Capítulo 5 / Chapter 5

Baterías y Acumuladores

5.1 Introducción al Almacenamiento Energético

Los acumuladores son componentes fundamentales en sistemas fotovoltaicos aislados, permitiendo garantizar el suministro eléctrico durante períodos sin radiación solar. Almacenan la energía eléctrica generada por los paneles en forma de energía química, permitiendo su uso posterior.

Nota Importante: En sistemas de bombeo solar directo, NO se recomienda el uso de baterías. Es preferible acumular agua en depósitos (energía potencial) en lugar de energía eléctrica, ya que resulta más económico y eficiente.

5.2 Funciones Principales del Acumulador

Almacenamiento de energía: Almacenan energía generada durante el día para uso nocturno
Estabilización de tensión: Proporcionan fuente de energía constante
Absorción de excedentes: Absorben excedentes en días de alta producción
Garantía de autonomía: Garantizan autonomía durante períodos sin sol (3-5 días)
Suministro de picos: Proporcionan energía para picos de consumo

5.3 Tipos de Baterías para Sistemas Fotovoltaicos

A) Baterías Monoblock (Carga Superficial)

Baterías compactas de un solo bloque con seis vasos internos de 2V. Diseñadas para descargas diarias del 40% de su capacidad.

Característica	Valor
Tensión nominal	12V (6 vasos de 2,15V)
Capacidad nominal (C100)	80-250 Ah
Profundidad descarga diaria	40% (máx 60% ocasional)
Vida útil	3-5 años (500-1000 ciclos)
Aplicación	Pequeñas instalaciones domésticas
Ventajas	Bajo coste, fácil instalación
Limitaciones	Vida útil corta, descargas limitadas

B) Baterías Modulares Estacionarias (Carga Profunda)

Compuestas por vasos individuales de 2V conectados en serie. Diseñadas para descargas diarias del 60%, pudiendo alcanzar el 80% ocasionalmente.

Característica	Valor
Tensión por vaso	2V nominal (2,2V cargado)
Capacidad nominal (C100)	200-6000 Ah por vaso
Profundidad descarga diaria	60% (máx 80% ocasional)
Vida útil	10-15 años (1500-3000 ciclos)
Aplicación	Instalaciones medianas y grandes
Ventajas	Larga vida, descargas profundas
Limitaciones	Mayor coste, requiere bancada

C) Baterías de Gel (Selladas)

Electrolito gelificado, completamente estancas y sin mantenimiento. Ideales para farolas solares y aplicaciones remotas.

Característica	Valor
Tensión	2V, 6V, 12V
Capacidad	50-3000 Ah
Profundidad descarga	50-80%
Vida útil	10-12 años
Ventajas	Sin mantenimiento, estancas
Limitaciones	Mayor coste inicial

D) Baterías de Litio (Tecnología Moderna)

Tecnología emergente con alta densidad energética, larga vida útil y alta eficiencia. Rentables a largo plazo.

Característica	Valor
Tensión	3,2V (LiFePO4), 3,7V (Li-ion)
Capacidad	50-500 Ah
Profundidad descarga	80-100%
Vida útil	15-20 años (3000-5000 ciclos)
Eficiencia	95-98%
Ventajas	Alta eficiencia, sin efecto memoria
Limitaciones	Coste elevado, requiere BMS

5.4 Parámetros Característicos de las Baterías

Parámetro	Símbolo	Definición	Unidad
Capacidad Nominal	Cn o C100	Carga extraíble en 100h hasta 1,8V/vaso a 25°C	Amperios-hora (Ah)
Capacidad Útil	Cu	Capacidad realmente utilizable (Cn × Profundidad descarga)	Amperios-hora (Ah)
Profundidad Descarga	DoD o Pd	Porcentaje de capacidad extraíble sin dañar	%
Tensión Nominal	Vn	Tensión de diseño del sistema (12, 24, 48V)	Voltios (V)
Tensión en Vacío	Voc	Tensión sin carga (batería cargada: 13V para 12V)	Voltios (V)
Tensión Flotación	Vf	Tensión de mantenimiento en flotación	Voltios (V)
Autodescarga	Ades	Pérdida de carga en circuito abierto	%/mes
Rendimiento Carga	ηc	Relación energía extraída/inyectada	%
Vida Útil	-	Número de ciclos o años	Ciclos/Años
Resistencia Interna	Ri	Resistencia interna de la batería	mΩ

5.5 Régimen de Descarga y Capacidad

La capacidad de una batería varía según la velocidad de descarga. Se expresa mediante el subíndice que indica las horas de descarga:

Relación entre regímenes:
C10: Capacidad descargada en 10 horas (uso intensivo)
C20: Capacidad descargada en 20 horas
C100: Capacidad descargada en 100 horas (uso en fotovoltaica)

Relación:
A mayor velocidad de descarga, menor capacidad disponible
C10 < C20 < C50 < C100

Ejemplo práctico:
Batería de 600 Ah (C100):
- Descarga C100: 6A × 100h = 600 Ah
- Descarga C10: 60A × 10h = 500 Ah (menor capacidad)
- Descarga C5: 120A × 5h = 450 Ah (aún menor)

Importante: En fotovoltaica, las tasas suelen ser ≤ C/100, ya que la autonomía típica es 3-5 días (72-120 horas).

5.6 Cálculo del Sistema de Acumulación

Para dimensionar correctamente el banco de baterías, se utiliza la siguiente metodología:

Paso 1: Energía diaria con rendimientos
Ed1 = Ed / (ηreg × ηinv)

Donde:
Ed = Energía diaria total (Wh/día)
ηreg = Rendimiento regulador (0,95 típico)
ηinv = Rendimiento inversor (0,85 típico)

Paso 2: Capacidad necesaria
C = 1,1 × Ed1 × A / (Pd × Vn)

Donde:
A = Autonomía (días sin sol, típicamente 3-5)
Pd = Profundidad descarga (0,60 monoblock, 0,80 modular)
Vn = Tensión nominal (V)
1,1 = Factor seguridad (10%)

Ejemplo completo:
Ed = 5.000 Wh/día, A = 3 días, Vn = 24V, Pd = 0,80
Ed1 = 5.000 / (0,95 × 0,85) = 6.192 Wh/día
C = 1,1 × 6.192 × 3 / (0,80 × 24) = 1.064 Ah
Seleccionar batería de 1.100 Ah o superior

5.7 Conexión de Baterías

A) Conexión en Serie

Se conectan positivo con negativo, sumando tensiones y manteniendo capacidad.

Ejemplo: 12 vasos de 2V × 600Ah → 24V × 600Ah
Aplicación: Alcanzar tensión nominal del sistema

B) Conexión en Paralelo

Se conectan positivo con positivo y negativo con negativo, sumando capacidades.

Ejemplo: 2 baterías de 24V × 600Ah → 24V × 1.200Ah
Aplicación: Aumentar capacidad/autonomía

Precaución: En fotovoltaica, las baterías se conectan en serie para alcanzar la tensión del sistema. Solo se instalan en paralelo en casos concretos de grandes necesidades energéticas.

5.8 Procesos de Carga y Descarga

Proceso de Carga

Se forma óxido de plomo (PbO₂) en polo positivo
Se forma plomo puro (Pb) en polo negativo
Se libera ácido sulfúrico (H₂SO₄) al electrolito
La densidad del electrolito aumenta (1,28 kg/m³ cargada)
Se produce gaseo al final de la carga

Proceso de Descarga

Se forma sulfato de plomo (PbSO₄) en ambos polos
Se absorbe ácido sulfúrico del electrolito
La densidad disminuye (1,15 kg/m³ descargada)
La tensión baja progresivamente

Corriente máxima de carga:
Ic ≤ 10% de capacidad útil (Cu)
Normalmente: Ic = 6-6,5% de Cu

Ejemplo: Batería 600 Ah → Cu = 600 × 0,80 = 480 Ah
Ic máxima = 480 × 0,10 = 48 A
Ic normal = 480 × 0,06 = 28,8 A

5.9 Activación de Baterías Monoblock

Las baterías monoblock se suministran con placas cargadas pero sin ácido sulfúrico. Procedimiento:

Quitar tapones de batería y 6 botellas de ácido
Llenar cada vaso hasta 10-15 mm sobre placas
Marcar fecha para garantía
Dejar reposar al menos 1 hora
Medir densidad: 1,28 kg/m³
Medir f.e.m.: 13V
Si valores normales, lavar densímetro y botellines

Seguridad: Ácido sulfúrico altamente corrosivo. Usar gafas, guantes y ropa adecuada. En caso de contacto, lavar abundantemente con agua y acudir al médico.

5.10 Instalación y Ubicación

Local exclusivo: Solo para elementos fotovoltaicos, bien ventilado
Puerta: Apertura hacia exterior, con cerradura
Bancada: No usar cobre, aluminio o acero galvanizado
Proximidad: Lo más cerca posible del campo fotovoltaico
Separación: Mínimo 10 mm entre baterías
Ventilación: Renovación aire obligatoria (mín 5 veces/hora)

Caudal ventilación mínimo:
Qr = 6 × Vf × If

Donde:
Qr = Caudal aire mínimo (l/h)
Vf = Tensión máxima batería (V)
If = Intensidad fin de carga (A)

Superficie ventilación natural:
S = 28 × Qr / 1000 (cm²)
(Tanto para entrada como salida)

5.11 Mantenimiento de Baterías

Baterías Electrolito Líquido

Nivel electrolito: Mensual, rellenar con agua destilada
Densidad: Medir con densímetro (1,28 cargada, 1,15 descargada)
Limpiar terminales: Bicarbonato y agua, aplicar vaselina
Engrasar bornes: Vaselina neutra para evitar corrosión
Verificar conexiones: Apretar si necesario
Ecualización: Cada 3-6 meses

Baterías Gel / Selladas

Sin mantenimiento: No requieren adición de agua
Verificar tensión: Periódicamente
Limpiar superficie: Mantener limpia y seca
Verificar conexiones: Apretar y estado

Baterías Litio

Sin mantenimiento periódico
Verificar BMS: Estado del sistema
Verificar temperaturas: Operación
Verificar balanceo: Balanceo de celdas

Vida Útil Típica

Tipo	Vida (años)	Ciclos
Monoblock	3-5	200-500 (40% DoD)
Estacionarias	10-15	1.500-3.000 (60% DoD)
Gel	10-12	1.000-2.000 (50% DoD)
Litio	15-20	3.000-5.000 (80% DoD)

5.12 Efecto de la Temperatura

Bajas temperaturas: Disminuye capacidad (~1% por °C bajo 25°C)
Altas temperaturas: Aumenta capacidad pero reduce vida útil
Temperatura óptima: 20-25°C
Regla: Por cada 10°C sobre 25°C, vida se reduce a mitad

Importante: Local aislado térmicamente. Temperatura ideal 20-25°C. Temperaturas >35°C reducen drásticamente vida útil.

