos de acumuladores:
• Estacionarios: suelen estar en un lugar fijo y proporcionan corriente eléctrica de manera permanente o esporádica para diversos fines. En ningún momento, sin embargo, se les pide que den valores de intensidades elevadas en tiempos cortos.
• De arranque: se encargan de producir energía eléctrica con valores de intensidad de corriente elevados durante tiempos cortos, por ejemplo, en los de los coches cada vez que se ponen en marcha, o bien cuando se arranca un motor. Las placas de los electrodos de estos acumuladores tienen más grueso que los de los estacionarios y su vida útil es más corta debido a las duras condiciones de trabajo.[1]
• De tracción: se encargan de proporcionar corriente a pequeños vehículos eléctricos y, por lo tanto, se les pide unas intensidades de corriente relativamente altas durante períodos de algunas horas. Para las instalaciones solares fotovoltaicas, hay que utilizar preferentemente los acumuladores estacionarios.
En cuanto a las características del electrolito, tenemos de tipo:
• Ácido (de plomo-ácido, Pb-Sb, Pb-Cd).• Alcalino (níquel-cadmio).Los principales parámetros de un acumulador de energía eléctrica son:
• Capacidad: máxima cantidad de electricidad que puede almacenar. En la práctica, y para evitar daños irreversibles a la batería, sólo puede proporcionar una parte de la capacidad total, que llamamos capacidad útil. La capacidad útil depende del tipo de acumulador y de las condiciones de trabajo, pero suele tener valores desde el 30% hasta más del 90% (en acumuladores alcalinos de buena calidad) de la capacidad máxima. La cantidad de electricidad que puede proporcionar un acumulador también depende del tiempo de descarga, de manera que la capacidad será mayor cuanto más lentamente se produzca la descarga. La capacidad de la batería se expresa en Amperios · hora (Ah). Con la notación C5, C25, C100 se representa el tiempo de descarga en horas, respectivamente 5, 25 o 100 (C5 = descarga en 5 horas).
Estos valores nos dan el número de horas durante las cuales teóricamente podríamos disponer de una intensidad de corriente determinada procedentedel acumulador.
• Profundidad de descarga: es el tanto por ciento sobre la capacidad máxima del acumulador que se puede extraer de la batería en condiciones normales.
Es un término muy variable que depende mucho del tipo de acumulador y que influye en su vida útil.
• Vida útil: se suele medir en ciclos (más que en años), de modo que un ciclo es un proceso completo de carga-descarga (hasta llegar a la profundidad de descarga recomendada). Si suponemos un ciclo medio de un ciclo por día y un acumulador bien mantenido, debería durar un mínimo de 10 años.
• Auto descarga: es un fenómeno por el cual un acumulador, por causas diversas, se descarga lenta pero de manera continua aunque no esté conectado a un circuito externo. Funciones del acumulador eléctrico. Las funciones básicas de los acumuladores en instalaciones solares son:
• Suministrar energía en ausencia de radiación: noches y días con nubes, en el ciclo diario y en el ciclo estacional.[2]
• Mantener un nivel estable de voltaje en la instalación: como hemos visto, la tensión a la salida de los módulos varía en función de la radiación incidente, la cual puede no ser muy buena para el funcionamiento de algunos aparatos.
• Suministrar una potencia instantánea, o durante un tiempo limitado, superior a la que el campo de paneles podría generar incluso en el mejor de los casos. Es el caso del arranque de motores como, por ejemplo, el motor del compresor de una nevera. Como hemos dicho, los más usados en instalaciones solares son los de tipo estacionarios de plomo-ácido.