5.13 Autodescarga

Tipo	Mensual	Diaria
Plomo-ácido	3%	0,1%
Níquel-cadmio	2%	0,067%
Litio	1-2%	0,03-0,067%

Energía perdida autodescarga:
Ades = Cn × 0,001 × Vn (Wh/día)
Sumar a demanda diaria para dimensionar generador

5.14 Baterías SOLENER

Baterías estacionarias Gel: 2V, 600-1800 Ah (C100)
Vasos individuales: Para 24V, 48V
Sin mantenimiento: Gelificadas, estancas
Larga duración: 10-15 años
Alta fiabilidad: Fabricación controlada
Alta eficiencia: 85-90% carga/descarga

SOLENER - Tecnología Española - Alta Calidad - Larga Duración

5.15 Protección de Baterías

Sobrecarga: Corte a tensión máxima (2,4V/vaso)
Sobredescarga: Desconexión a profundidad máxima
Inversión polaridad: Protección contra conexión incorrecta
Cortocircuitos: Fusibles o interruptores automáticos
Sobretemperatura: Protección temperaturas excesivas

Tensiones regulación típicas (25°C):
- Absorción: 2,3-2,4 V/vaso
- Flotación: 2,25-2,3 V/vaso
- Reconexión: +0,08 V sobre desconexión
- Desconexión baja: 1,8-1,9 V/vaso

Sistema 24V (12 vasos):
- Absorción: 27,6-28,8 V
- Flotación: 27-27,6 V
- Desconexión: 21,6-22,8 V

5.16 Problemas Comunes y Soluciones

Problema	Causa	Solución
Sulfatación	Descargas profundas, bajo nivel	Ecualización, mantener nivel
Autodescarga alta	Electrolito sucio, temperatura alta	Limpiar, mejorar ventilación
Baja capacidad	Sulfatación, envejecimiento	Ecualización, sustituir
Sobrecalentamiento	Sobrecarga, ventilación insuficiente	Mejorar ventilación
Desgaste prematuro	Temperatura alta, sobrecargas	Mejorar condiciones

5.17 Resumen del Capítulo 5

Resumen: Las baterías son esenciales en instalaciones fotovoltaicas aisladas. Se utilizan estacionarias plomo-ácido (2V) o gel para aplicaciones específicas. Las baterías de litio ofrecen alta eficiencia y larga vida. El dimensionamiento correcto considera energía diaria, autonomía y profundidad descarga. Las baterías se conectan en serie para tensión del sistema. El mantenimiento regular prolonga vida útil. Las baterías SOLENER ofrecen alta calidad y fiabilidad.

5.1 Introduction au Stockage Énergétique

Les accumulateurs sont des composants fondamentaux dans les systèmes photovoltaïques isolés, permettant de garantir l'alimentation électrique pendant les périodes sans rayonnement solaire. Ils stockent l'énergie électrique générée par les panneaux sous forme d'énergie chimique.

Note Importante: Dans les systèmes de pompage solaire direct, on NE recommande PAS l'utilisation de batteries. Il est préférable d'accumuler l'eau dans des réservoirs (énergie potentielle).

5.2 Fonctions Principales de l'Accumulateur

Stockage d'énergie: Stockent l'énergie générée pendant le jour
Stabilisation de tension: Source d'énergie constante
Absorption d'excédents: Absorbent les excédents en jours de haute production
Garantie d'autonomie: Garantissent l'autonomie pendant 3-5 jours
Fourniture de pics: Fournissent l'énergie pour les pics de consommation

5.3 Types de Batteries pour Systèmes Photovoltaïques

A) Batteries Monoblock (Charge Superficielle)

Batteries compactes d'un seul bloc avec six vaisseaux internes de 2V. Conçues pour des décharges quotidiennes de 40% de leur capacité.

Caractéristique	Valeur
Tension nominale	12V (6 vaisseaux de 2,15V)
Capacité nominale (C100)	80-250 Ah
Profondeur décharge quotidienne	40% (max 60% occasionnel)
Durée de vie	3-5 ans (500-1000 cycles)
Application	Petites installations domestiques
Avantages	Faible coût, installation facile
Limitations	Durée courte, décharges limitées

B) Batteries Modulaires Stationnaires (Charge Profonde)

Composées de vaisseaux individuels de 2V connectés en série. Conçues pour des décharges quotidiennes de 60%, pouvant atteindre 80% occasionnellement.

Caractéristique	Valeur
Tension par vaisseau	2V nominal (2,2V chargé)
Capacité nominale (C100)	200-6000 Ah par vaisseau
Profondeur décharge quotidienne	60% (max 80% occasionnel)
Durée de vie	10-15 ans (1500-3000 cycles)
Application	Installations moyennes et grandes
Avantages	Longue vie, décharges profondes
Limitations	Coût plus élevé, nécessite bancada

C) Batteries au Gel (Scellées)

Électrolyte gélifié, complètement étanches et sans maintenance. Idéales pour lampadaires solaires et applications distantes.

Caractéristique	Valeur
Tension	2V, 6V, 12V
Capacité	50-3000 Ah
Profondeur décharge	50-80%
Durée de vie	10-12 ans
Avantages	Sans maintenance, étanches
Limitations	Coût initial plus élevé

D) Batteries au Lithium (Technologie Moderne)

Technologie émergente avec haute densité énergétique, longue durée de vie et haute efficacité. Rentables à long terme.

Caractéristique	Valeur
Tension	3,2V (LiFePO4), 3,7V (Li-ion)
Capacité	50-500 Ah
Profondeur décharge	80-100%
Durée de vie	15-20 ans (3000-5000 cycles)
Efficacité	95-98%
Avantages	Haute efficacité, sans effet mémoire
Limitations	Coût élevé, nécessite BMS

5.4 Paramètres Caractéristiques des Batteries

Paramètre	Symbole	Définition	Unité
Capacité Nominale	Cn ou C100	Charge extractible en 100h jusqu'à 1,8V/vaisseau à 25°C	Ampères-heure (Ah)
Capacité Utile	Cu	Capacité réellement utilisable (Cn × Profondeur décharge)	Ampères-heure (Ah)
Profondeur Décharge	DoD ou Pd	Pourcentage de capacité extractible sans dommage	%
Tension Nominale	Vn	Tension de conception du système (12, 24, 48V)	Volt (V)
Tension en Circuit Ouvert	Voc	Tension sans charge (batterie chargée: 13V pour 12V)	Volt (V)
Tension Flottation	Vf	Tension de maintenance en flottation	Volt (V)
Autodécharge	Ades	Perte de charge en circuit ouvert	%/mois
Rendement Charge	ηc	Rapport énergie extraite/injectée	%
Durée de Vie	-	Nombre de cycles ou années	Cycles/Ans
Résistance Interne	Ri	Résistance interne de la batterie	mΩ

5.5 Régime de Décharge et Capacité

La capacité d'une batterie varie selon la vitesse de décharge. Elle s'exprime par le sous-indice qui indique les heures de décharge:

Relation entre régimes:
C10: Capacité déchargée en 10 heures (usage intensif)
C20: Capacité déchargée en 20 heures
C100: Capacité déchargée en 100 heures (usage en photovoltaïque)

Relation:
À plus grande vitesse de décharge, moindre capacité disponible
C10 < C20 < C50 < C100

Exemple pratique:
Batterie de 600 Ah (C100):
- Décharge C100: 6A × 100h = 600 Ah
- Décharge C10: 60A × 10h = 500 Ah (moindre capacité)
- Décharge C5: 120A × 5h = 450 Ah (encore moindre)

Important: En photovoltaïque, les taux sont ≤ C/100, car l'autonomie typique est 3-5 jours (72-120 heures).

5.6 Calcul du Système d'Accumulation

Pour dimensionner correctement le banc de batteries, on utilise la méthodologie suivante:

Étape 1: Énergie quotidienne avec rendements
Ed1 = Ed / (ηreg × ηinv)

Où:
Ed = Énergie quotidienne totale (Wh/jour)
ηreg = Rendement régulateur (0,95 typique)
ηinv = Rendement onduleur (0,85 typique)

Étape 2: Capacité nécessaire
C = 1,1 × Ed1 × A / (Pd × Vn)

Où:
A = Autonomie (jours sans soleil, typiquement 3-5)
Pd = Profondeur décharge (0,60 monoblock, 0,80 modulaire)
Vn = Tension nominale (V)
1,1 = Facteur sécurité (10%)

Exemple complet:
Ed = 5.000 Wh/jour, A = 3 jours, Vn = 24V, Pd = 0,80
Ed1 = 5.000 / (0,95 × 0,85) = 6.192 Wh/jour
C = 1,1 × 6.192 × 3 / (0,80 × 24) = 1.064 Ah
Sélectionner batterie de 1.100 Ah ou supérieure

5.7 Connexion de Batteries

A) Connexion en Série

On connecte positif avec négatif, sommant les tensions et maintenant la capacité.

Exemple: 12 vaisseaux de 2V × 600Ah → 24V × 600Ah
Application: Atteindre la tension nominale du système

B) Connexion en Parallèle

On connecte positif avec positif et négatif avec négatif, sommant les capacités.

Exemple: 2 batteries de 24V × 600Ah → 24V × 1.200Ah
Application: Augmenter capacité/autonomie

Précaution: En photovoltaïque, les batteries se connectent en série pour atteindre la tension du système. Seulement en parallèle dans des cas concrets de grandes nécessités énergétiques.

5.8 Processus de Charge et Décharge

Processus de Charge

Se forme oxyde de plomb (PbO₂) au pôle positif
Se forme plomb pur (Pb) au pôle négatif
Se libère acide sulfurique (H₂SO₄) à l'électrolyte
La densité de l'électrolyte augmente (1,28 kg/m³ chargée)
Se produit gazage à la fin de la charge

Processus de Décharge

Se forme sulfate de plomb (PbSO₄) aux deux pôles
Se absorbe acide sulfurique de l'électrolyte
La densité diminue (1,15 kg/m³ déchargée)
La tension baisse progressivement

Courant maximum de charge:
Ic ≤ 10% de capacité utile (Cu)
Normalement: Ic = 6-6,5% de Cu

Exemple: Batterie 600 Ah → Cu = 600 × 0,80 = 480 Ah
Ic maximum = 480 × 0,10 = 48 A
Ic normal = 480 × 0,06 = 28,8 A

5.9 Activation de Batteries Monoblock

Les batteries monoblock se fournissent avec les plaques chargées mais sans acide sulfurique. Procédure:

Retirer les bouchons de batterie et 6 bouteilles d'acide
Remplir chaque vaisseau jusqu'à 10-15 mm sur plaques
Marquer la date pour garantie
Laisser reposer au moins 1 heure
Mesurer densité: 1,28 kg/m³
Mesurer f.é.m.: 13V
Si valeurs normales, laver densimètre et bouteilles

Sécurité: Acide sulfurique hautement corrosif. Utiliser lunettes, gants et vêtement adéquat. En cas de contact, laver abondamment avec eau et consulter médecin.

5.10 Installation et Emplacement

Local exclusif: Seulement pour éléments photovoltaïques, bien ventilé
Porte: Ouverture vers extérieur, avec serrure
Bancada: Ne pas utiliser cuivre, aluminium ou acier galvanisé
Proximité: Le plus près possible du champ photovoltaïque
Séparation: Minimum 10 mm entre batteries
Ventilation: Renouvellement air obligatoire (min 5 fois/heure)

Débit ventilation minimum:
Qr = 6 × Vf × If

Où:
Qr = Débit air minimum (l/h)
Vf = Tension maximum batterie (V)
If = Intensité fin de charge (A)

Surface ventilation naturelle:
S = 28 × Qr / 1000 (cm²)
(Tant pour entrée que sortie)

5.11 Maintenance de Batteries

Batteries Électrolyte Liquide

Niveau électrolyte: Mensuel, remplir avec eau distillée
Densité: Mesurer avec densimètre (1,28 chargée, 1,15 déchargée)
Nettoyer terminaux: Bicarbonate et eau, appliquer vaseline
Graisser bornes: Vaseline neutre pour éviter corrosion
Vérifier connexions: Serrer si nécessaire
Égalisation: Chaque 3-6 mois

Batteries Gel / Scellées

Sans maintenance: Ne requièrent pas d'addition d'eau
Vérifier tension: Périodiquement
Nettoyer surface: Maintenir propre et sèche
Vérifier connexions: Serrer et état

Batteries Lithium

Sans maintenance périodique
Vérifier BMS: État du système
Vérifier températures: Opération
Vérifier équilibrage: Équilibrage de cellules

Durée de Vie Typique

Type	Vie (ans)	Cycles
Monoblock	3-5	200-500 (40% DoD)
Stationnaires	10-15	1.500-3.000 (60% DoD)
Gel	10-12	1.000-2.000 (50% DoD)
Lithium	15-20	3.000-5.000 (80% DoD)

5.12 Effet de la Température

Basses températures: Diminue capacité (~1% par °C sous 25°C)
Hautes températures: Augmente capacité mais réduit durée de vie
Température optimale: 20-25°C
Règle: Pour chaque 10°C sur 25°C, vie se réduit à moitié

Important: Local isolé thermiquement. Température idéale 20-25°C. Températures >35°C réduisent drastiquement durée de vie.

5.13 Autodécharge

Type	Mensuel	Quotidien
Plomb-acide	3%	0,1%
Nickel-cadmium	2%	0,067%
Lithium	1-2%	0,03-0,067%

Énergie perdue autodécharge:
Ades = Cn × 0,001 × Vn (Wh/jour)
Sommer à demande quotidienne pour dimensionner générateur

5.14 Batteries SOLENER

Batteries stationnaires Gel: 2V, 600-1800 Ah (C100)
Vaisseaux individuels: Pour 24V, 48V
Sans maintenance: Gélifiées, étanches
Longue durée: 10-15 ans
Haute fiabilité: Fabrication contrôlée
Haute efficacité: 85-90% charge/décharge

SOLENER - Technologie Espagnole - Haute Qualité - Longue Durée

5.15 Protection de Batteries

Surcharge: Coupure à tension maximum (2,4V/vaisseau)
Surdécharge: Déconnexion à profondeur maximum
Inversion polarité: Protection contre connexion incorrecte
Courts-circuits: Fusibles ou interrupteurs automatiques
Surtempérature: Protection températures excessives

Tensions régulation typiques (25°C):
- Absorption: 2,3-2,4 V/vaisseau
- Flottation: 2,25-2,3 V/vaisseau
- Reconnexion: +0,08 V sur déconnexion
- Déconnexion basse: 1,8-1,9 V/vaisseau

Système 24V (12 vaisseaux):
- Absorption: 27,6-28,8 V
- Flottation: 27-27,6 V
- Déconnexion: 21,6-22,8 V

5.16 Problèmes Communs et Solutions

Problème	Cause	Solution
Sulfatation	Décharges profondes, bas niveau	Égalisation, maintenir niveau
Autodécharge élevée	Électrolyte sale, température haute	Nettoyer, améliorer ventilation
Basse capacité	Sulfatation, vieillissement	Égalisation, substituer
Surchauffe	Surcharge, ventilation insuffisante	Améliorer ventilation
Usure prématurée	Température haute, surcharges	Améliorer conditions

5.17 Résumé du Chapitre 5

Résumé: Les batteries sont essentielles dans les installations photovoltaïques isolées. On utilise stationnaires plomb-acide (2V) ou gel pour applications spécifiques. Les batteries au lithium offrent haute efficacité et longue vie. Le dimensionnement correct considère énergie quotidienne, autonomie et profondeur décharge. Les batteries se connectent en série pour tension du système. La maintenance régulière prolonge durée de vie. Les batteries SOLENER offrent haute qualité et fiabilité.

5.1 Introduction to Energy Storage

Accumulators are fundamental components in isolated photovoltaic systems, allowing to guarantee electrical supply during periods without solar radiation. They store electrical energy generated by panels in the form of chemical energy.

Important Note: In direct solar pumping systems, the use of batteries is NOT recommended. It is preferable to accumulate water in tanks (potential energy).

5.2 Main Functions of the Accumulator

Energy storage: Store energy generated during the day
Voltage stabilization: Constant energy source
Surplus absorption: Absorb surpluses on high production days
Autonomy guarantee: Guarantee autonomy for 3-5 days
Peak supply: Provide energy for consumption peaks

5.3 Battery Types for Photovoltaic Systems

A) Monoblock Batteries (Surface Charge)

Compact single-block batteries with six internal 2V cells. Designed for daily discharges of 40% of their capacity.

Characteristic	Value
Nominal voltage	12V (6 cells of 2.15V)
Nominal capacity (C100)	80-250 Ah
Daily discharge depth	40% (max 60% occasional)
Useful life	3-5 years (500-1000 cycles)
Application	Small domestic installations
Advantages	Low cost, easy installation
Limitations	Short life, limited discharges

B) Modular Stationary Batteries (Deep Charge)

Composed of individual 2V cells connected in series. Designed for daily discharges of 60%, occasionally reaching 80%.

Characteristic	Value
Voltage per cell	2V nominal (2.2V charged)
Nominal capacity (C100)	200-6000 Ah per cell
Daily discharge depth	60% (max 80% occasional)
Useful life	10-15 years (1500-3000 cycles)
Application	Medium and large installations
Advantages	Long life, deep discharges
Limitations	Higher cost, requires rack

C) Gel Batteries (Sealed)

Gelled electrolyte, completely sealed and maintenance-free. Ideal for solar street lights and remote applications.

Characteristic	Value
Voltage	2V, 6V, 12V
Capacity	50-3000 Ah
Discharge depth	50-80%
Useful life	10-12 years
Advantages	Maintenance-free, sealed
Limitations	Higher initial cost

D) Lithium Batteries (Modern Technology)

Emerging technology with high energy density, long useful life and high efficiency. Profitable in the long term.

Characteristic	Value
Voltage	3.2V (LiFePO4), 3.7V (Li-ion)
Capacity	50-500 Ah
Discharge depth	80-100%
Useful life	15-20 years (3000-5000 cycles)
Efficiency	95-98%
Advantages	High efficiency, no memory effect
Limitations	High cost, requires BMS

5.4 Battery Characteristic Parameters

Parameter	Symbol	Definition	Unit
Nominal Capacity	Cn or C100	Extractable charge in 100h down to 1.8V/cell at 25°C	Ampere-hour (Ah)
Useful Capacity	Cu	Actually usable capacity (Cn × Discharge depth)	Ampere-hour (Ah)
Discharge Depth	DoD or Pd	Percentage of capacity extractable without damage	%
Nominal Voltage	Vn	System design voltage (12, 24, 48V)	Volt (V)
Open Circuit Voltage	Voc	Voltage without load (charged battery: 13V for 12V)	Volt (V)
Float Voltage	Vf	Maintenance voltage in float	Volt (V)
Self-discharge	Ades	Charge loss in open circuit	%/month
Charge Efficiency	ηc	Ratio extracted/injected energy	%
Useful Life	-	Number of cycles or years	Cycles/Years
Internal Resistance	Ri	Battery internal resistance	mΩ

5.5 Discharge Regime and Capacity

Battery capacity varies according to discharge speed. It is expressed by the subscript indicating discharge hours:

Relationship between regimes:
C10: Capacity discharged in 10 hours (intensive use)
C20: Capacity discharged in 20 hours
C100: Capacity discharged in 100 hours (photovoltaic use)

Relationship:
At higher discharge speed, lower available capacity
C10 < C20 < C50 < C100

Practical example:
Battery of 600 Ah (C100):
- Discharge C100: 6A × 100h = 600 Ah
- Discharge C10: 60A × 10h = 500 Ah (lower capacity)
- Discharge C5: 120A × 5h = 450 Ah (even lower)

Important: In photovoltaic, rates are ≤ C/100, since typical autonomy is 3-5 days (72-120 hours).

5.6 Accumulation System Calculation

To correctly size the battery bank, the following methodology is used:

Step 1: Daily energy with efficiencies
Ed1 = Ed / (ηreg × ηinv)

Where:
Ed = Total daily energy (Wh/day)
ηreg = Regulator efficiency (0.95 typical)
ηinv = Inverter efficiency (0.85 typical)

Step 2: Necessary capacity
C = 1.1 × Ed1 × A / (Pd × Vn)

Where:
A = Autonomy (days without sun, typically 3-5)
Pd = Discharge depth (0.60 monoblock, 0.80 modular)
Vn = Nominal voltage (V)
1.1 = Safety factor (10%)

Complete example:
Ed = 5,000 Wh/day, A = 3 days, Vn = 24V, Pd = 0.80
Ed1 = 5,000 / (0.95 × 0.85) = 6,192 Wh/day
C = 1.1 × 6,192 × 3 / (0.80 × 24) = 1,064 Ah
Select battery of 1,100 Ah or higher

5.7 Battery Connection

A) Series Connection

Connect positive to negative, adding voltages and maintaining capacity.

Example: 12 cells of 2V × 600Ah → 24V × 600Ah
Application: Reach system nominal voltage

B) Parallel Connection

Connect positive to positive and negative to negative, adding capacities.

Example: 2 batteries of 24V × 600Ah → 24V × 1,200Ah
Application: Increase capacity/autonomy

Precaution: In photovoltaic, batteries are connected in series to reach system voltage. Only in parallel in specific cases of large energy needs.

5.8 Charge and Discharge Processes

Charge Process

Lead oxide (PbO₂) forms at positive pole
Pure lead (Pb) forms at negative pole
Sulfuric acid (H₂SO₄) is released to electrolyte
Electrolyte density increases (1.28 kg/m³ charged)
Gassing occurs at end of charge

Discharge Process

Lead sulfate (PbSO₄) forms at both poles
Sulfuric acid is absorbed from electrolyte
Density decreases (1.15 kg/m³ discharged)
Voltage progressively decreases

Maximum charge current:
Ic ≤ 10% of useful capacity (Cu)
Normally: Ic = 6-6.5% of Cu

Example: Battery 600 Ah → Cu = 600 × 0.80 = 480 Ah
Ic maximum = 480 × 0.10 = 48 A
Ic normal = 480 × 0.06 = 28.8 A

5.9 Monoblock Battery Activation

Monoblock batteries are supplied with charged plates but without sulfuric acid. Procedure:

Remove battery caps and 6 acid bottles
Fill each cell to 10-15 mm above plates
Mark date for warranty
Let rest at least 1 hour
Measure density: 1.28 kg/m³
Measure e.m.f.: 13V
If normal values, wash densitometer and bottles

Safety: Sulfuric acid highly corrosive. Use goggles, gloves and adequate clothing. In case of contact, wash abundantly with water and consult doctor.

5.10 Installation and Location

Exclusive location: Only for photovoltaic elements, well ventilated
Door: Opening to exterior, with lock
Rack: Do not use copper, aluminum or galvanized steel
Proximity: As close as possible to photovoltaic field
Separation: Minimum 10 mm between batteries
Ventilation: Mandatory air renewal (min 5 times/hour)

Minimum ventilation flow:
Qr = 6 × Vf × If

Where:
Qr = Minimum air flow (l/h)
Vf = Maximum battery voltage (V)
If = End of charge intensity (A)

Natural ventilation surface:
S = 28 × Qr / 1000 (cm²)
(Both for inlet and outlet)

5.11 Battery Maintenance

Liquid Electrolyte Batteries

Electrolyte level: Monthly, fill with distilled water
Density: Measure with densitometer (1.28 charged, 1.15 discharged)
Clean terminals: Baking soda and water, apply vaseline
Grease terminals: Neutral vaseline to avoid corrosion
Verify connections: Tighten if necessary
Equalization: Every 3-6 months

Gel / Sealed Batteries

Maintenance-free: Do not require water addition
Verify voltage: Periodically
Clean surface: Keep clean and dry
Verify connections: Tighten and condition

Lithium Batteries

No periodic maintenance
Verify BMS: System status
Verify temperatures: Operation
Verify balancing: Cell balancing

Typical Useful Life

Type	Life (years)	Cycles
Monoblock	3-5	200-500 (40% DoD)
Stationary	10-15	1,500-3,000 (60% DoD)
Gel	10-12	1,000-2,000 (50% DoD)
Lithium	15-20	3,000-5,000 (80% DoD)

5.12 Temperature Effect

Low temperatures: Decreases capacity (~1% per °C below 25°C)
High temperatures: Increases capacity but reduces useful life
Optimal temperature: 20-25°C
Rule: For each 10°C above 25°C, life is reduced by half

Important: Thermally insulated location. Ideal temperature 20-25°C. Temperatures >35°C drastically reduce useful life.

5.13 Self-discharge

Type	Monthly	Daily
Lead-acid	3%	0.1%
Nickel-cadmium	2%	0.067%
Lithium	1-2%	0.03-0.067%

Energy lost by self-discharge:
Ades = Cn × 0.001 × Vn (Wh/day)
Add to daily demand to size generator

5.14 SOLENER Batteries

Gel stationary batteries: 2V, 600-1800 Ah (C100)
Individual cells: For 24V, 48V
Maintenance-free: Gelled, sealed
Long duration: 10-15 years
High reliability: Controlled manufacturing
High efficiency: 85-90% charge/discharge

SOLENER - Spanish Technology - High Quality - Long Duration

5.15 Battery Protection

Overcharge: Cut at maximum voltage (2.4V/cell)
Overdischarge: Disconnection at maximum depth
Polarity inversion: Protection against incorrect connection
Short circuits: Fuses or automatic circuit breakers
Overtemperature: Protection against excessive temperatures

Typical regulation voltages (25°C):
- Absorption: 2.3-2.4 V/cell
- Float: 2.25-2.3 V/cell
- Reconnection: +0.08 V above disconnection
- Low disconnection: 1.8-1.9 V/cell

24V system (12 cells):
- Absorption: 27.6-28.8 V
- Float: 27-27.6 V
- Disconnection: 21.6-22.8 V

5.16 Common Problems and Solutions

Problem	Cause	Solution
Sulfation	Deep discharges, low level	Equalization, maintain level
High self-discharge	Dirty electrolyte, high temperature	Clean, improve ventilation
Low capacity	Sulfation, aging	Equalization, replace
Overheating	Overcharge, insufficient ventilation	Improve ventilation
Premature wear	High temperature, overcharges	Improve conditions

5.17 Chapter 5 Summary

Summary: Batteries are essential in isolated photovoltaic installations. Stationary lead-acid (2V) or gel batteries are used for specific applications. Lithium batteries offer high efficiency and long life. Correct sizing considers daily energy, autonomy and discharge depth. Batteries are connected in series for system voltage. Regular maintenance prolongs useful life. SOLENER batteries offer high quality and reliability.

5.1 مقدمة عن تخزين الطاقة

المراكمات مكونات أساسية في الأنظمة الكهروضوئية المعزولة، مما يسمح بضمان التوريد الكهربائي خلال الفترات التي لا يوجد فيها إشعاع شمسي. تخزن الطاقة الكهربائية المولدة بواسطة الألواح على شكل طاقة كيميائية.

ملاحظة مهمة: في أنظمة الضخ الشمسي المباشر، لا يوصى باستخدام البطاريات. من الأفضل تراكم الماء في الخزانات (طاقة كامنة).

5.2 الوظائف الرئيسية للمراكم

تخزين الطاقة: تخزين الطاقة المولدة خلال النهار
استقرار الجهد: مصدر طاقة ثابت
امتصاص الفوائض: امتصاص الفوائض في أيام الإنتاج العالي
ضمان الاستقلالية: ضمان الاستقلالية لمدة 3-5 أيام
توفير الذروات: توفير الطاقة لذروات الاستهلاك

5.3 أنواع البطاريات للأنظمة الكهروضوئية

أ) بطاريات Monoblock (شحن سطحي)

بطاريات مدمجة من كتلة واحدة مع ست خلايا داخلية بجهد 2 فولت. مصممة لتفريغ يومي بنسبة 40% من سعتها.

الخاصية	القيمة
الجهد الاسمي	12 فولت (6 خلايا 2.15 فولت)
السعة الاسمية (C100)	80-250 أمبير ساعة
عمق التفريغ اليومي	40% (حد أقصى 60% عرضي)
العمر الافتراضي	3-5 سنوات (500-1000 دورة)
التطبيق	التركيبات المنزلية الصغيرة
المزايا	تكلفة منخفضة، تركيب سهل
القيود	عمر قصير، تفريغ محدود

ب) البطاريات الثابتة المعيارية (شحن عميق)

تتكون من خلايا فردية بجهد 2 فولت متصلة على التوالي. مصممة لتفريغ يومي بنسبة 60%، يمكن أن تصل إلى 80% عرضياً.

الخاصية	القيمة
الجهد لكل خلية	2 فولت اسمي (2.2 فولت مشحونة)
السعة الاسمية (C100)	200-6000 أمبير ساعة لكل خلية
عمق التفريغ اليومي	60% (حد أقصى 80% عرضي)
العمر الافتراضي	10-15 سنة (1500-3000 دورة)
التطبيق	التركيبات المتوسطة والكبيرة
المزايا	عمر طويل، تفريغ عميق
القيود	تكلفة أعلى، تتطلب رف

ج) بطاريات الهلام (مختومة)

إلكتروليت مهلم، مختومة تماماً وبدون صيانة. مثالية لأعمدة الإنارة الشمسية والتطبيقات البعيدة.

الخاصية	القيمة
الجهد	2 فولت، 6 فولت، 12 فولت
السعة	50-3000 أمبير ساعة
عمق التفريغ	50-80%
العمر الافتراضي	10-12 سنة
المزايا	بدون صيانة، مختومة
القيود	تكلفة أولية أعلى

د) بطاريات الليثيوم (التكنولوجيا الحديثة)

تكنولوجيا ناشئة بكثافة طاقة عالية، عمر افتراضي طويل وكفاءة عالية. مربحة على المدى الطويل.

الخاصية	القيمة
الجهد	3.2 فولت (LiFePO4)، 3.7 فولت (Li-ion)
السعة	50-500 أمبير ساعة
عمق التفريغ	80-100%
العمر الافتراضي	15-20 سنة (3000-5000 دورة)
الكفاءة	95-98%
المزايا	كفاءة عالية، بدون تأثير الذاكرة
القيود	تكلفة عالية، تتطلب BMS

5.4 المعلمات المميزة للبطاريات

المعلمة	الرمز	التعريف	الوحدة
السعة الاسمية	Cn أو C100	الشحنة القابلة للاستخراج في 100 ساعة حتى 1.8 فولت/خلية عند 25°م	أمبير ساعة (Ah)
السعة المفيدة	Cu	السعة القابلة للاستخدام فعلياً (Cn × عمق التفريغ)	أمبير ساعة (Ah)
عمق التفريغ	DoD أو Pd	النسبة المئوية للسعة القابلة للاستخراج دون ضرر	%
الجهد الاسمي	Vn	جهد تصميم النظام (12، 24، 48 فولت)	فولت (V)
الجهد في الدائرة المفتوحة	Voc	الجهد بدون حمل (بطارية مشحونة: 13 فولت لـ 12 فولت)	فولت (V)
جهد التعويم	Vf	جهد الصيانة في التعويم	فولت (V)
التفريغ الذاتي	Ades	فقدان الشحنة في الدائرة المفتوحة	%/شهر
كفاءة الشحن	ηc	النسبة بين الطاقة المستخرجة/المحقونة	%
العمر الافتراضي	-	عدد الدورات أو السنوات	دورات/سنوات
المقاومة الداخلية	Ri	المقاومة الداخلية للبطارية	ميلي أوم (mΩ)

5.5 نظام التفريغ والسعة

تختلف سعة البطارية حسب سرعة التفريغ. يتم التعبير عنها بواسطة الرقم السفلي الذي يشير إلى ساعات التفريغ:

العلاقة بين أنظمة التفريغ:
C10: السعة المفرغة في 10 ساعات (استخدام مكثف)
C20: السعة المفرغة في 20 ساعة
C100: السعة المفرغة في 100 ساعة (الاستخدام في الكهروضوئية)

العلاقة:
عند سرعة تفريغ أعلى، سعة متاحة أقل
C10 < C20 < C50 < C100

مثال عملي:
بطارية 600 أمبير ساعة (C100):
- تفريغ C100: 6 أمبير × 100 ساعة = 600 أمبير ساعة
- تفريغ C10: 60 أمبير × 10 ساعات = 500 أمبير ساعة (سعة أقل)
- تفريغ C5: 120 أمبير × 5 ساعات = 450 أمبير ساعة (أقل)

مهم: في الكهروضوئية، المعدلات ≤ C/100، حيث أن الاستقلالية النموذجية 3-5 أيام (72-120 ساعة).

5.6 حساب نظام التخزين

لتحجيم بنك البطاريات بشكل صحيح، يتم استخدام المنهجية التالية:

الخطوة 1: الطاقة اليومية مع الكفاءات
Ed1 = Ed / (ηreg × ηinv)

حيث:
Ed = الطاقة اليومية الإجمالية (واط ساعة/يوم)
ηreg = كفاءة المنظم (0.95 نموذجي)
ηinv = كفاءة العاكس (0.85 نموذجي)

الخطوة 2: السعة اللازمة
C = 1.1 × Ed1 × A / (Pd × Vn)

حيث:
A = الاستقلالية (أيام بدون شمس، عادة 3-5)
Pd = عمق التفريغ (0.60 monoblock، 0.80 معياري)
Vn = الجهد الاسمي (فولت)
1.1 = عامل الأمان (10%)

مثال كامل:
Ed = 5,000 واط ساعة/يوم، A = 3 أيام، Vn = 24 فولت، Pd = 0.80
Ed1 = 5,000 / (0.95 × 0.85) = 6,192 واط ساعة/يوم
C = 1.1 × 6,192 × 3 / (0.80 × 24) = 1,064 أمبير ساعة
اختر بطارية 1,100 أمبير ساعة أو أعلى

5.7 توصيل البطاريات

أ) التوصيل على التوالي

توصيل موجب مع سالب، مع جمع الجهود والحفاظ على السعة.

مثال: 12 خلية 2 فولت × 600 أمبير ساعة → 24 فولت × 600 أمبير ساعة
التطبيق: الوصول إلى جهد النظام الاسمي

ب) التوصيل على التوازي

توصيل موجب مع موجب وسالب مع سالب، مع جمع السعات.

مثال: 2 بطارية 24 فولت × 600 أمبير ساعة → 24 فولت × 1,200 أمبير ساعة
التطبيق: زيادة السعة/الاستقلالية

احتياط: في الكهروضوئية، البطاريات توصل على التوالي للوصول إلى جهد النظام. فقط على التوازي في حالات محددة من الاحتياجات الكبيرة.

5.8 عمليات الشحن والتفريغ

عملية الشحن

يتشكل أكسيد الرصاص (PbO₂) عند القطب الموجب
يتشكل الرصاص النقي (Pb) عند القطب السالب
يتحرر حمض الكبريتيك (H₂SO₄) إلى الإلكتروليت
تزداد كثافة الإلكتروليت (1.28 كجم/م³ مشحونة)
يحدث الغاز في نهاية الشحن

عملية التفريغ

يتشكل كبريتات الرصاص (PbSO₄) عند كلا القطبين
يمتص حمض الكبريتيك من الإلكتروليت
تقل الكثافة (1.15 كجم/م³ مفرغة)
ينخفض الجهد تدريجياً

تيار الشحن الأقصى:
Ic ≤ 10% من السعة المفيدة (Cu)
عادة: Ic = 6-6.5% من Cu

مثال: بطارية 600 أمبير ساعة → Cu = 600 × 0.80 = 480 أمبير ساعة
Ic الأقصى = 480 × 0.10 = 48 أمبير
Ic العادي = 480 × 0.06 = 28.8 أمبير

5.9 تنشيط بطاريات Monoblock

تُ supplied بطاريات Monoblock مع الألواح المشحونة ولكن بدون حمض الكبريتيك. الإجراء:

أزل سدادات البطارية وزجاجات الحمض الست
املأ كل خلية إلى 10-15 مم فوق الألواح
ضع علامة على التاريخ للضمان
اتركها ترتاح لمدة ساعة واحدة على الأقل
قس الكثافة: 1.28 كجم/م³
قس القوة الدافعة الكهربائية: 13 فولت
إذا كانت القيم طبيعية، اغسل مقياس الكثافة والزجاجات

السلامة: حمض الكبريتيك شديد التآكل. استخدم نظارات، قفازات وملابس مناسبة. في حالة التلامس، اغسل بكميات كبيرة من الماء واستشر الطبيب.

5.10 التركيب والموقع

موقع حصري: فقط للعناصر الكهروضوئية، جيد التهوية
الباب: فتح للخارج، مع قفل
الرف: لا تستخدم النحاس أو الألومنيوم أو الفولاذ المجلفن
القرب: أقرب ما يمكن إلى الحقل الكهروضوئي
الفصل: حد أدنى 10 مم بين البطاريات
التهوية: تجديد الهواء إلزامي (حد أدنى 5 مرات/ساعة)

تدفق التهوية الأدنى:
Qr = 6 × Vf × If

حيث:
Qr = تدفق الهواء الأدنى (لتر/ساعة)
Vf = أقصى جهد للبطارية (فولت)
If = شدة نهاية الشحن (أمبير)

سطح التهوية الطبيعية:
S = 28 × Qr / 1000 (سم²)
(لكل من المدخل والمخرج)

5.11 صيانة البطاريات

بطاريات الإلكتروليت السائل

مستوى الإلكتروليت: شهرياً، املأ بالماء المقطر
الكثافة: قس باستخدام مقياس الكثافة (1.28 مشحونة، 1.15 مفرغة)
نظف الأطراف: صودا الخبز والماء، ضع الفازلين
اشحم الأطراف: الفازلين المحايد لتجنب التآكل
تحقق من الاتصالات: اشد إذا لزم الأمر
التعادل: كل 3-6 أشهر

بطاريات الهلام / المختومة

بدون صيانة: لا تتطلب إضافة ماء
تحقق من الجهد: بشكل دوري
نظف السطح: حافظ على نظافته وجفافه
تحقق من الاتصالات: الشد والحالة

بطاريات الليثيوم

بدون صيانة دورية
تحقق من BMS: حالة النظام
تحقق من درجات الحرارة: التشغيل
تحقق من التوازن: توازن الخلايا

العمر الافتراضي النموذجي

النوع	العمر (سنوات)	الدورات
Monoblock	3-5	200-500 (40% DoD)
الثابتة	10-15	1,500-3,000 (60% DoD)
الهلام	10-12	1,000-2,000 (50% DoD)
الليثيوم	15-20	3,000-5,000 (80% DoD)

5.12 تأثير درجة الحرارة

درجات الحرارة المنخفضة: تقل السعة (~1% لكل °م أقل من 25°م)
درجات الحرارة العالية: تزداد السعة ولكن تقلل العمر الافتراضي
درجة الحرارة المثلى: 20-25°م
القاعدة: لكل 10°م فوق 25°م، ينخفض العمر إلى النصف

مهم: موقع معزول حرارياً. درجة الحرارة المثالية 20-25°م. درجات الحرارة >35°م تقلل بشكل كبير العمر الافتراضي.

5.13 التفريغ الذاتي

النوع	الشهري	اليومي
الرصاص-الحمض	3%	0.1%
النيكل-الكادميوم	2%	0.067%
الليثيوم	1-2%	0.03-0.067%

الطاقة المفقودة بالتفريغ الذاتي:
Ades = Cn × 0.001 × Vn (واط ساعة/يوم)
أضف إلى الطلب اليومي لتحجيم المولد

5.14 بطاريات SOLENER

بطاريات ثابتة من الهلام: 2 فولت، 600-1800 أمبير ساعة (C100)
خلايا فردية: لـ 24 فولت، 48 فولت
بدون صيانة: مهلمة، مختومة
مدة طويلة: 10-15 سنة
موثوقية عالية: تصنيع مسيطر عليه
كفاءة عالية: 85-90% شحن/تفريغ

SOLENER - تكنولوجيا إسبانية - جودة عالية - مدة طويلة

5.15 حماية البطاريات

الشحن الزائد: قطع عند الجهد الأقصى (2.4 فولت/خلية)
التفريغ الزائد: فصل عند العمق الأقصى
عكس القطبية: حماية ضد الاتصال غير الصحيح
الدوائر القصيرة: مصاهر أو قواطع دوائر تلقائية
درجة الحرارة الزائدة: حماية ضد درجات الحرارة الزائدة

جهود التنظيم النموذجية (25°م):
- الامتصاص: 2.3-2.4 فولت/خلية
- التعويم: 2.25-2.3 فولت/خلية
- إعادة الاتصال: +0.08 فولت فوق الفصل
- فصل الجهد المنخفض: 1.8-1.9 فولت/خلية

نظام 24 فولت (12 خلية):
- الامتصاص: 27.6-28.8 فولت
- التعويم: 27-27.6 فولت
- الفصل: 21.6-22.8 فولت

5.16 المشاكل الشائعة والحلول

المشكلة	السبب	الحل
الكبريتة	تفريغ عميق، مستوى منخفض	تعادل، حافظ على المستوى
التفريغ الذاتي العالي	إلكتروليت متسخ، درجة حرارة عالية	نظف، حسن التهوية
السعة المنخفضة	كبريتة، شيخوخة	تعادل، استبدال
السخونة الزائدة	شحن زائد، تهوية غير كافية	حسن التهوية
الارتداء المبكر	درجة حرارة عالية، شحن زائد	حسن الظروف

5.17 ملخص الفصل 5

الملخص: البطاريات ضرورية في التركيبات الكهروضوئية المعزولة. تستخدم البطاريات الثابتة من الرصاص-الحمض (2 فولت) أو الهلام للتطبيقات المحددة. بطاريات الليثيوم تقدم كفاءة عالية وعمر طويل. يأخذ التحجيم الصحيح في الاعتبار الطاقة اليومية والاستقلالية وعمق التفريغ. توصل البطاريات على التوالي لجهد النظام. الصيانة المنتظمة تطيل العمر الافتراضي. بطاريات SOLENER تقدم جودة عالية وموثوقية.

5.1 مقدمه‌ای بر ذخیره‌سازی انرژی

انباشته‌ها اجزای اساسی در سیستم‌های فتوولتائیک منزوی هستند، که امکان تضمین تأمین برق در دوره‌های بدون تابش خورشیدی را فراهم می‌کنند. انرژی الکتریکی تولید شده توسط پنل‌ها را به شکل انرژی شیمیایی ذخیره می‌کنند.

نکته مهم: در سیستم‌های پمپاژ خورشیدی مستقیم، استفاده از باتری‌ها توصیه نمی‌شود. ترجیحاً آب را در مخازن (انرژی پتانسیل) جمع‌آوری کنید.

5.2 توابع اصلی انباشته

ذخیره‌سازی انرژی: ذخیره انرژی تولید شده در طول روز
ثبات ولتاژ: منبع انرژی ثابت
جذب مازادها: جذب مازادها در روزهای تولید بالا
تضمین خودمختاری: تضمین خودمختاری برای 3-5 روز
تأمین پیک‌ها: تأمین انرژی برای پیک‌های مصرف

5.3 انواع باتری برای سیستم‌های فتوولتائیک

الف) باتری‌های Monoblock (شارژ سطحی)

باتری‌های فشرده از یک بلوک واحد با شش سلول داخلی 2 ولتی. برای تفریغ روزانه 40% ظرفیت آنها طراحی شده‌اند.

ویژگی	مقدار
ولتاژ نامی	12 ولت (6 سلول 2.15 ولت)
ظرفیت نامی (C100)	80-250 آمپر ساعت
عمق تفریغ روزانه	40% (حداکثر 60% گاه به گاه)
عمر مفید	3-5 سال (500-1000 سیکل)
کاربرد	تأسیسات خانگی کوچک
مزایا	هزینه کم، نصب آسان
محدودیت‌ها	عمر کوتاه، تفریغ محدود

ب) باتری‌های ثابت ماژولار (شارژ عمیق)

از سلول‌های فردی 2 ولتی تشکیل شده‌اند که به صورت سری متصل می‌شوند. برای تفریغ روزانه 60% طراحی شده‌اند، گاهی اوقات به 80% می‌رسند.

ویژگی	مقدار
ولتاژ به ازای هر سلول	2 ولت نامی (2.2 ولت شارژ شده)
ظرفیت نامی (C100)	200-6000 آمپر ساعت به ازای هر سلول
عمق تفریغ روزانه	60% (حداکثر 80% گاه به گاه)
عمر مفید	10-15 سال (1500-3000 سیکل)
کاربرد	تأسیسات متوسط و بزرگ
مزایا	عمر طولانی، تفریغ عمیق
محدودیت‌ها	هزینه بالاتر، نیاز به قفسه

ج) باتری‌های ژل (مهر و موم شده)

الکترولیت ژله‌ای، کاملاً مهر و موم شده و بدون نگهداری. ایده‌آل برای چراغ‌های خیابانی خورشیدی و کاربردهای دور.

ویژگی	مقدار
ولتاژ	2 ولت، 6 ولت، 12 ولت
ظرفیت	50-3000 آمپر ساعت
عمق تفریغ	50-80%
عمر مفید	10-12 سال
مزایا	بدون نگهداری، مهر و موم شده
محدودیت‌ها	هزینه اولیه بالاتر

د) باتری‌های لیتیوم (فناوری مدرن)

فناوری نوظهور با چگالی انرژی بالا، عمر مفید طولانی و کارایی بالا. در دراز مدت سودآور.

ویژگی	مقدار
ولتاژ	3.2 ولت (LiFePO4)، 3.7 ولت (Li-ion)
ظرفیت	50-500 آمپر ساعت
عمق تفریغ	80-100%
عمر مفید	15-20 سال (3000-5000 سیکل)
کارایی	95-98%
مزایا	کارایی بالا، بدون اثر حافظه
محدودیت‌ها	هزینه بالا، نیاز به BMS

5.4 پارامترهای مشخصه باتری‌ها

پارامتر	نماد	تعریف	واحد
ظرفیت نامی	Cn یا C100	بار قابل استخراج در 100 ساعت تا 1.8 ولت/سلول در 25°س	آمپر ساعت (Ah)
ظرفیت مفید	Cu	ظرفیت واقعاً قابل استفاده (Cn × عمق تفریغ)	آمپر ساعت (Ah)
عمق تفریغ	DoD یا Pd	درصد ظرفیت قابل استخراج بدون آسیب	%
ولتاژ نامی	Vn	ولتاژ طراحی سیستم (12، 24، 48 ولت)	ولت (V)
ولتاژ در مدار باز	Voc	ولتاژ بدون بار (باتری شارژ شده: 13 ولت برای 12 ولت)	ولت (V)
ولتاژ شناوری	Vf	ولتاژ نگهداری در شناوری	ولت (V)
تخلیه خودکار	Ades	اتلاف بار در مدار باز	%/ماه
کارایی شارژ	ηc	نسبت بین انرژی استخراج شده/تزریق شده	%
عمر مفید	-	تعداد سیکل‌ها یا سال‌ها	سیکل/سال
مقاومت داخلی	Ri	مقاومت داخلی باتری	میلی اهم (mΩ)

5.5 رژیم تفریغ و ظرفیت

ظرفیت باتری بر اساس سرعت تفریغ تغییر می‌کند. توسط زیرنویسی که ساعت‌های تفریغ را نشان می‌دهد بیان می‌شود:

رابطه بین رژیم‌های تفریغ:
C10: ظرفیت تفریغ شده در 10 ساعت (استفاده فشرده)
C20: ظرفیت تفریغ شده در 20 ساعت
C100: ظرفیت تفریغ شده در 100 ساعت (استفاده در فتوولتائیک)

رابطه:
در سرعت تفریغ بالاتر، ظرفیت موجود کمتر است
C10 < C20 < C50 < C100

مثال عملی:
باتری 600 آمپر ساعت (C100):
- تفریغ C100: 6 آمپر × 100 ساعت = 600 آمپر ساعت
- تفریغ C10: 60 آمپر × 10 ساعت = 500 آمپر ساعت (ظرفیت کمتر)
- تفریغ C5: 120 آمپر × 5 ساعت = 450 آمپر ساعت (کمتر)

مهم: در فتوولتائیک، نرخ‌ها ≤ C/100 هستند، زیرا خودمختاری معمولی 3-5 روز (72-120 ساعت) است.

5.6 محاسبه سیستم انباشت

برای اندازه‌گیری صحیح بانک باتری‌ها، از روش‌شناسی زیر استفاده می‌شود:

گام 1: انرژی روزانه با کارایی‌ها
Ed1 = Ed / (ηreg × ηinv)

که در آن:
Ed = انرژی روزانه کل (وات ساعت/روز)
ηreg = کارایی تنظیم‌کننده (0.95 معمولی)
ηinv = کارایی اینورتر (0.85 معمولی)

گام 2: ظرفیت لازم
C = 1.1 × Ed1 × A / (Pd × Vn)

که در آن:
A = خودمختاری (روزهای بدون خورشید، معمولاً 3-5)
Pd = عمق تفریغ (0.60 monoblock، 0.80 ماژولار)
Vn = ولتاژ نامی (ولت)
1.1 = ضریب ایمنی (10%)

مثال کامل:
Ed = 5,000 وات ساعت/روز، A = 3 روز، Vn = 24 ولت، Pd = 0.80
Ed1 = 5,000 / (0.95 × 0.85) = 6,192 وات ساعت/روز
C = 1.1 × 6,192 × 3 / (0.80 × 24) = 1,064 آمپر ساعت
باتری 1,100 آمپر ساعت یا بالاتر را انتخاب کنید

5.7 اتصال باتری‌ها

الف) اتصال سری

اتصال مثبت به منفی، با جمع ولتاژها و حفظ ظرفیت.

مثال: 12 سلول 2 ولت × 600 آمپر ساعت → 24 ولت × 600 آمپر ساعت
کاربرد: رسیدن به ولتاژ نامی سیستم

ب) اتصال موازی

اتصال مثبت به مثبت و منفی به منفی، با جمع ظرفیت‌ها.

مثال: 2 باتری 24 ولت × 600 آمپر ساعت → 24 ولت × 1,200 آمپر ساعت
کاربرد: افزایش ظرفیت/خودمختاری

احتیاط: در فتوولتائیک، باتری‌ها به صورت سری متصل می‌شوند تا به ولتاژ سیستم برسند. فقط به صورت موازی در موارد خاص نیازهای بزرگ.

5.8 فرآیندهای شارژ و تفریغ

فرآیند شارژ

اکسید سرب (PbO₂) در قطب مثبت تشکیل می‌شود
سرب خالص (Pb) در قطب منفی تشکیل می‌شود
اسید سولفوریک (H₂SO₄) به الکترولیت آزاد می‌شود
چگالی الکترولیت افزایش می‌یابد (1.28 کیلوگرم/م³ شارژ شده)
گازسازی در پایان شارژ رخ می‌دهد

فرآیند تفریغ

سولفات سرب (PbSO₄) در هر دو قطب تشکیل می‌شود
اسید سولفوریک از الکترولیت جذب می‌شود
چگالی کاهش می‌یابد (1.15 کیلوگرم/م³ تفریغ شده)
ولتاژ به تدریج کاهش می‌یابد

جریان شارژ حداکثر:
Ic ≤ 10% ظرفیت مفید (Cu)
معمولاً: Ic = 6-6.5% Cu

مثال: باتری 600 آمپر ساعت → Cu = 600 × 0.80 = 480 آمپر ساعت
Ic حداکثر = 480 × 0.10 = 48 آمپر
Ic عادی = 480 × 0.06 = 28.8 آمپر

5.9 فعال‌سازی باتری‌های Monoblock

باتری‌های Monoblock با صفحات شارژ شده اما بدون اسید سولفوریک تأمین می‌شوند. روش:

درب‌های باتری و 6 بطری اسید را بردارید
هر سلول را تا 10-15 میلی‌متر بالای صفحات پر کنید
تاریخ را برای ضمانت علامت بزنید
حداقل 1 ساعت استراحت دهید
چگالی را اندازه‌گیری کنید: 1.28 کیلوگرم/م³
نیروی محرکه الکتریکی را اندازه‌گیری کنید: 13 ولت
اگر مقادیر عادی هستند، چگالی‌سنج و بطری‌ها را بشویید

ایمنی: اسید سولفوریک به شدت خورنده است. از عینک، دستکش و لباس مناسب استفاده کنید. در صورت تماس، به مقدار زیاد با آب بشویید و به پزشک مراجعه کنید.

5.10 نصب و مکان

مکان اختصاصی: فقط برای عناصر فتوولتائیک، خوب تهویه شده
درب: باز شدن به بیرون، با قفل
قفسه: از مس، آلومینیوم یا فولاد گالوانیزه استفاده نکنید
نزدیکی: تا حد امکان نزدیک به میدان فتوولتائیک
جداسازی: حداقل 10 میلی‌متر بین باتری‌ها
تهویه: تجدید هوا اجباری (حداقل 5 بار/ساعت)

جریان تهویه حداقل:
Qr = 6 × Vf × If

که در آن:
Qr = جریان هوا حداقل (لیتر/ساعت)
Vf = ولتاژ حداکثر باتری (ولت)
If = شدت پایان شارژ (آمپر)

سطح تهویه طبیعی:
S = 28 × Qr / 1000 (سانتی‌متر مربع)
(هم برای ورودی و هم برای خروجی)

5.11 نگهداری باتری‌ها

باتری‌های الکترولیت مایع

سطح الکترولیت: ماهانه، با آب مقطر پر کنید
چگالی: با چگالی‌سنج اندازه‌گیری کنید (1.28 شارژ شده، 1.15 تفریغ شده)
تمیز کردن ترمینال‌ها: جوش شیرین و آب، وازلین بزنید
روغن‌کاری ترمینال‌ها: وازلین خنثی برای جلوگیری از خوردگی
بررسی اتصالات: در صورت نیاز سفت کنید
تعادل: هر 3-6 ماه

باتری‌های ژل / مهر و موم شده

بدون نگهداری: نیاز به افزودن آب ندارند
بررسی ولتاژ: به طور دوره‌ای
تمیز کردن سطح: تمیز و خشک نگه دارید
بررسی اتصالات: سفتی و وضعیت

باتری‌های لیتیوم

بدون نگهداری دوره‌ای
بررسی BMS: وضعیت سیستم
بررسی دماها: عملیات
بررسی تعادل: تعادل سلول‌ها

عمر مفید معمولی

نوع	عمر (سال)	سیکل‌ها
Monoblock	3-5	200-500 (40% DoD)
ثابت	10-15	1,500-3,000 (60% DoD)
ژل	10-12	1,000-2,000 (50% DoD)
لیتیوم	15-20	3,000-5,000 (80% DoD)

5.12 اثر دما

دمای پایین: ظرفیت موجود کاهش می‌یابد (~1% به ازای هر °س زیر 25°س)
دمای بالا: ظرفیت افزایش می‌یابد اما عمر مفید را کاهش می‌دهد
دمای بهینه: 20-25°س
قاعده: به ازای هر 10°س بالای 25°س، عمر به نصف کاهش می‌یابد

مهم: مکان از نظر حرارتی عایق. دمای ایده‌آل 20-25°س. دماهای >35°س به طور قابل توجهی عمر مفید را کاهش می‌دهند.

5.13 تخلیه خودکار

نوع	ماهانه	روزانه
سرب-اسید	3%	0.1%
نیکل-کادمیوم	2%	0.067%
لیتیوم	1-2%	0.03-0.067%

انرژی از دست رفته توسط تخلیه خودکار:
Ades = Cn × 0.001 × Vn (وات ساعت/روز)
به تقاضای روزانه اضافه کنید تا مولد اندازه‌گیری شود

5.14 باتری‌های SOLENER

باتری‌های ثابت ژل: 2 ولت، 600-1800 آمپر ساعت (C100)
ظروف فردی: برای 24 ولت، 48 ولت
بدون نگهداری: ژله‌ای، مهر و موم شده
مدت طولانی: 10-15 سال
قابلیت اطمینان بالا: تولید کنترل شده
کارایی بالا: 85-90% شارژ/تفریغ

SOLENER - فناوری اسپانیا - کیفیت بالا - مدت طولانی

5.15 حفاظت باتری‌ها

شارژ بیش از حد: قطع در ولتاژ حداکثر (2.4 ولت/سلول)
تفریغ بیش از حد: قطع در عمق حداکثر
وارونگی قطبیت: حفاظت در برابر اتصال نادرست
اتصال کوتاه: فیوزها یا کلیدهای اتوماتیک
دمای بیش از حد: حفاظت در برابر دماهای بیش از حد

ولتاژهای تنظیم معمولی (25°س):
- جذب: 2.3-2.4 ولت/سلول
- شناوری: 2.25-2.3 ولت/سلول
- اتصال مجدد: +0.08 ولت بالاتر از قطع
- قطع ولتاژ پایین: 1.8-1.9 ولت/سلول

سیستم 24 ولت (12 سلول):
- جذب: 27.6-28.8 ولت
- شناوری: 27-27.6 ولت
- قطع: 21.6-22.8 ولت

5.16 مشکلات رایج و راه‌حل‌ها

مشکل	علت	راه‌حل
سولفاته شدن	تفریغ عمیق، سطح پایین	تعادل، حفظ سطح
تخلیه خودکار بالا	الکترولیت کثیف، دمای بالا	تمیز کردن، بهبود تهویه
ظرفیت پایین	سولفاته شدن، پیری	تعادل، جایگزینی
داغ شدن بیش از حد	شارژ بیش از حد، تهویه ناکافی	بهبود تهویه
سایش زودرس	دمای بالا، شارژ بیش از حد	بهبود شرایط

5.17 خلاصه فصل 5

خلاصه: باتری‌ها در تأسیسات فتوولتائیک منزوی ضروری هستند. باتری‌های ثابت سرب-اسید (2 ولت) یا ژل برای کاربردهای خاص استفاده می‌شوند. باتری‌های لیتیوم کارایی بالا و عمر طولانی ارائه می‌دهند. اندازه‌گیری صحیح انرژی روزانه، خودمختاری و عمق تفریغ را در نظر می‌گیرد. باتری‌ها به صورت سری برای ولتاژ سیستم متصل می‌شوند. نگهداری منظم عمر مفید را طولانی می‌کند. باتری‌های SOLENER کیفیت بالا و قابلیت اطمینان ارائه می‌دهند.

5.1 Introdução ao Armazenamento Energético

Os acumuladores são componentes fundamentais em sistemas fotovoltaicos isolados, permitindo garantir o suprimento elétrico durante períodos sem radiação solar. Armazenam a energia elétrica gerada pelos painéis em forma de energia química.

Nota Importante: Em sistemas de bombeamento solar direto, NÃO se recomenda o uso de baterias. É preferível acumular água em depósitos (energia potencial).

5.2 Funções Principais do Acumulador

Armazenamento de energia: Armazenam energia gerada durante o dia
Estabilização de tensão: Fonte de energia constante
Absorção de excedentes: Absorvem excedentes em dias de alta produção
Garantia de autonomia: Garantem autonomia por 3-5 dias
Fornecimento de picos: Fornecem energia para picos de consumo

5.3 Tipos de Baterias para Sistemas Fotovoltaicos

A) Baterias Monoblock (Carga Superficial)

Baterias compactas de um único bloco com seis vasos internos de 2V. Projetadas para descargas diárias de 40% de sua capacidade.

Característica	Valor
Tensão nominal	12V (6 vasos de 2.15V)
Capacidade nominal (C100)	80-250 Ah
Profundidade descarga diária	40% (máx 60% ocasional)
Vida útil	3-5 anos (500-1000 ciclos)
Aplicação	Pequenas instalações domésticas
Vantagens	Baixo custo, instalação fácil
Limitações	Vida curta, descargas limitadas

B) Baterias Modulares Estacionárias (Carga Profunda)

Compostas por vasos individuais de 2V conectados em série. Projetadas para descargas diárias de 60%, podendo alcançar 80% ocasionalmente.

Característica	Valor
Tensão por vaso	2V nominal (2.2V carregado)
Capacidade nominal (C100)	200-6000 Ah por vaso
Profundidade descarga diária	60% (máx 80% ocasional)
Vida útil	10-15 anos (1500-3000 ciclos)
Aplicação	Instalações médias e grandes
Vantagens	Longa vida, descargas profundas
Limitações	Custo mais elevado, requer bancada

C) Baterias de Gel (Seladas)

Eletrólito gelificado, completamente seladas e sem manutenção. Ideais para faróis solares e aplicações distantes.

Característica	Valor
Tensão	2V, 6V, 12V
Capacidade	50-3000 Ah
Profundidade descarga	50-80%
Vida útil	10-12 anos
Vantagens	Sem manutenção, seladas
Limitações	Custo inicial mais elevado

D) Baterias de Lítio (Tecnologia Moderna)

Tecnologia emergente com alta densidade energética, longa vida útil e alta eficiência. Rentáveis a longo prazo.

Característica	Valor
Tensão	3.2V (LiFePO4), 3.7V (Li-ion)
Capacidade	50-500 Ah
Profundidade descarga	80-100%
Vida útil	15-20 anos (3000-5000 ciclos)
Eficiência	95-98%
Vantagens	Alta eficiência, sem efeito memória
Limitações	Custo elevado, requer BMS

5.4 Parâmetros Característicos das Baterias

Parâmetro	Símbolo	Definição	Unidade
Capacidade Nominal	Cn ou C100	Carga extraível em 100h até 1.8V/vaso a 25°C	Amperes-hora (Ah)
Capacidade Útil	Cu	Capacidade realmente utilizável (Cn × Profundidade descarga)	Amperes-hora (Ah)
Profundidade Descarga	DoD ou Pd	Porcentagem de capacidade extraível sem dano	%
Tensão Nominal	Vn	Tensão de projeto do sistema (12, 24, 48V)	Volt (V)
Tensão em Circuito Aberto	Voc	Tensão sem carga (bateria carregada: 13V para 12V)	Volt (V)
Tensão Flutuação	Vf	Tensão de manutenção em flutuação	Volt (V)
Autodescarga	Ades	Perda de carga em circuito aberto	%/mês
Rendimento Carga	ηc	Razão energia extraída/injetada	%
Vida Útil	-	Número de ciclos ou anos	Ciclos/Anos
Resistência Interna	Ri	Resistência interna da bateria	mΩ

5.5 Regime de Descarga e Capacidade

A capacidade de uma bateria varia segundo a velocidade de descarga. Expressa-se mediante o subscrito que indica as horas de descarga:

Relação entre regimes:
C10: Capacidade descarregada em 10 horas (uso intensivo)
C20: Capacidade descarregada em 20 horas
C100: Capacidade descarregada em 100 horas (uso em fotovoltaico)

Relação:
A maior velocidade de descarga, menor capacidade disponível
C10 < C20 < C50 < C100

Exemplo prático:
Bateria de 600 Ah (C100):
- Descarga C100: 6A × 100h = 600 Ah
- Descarga C10: 60A × 10h = 500 Ah (menor capacidade)
- Descarga C5: 120A × 5h = 450 Ah (menor)

Importante: Em fotovoltaico, as taxas são ≤ C/100, já que a autonomia típica é 3-5 dias (72-120 horas).

5.6 Cálculo do Sistema de Acumulação

Para dimensionar corretamente o banco de baterias, utiliza-se a seguinte metodologia:

Passo 1: Energia diária com rendimentos
Ed1 = Ed / (ηreg × ηinv)

Onde:
Ed = Energia diária total (Wh/dia)
ηreg = Rendimento regulador (0.95 típico)
ηinv = Rendimento inversor (0.85 típico)

Passo 2: Capacidade necessária
C = 1.1 × Ed1 × A / (Pd × Vn)

Onde:
A = Autonomia (dias sem sol, tipicamente 3-5)
Pd = Profundidade descarga (0.60 monoblock, 0.80 modular)
Vn = Tensão nominal (V)
1.1 = Fator segurança (10%)

Exemplo completo:
Ed = 5,000 Wh/dia, A = 3 dias, Vn = 24V, Pd = 0.80
Ed1 = 5,000 / (0.95 × 0.85) = 6,192 Wh/dia
C = 1.1 × 6,192 × 3 / (0.80 × 24) = 1,064 Ah
Selecionar bateria de 1,100 Ah ou superior

5.7 Conexão de Baterias

A) Conexão em Série

Conectam positivo com negativo, somando tensões e mantendo capacidade.

Exemplo: 12 vasos de 2V × 600Ah → 24V × 600Ah
Aplicação: Alcançar tensão nominal do sistema

B) Conexão em Paralelo

Conectam positivo com positivo e negativo com negativo, somando capacidades.

Exemplo: 2 baterias de 24V × 600Ah → 24V × 1,200Ah
Aplicação: Aumentar capacidade/autonomia

Precaução: Em fotovoltaico, as baterias se conectam em série para alcançar a tensão do sistema. Só em paralelo em casos concretos de grandes necessidades.

5.8 Processos de Carga e Descarga

Processo de Carga

Forma-se óxido de chumbo (PbO₂) no polo positivo
Forma-se chumbo puro (Pb) no polo negativo
Libera-se ácido sulfúrico (H₂SO₄) ao eletrólito
A densidade do eletrólito aumenta (1.28 kg/m³ carregada)
Produz-se gaseificação ao final da carga

Processo de Descarga

Forma-se sulfato de chumbo (PbSO₄) em ambos os polos
Absorve-se ácido sulfúrico do eletrólito
A densidade diminui (1.15 kg/m³ descarregada)
A tensão baixa progressivamente

Corrente máxima de carga:
Ic ≤ 10% de capacidade útil (Cu)
Normalmente: Ic = 6-6.5% de Cu

Exemplo: Bateria 600 Ah → Cu = 600 × 0.80 = 480 Ah
Ic máxima = 480 × 0.10 = 48 A
Ic normal = 480 × 0.06 = 28.8 A

5.9 Ativação de Baterias Monoblock

As baterias monoblock se fornecem com as placas carregadas mas sem ácido sulfúrico. Procedimento:

Retirar as tampas da bateria e das 6 garrafas de ácido
Encher cada vaso até 10-15 mm sobre placas
Marcar data para garantia
Deixar repousar ao menos 1 hora
Medir densidade: 1.28 kg/m³
Medir f.e.m.: 13V
Se valores normais, lavar densímetro e garrafas

Segurança: Ácido sulfúrico altamente corrosivo. Usar óculos, luvas e roupa adequada. Em caso de contato, lavar abundantemente com água e consultar médico.

5.10 Instalação e Localização

Local exclusivo: Só para elementos fotovoltaicos, bem ventilado
Porta: Abertura para exterior, com fechadura
Bancada: Não usar cobre, alumínio ou aço galvanizado
Proximidade: O mais perto possível do campo fotovoltaico
Separação: Mínimo 10 mm entre baterias
Ventilação: Renovação de ar obrigatória (mín 5 vezes/hora)

Vazão ventilação mínimo:
Qr = 6 × Vf × If

Onde:
Qr = Vazão ar mínimo (l/h)
Vf = Tensão máxima bateria (V)
If = Intensidade fim de carga (A)

Superfície ventilação natural:
S = 28 × Qr / 1000 (cm²)
(Tanto para entrada como saída)

5.11 Manutenção de Baterias

Baterias Eletrólito Líquido

Nível eletrólito: Mensal, encher com água destilada
Densidade: Medir com densímetro (1.28 carregada, 1.15 descarregada)
Limpar terminais: Bicarbonato e água, aplicar vaselina
Engordar bornes: Vaselina neutra para evitar corrosão
Verificar conexões: Apertar se necessário
Equalização: Cada 3-6 meses

Baterias Gel / Seladas

Sem manutenção: Não requerem adição de água
Verificar tensão: Periodicamente
Limpar superfície: Manter limpa e seca
Verificar conexões: Apertar e estado

Baterias Lítio

Sem manutenção periódica
Verificar BMS: Estado do sistema
Verificar temperaturas: Operação
Verificar balanceamento: Balanceamento de células

Vida Útil Típica

Tipo	Vida (anos)	Ciclos
Monoblock	3-5	200-500 (40% DoD)
Estacionárias	10-15	1,500-3,000 (60% DoD)
Gel	10-12	1,000-2,000 (50% DoD)
Lítio	15-20	3,000-5,000 (80% DoD)

5.12 Efeito da Temperatura

Baixas temperaturas: Diminui capacidade (~1% por °C abaixo de 25°C)
Altas temperaturas: Aumenta capacidade mas reduz vida útil
Temperatura ótima: 20-25°C
Regra: Por cada 10°C acima de 25°C, vida se reduz à metade

Importante: Local isolado termicamente. Temperatura ideal 20-25°C. Temperaturas >35°C reduzem drasticamente vida útil.

5.13 Autodescarga

Tipo	Mensal	Diário
Chumbo-ácido	3%	0.1%
Níquel-cádmio	2%	0.067%
Lítio	1-2%	0.03-0.067%

Energia perdida por autodescarga:
Ades = Cn × 0.001 × Vn (Wh/dia)
Somar à demanda diária para dimensionar gerador

5.14 Baterias SOLENER

Baterias estacionárias Gel: 2V, 600-1800 Ah (C100)
Vasos individuais: Para 24V, 48V
Sem manutenção: Gelificadas, seladas
Longa duração: 10-15 anos
Alta confiabilidade: Fabricação controlada
Alta eficiência: 85-90% carga/descarga

SOLENER - Tecnologia Espanhola - Alta Qualidade - Longa Duração

5.15 Proteção de Baterias

Sobrecarga: Corte em tensão máxima (2.4V/vaso)
Sobredescarga: Desconexão em profundidade máxima
Inversão polaridade: Proteção contra conexão incorreta
Curto-circuitos: Fusíveis ou interruptores automáticos
Sobretemperatura: Proteção temperaturas excessivas

Tensões regulação típicas (25°C):
- Absorção: 2.3-2.4 V/vaso
- Flutuação: 2.25-2.3 V/vaso
- Reconexão: +0.08 V sobre desconexão
- Desconexão baixa: 1.8-1.9 V/vaso

Sistema 24V (12 vasos):
- Absorção: 27.6-28.8 V
- Flutuação: 27-27.6 V
- Desconexão: 21.6-22.8 V

5.16 Problemas Comuns e Soluções

Problema	Causa	Solução
Sulfatação	Descargas profundas, baixo nível	Equalização, manter nível
Autodescarga elevada	Eletrólito sujo, temperatura alta	Limpar, melhorar ventilação
Baixa capacidade	Sulfatação, envelhecimento	Equalização, substituir
Sobreaquecimento	Sobrecarga, ventilação insuficiente	Melhorar ventilação
Desgaste prematuro	Temperatura alta, sobrecargas	Melhorar condições

5.17 Resumo do Capítulo 5

Resumo: As baterias são essenciais em instalações fotovoltaicas isoladas. Utilizam-se estacionárias chumbo-ácido (2V) ou gel para aplicações específicas. As baterias de lítio oferecem alta eficiência e longa vida. O dimensionamento correto considera energia diária, autonomia e profundidade descarga. As baterias se conectam em série para tensão do sistema. A manutenção regular prolonga vida útil. As baterias SOLENER oferecem alta qualidade e confiabilidade.

5.1 储能简介

蓄电池是离网光伏系统中的基本组件,允许在没有太阳辐射的时期保证电力供应。它们以化学能的形式存储光伏板产生的电能。

重要提示: 在直接太阳能泵送系统中,不建议使用电池。最好将水储存在水箱中(势能)。

5.2 蓄电池的主要功能

能量存储: 存储白天产生的能量
电压稳定: 恒定的能源
吸收剩余: 吸收高产日的剩余
保证自主性: 保证3-5天的自主性
提供峰值: 为消费峰值提供能量

5.3 光伏系统电池类型

A) Monoblock电池(表面充电)

紧凑的单块电池,每个有六个2V内部电池。设计用于每日放电为其容量的40%。

特性	值
标称电压	12V(6个2.15V电池)
标称容量(C100)	80-250 Ah
每日放电深度	40%(偶尔最大60%)
使用寿命	3-5年(500-1000次循环)
应用	小型家庭装置
优点	低成本、安装简单
限制	寿命短、放电有限

B) 模块化固定电池(深度充电)

由单个2V电池组成,串联连接。设计用于每日放电为其容量的60%,偶尔达到80%。

特性	值
每个电池的电压	2V标称(充电时2.2V)
标称容量(C100)	每个电池200-6000 Ah
每日放电深度	60%(偶尔最大80%)
使用寿命	10-15年(1500-3000次循环)
应用	中型和大型装置
优点	寿命长、深度放电
限制	成本较高、需要架子

C) 凝胶电池(密封)

凝胶电解质,完全密封且无需维护。适用于太阳能路灯和远程应用。

特性	值
电压	2V、6V、12V
容量	50-3000 Ah
放电深度	50-80%
使用寿命	10-12年
优点	无需维护、密封
限制	初始成本较高

D) 锂电池(现代技术)

新兴技术,具有高能量密度、长使用寿命和高效率。长期盈利。

特性	值
电压	3.2V(LiFePO4)、3.7V(Li-ion)
容量	50-500 Ah
放电深度	80-100%
使用寿命	15-20年(3000-5000次循环)
效率	95-98%
优点	高效率、无记忆效应
限制	成本高、需要BMS

5.4 电池特性参数

参数	符号	定义	单位
标称容量	Cn或C100	在25°C下100小时内可提取至1.8V/电池的电荷	安培小时(Ah)
有用容量	Cu	实际可用容量(Cn × 放电深度)	安培小时(Ah)
放电深度	DoD或Pd	可以无损坏提取的容量百分比	%
标称电压	Vn	系统设计电压(12、24、48V)	伏特(V)
开路电压	Voc	无负载时的电压(充电电池:12V标称时为13V)	伏特(V)
浮充电压	Vf	浮充时的维护电压	伏特(V)
自放电	Ades	开路时的电荷损失	%/月
充电效率	ηc	提取能量与注入能量之间的比率	%
使用寿命	-	循环次数或年数	循环/年
内阻	Ri	电池内阻	毫欧(mΩ)

5.5 放电制度和容量

电池容量根据放电速度而变化。通过指示放电小时数的下标表示:

放电制度之间的关系:
C10: 在10小时内放电的容量(密集使用)
C20: 在20小时内放电的容量
C100: 在100小时内放电的容量(光伏中使用)

关系:
放电速度越高,可用容量越低
C10 < C20 < C50 < C100

实际示例:
600 Ah电池(C100):
- C100放电: 6A × 100h = 600 Ah
- C10放电: 60A × 10h = 500 Ah(较低容量)
- C5放电: 120A × 5h = 450 Ah(更低)

重要: 在光伏中,速率≤ C/100,因为典型自主性是3-5天(72-120小时)。

5.6 储能系统计算

为了正确确定电池组的尺寸,使用以下方法:

步骤1: 带效率的每日能量
Ed1 = Ed / (ηreg × ηinv)

其中:
Ed = 每日总能量(Wh/天)
ηreg = 调节器效率(典型0.95)
ηinv = 逆变器效率(典型0.85)

步骤2: 所需容量
C = 1.1 × Ed1 × A / (Pd × Vn)

其中:
A = 自主性(没有太阳的天数,通常3-5)
Pd = 放电深度(0.60 monoblock, 0.80模块化)
Vn = 标称电压(V)
1.1 = 安全系数(10%)

完整示例:
Ed = 5,000 Wh/天,A = 3天,Vn = 24V,Pd = 0.80
Ed1 = 5,000 / (0.95 × 0.85) = 6,192 Wh/天
C = 1.1 × 6,192 × 3 / (0.80 × 24) = 1,064 Ah
选择1,100 Ah或更高的电池

5.7 电池连接

A) 串联连接

连接正极与负极,增加电压并保持容量。

示例: 12个2V电池 × 600Ah → 24V × 600Ah
应用: 达到系统标称电压

B) 并联连接

连接正极与正极,负极与负极,增加容量。

示例: 2个24V电池 × 600Ah → 24V × 1,200Ah
应用: 增加容量/自主性

注意: 在光伏中,电池串联连接以达到系统电压。仅在特定情况下并联。

5.8 充电和放电过程

充电过程

氧化铅(PbO₂)在正极形成
纯铅(Pb)在负极形成
硫酸(H₂SO₄)释放到电解质
电解质密度增加(充电时1.28 kg/m³)
充电结束时发生气体

放电过程

硫酸铅(PbSO₄)在两个电极形成
硫酸从电解质吸收
密度降低(放电时1.15 kg/m³)
电压逐渐降低

最大充电电流:
Ic ≤ 10%有用容量(Cu)
通常: Ic = 6-6.5% Cu

示例: 电池600 Ah → Cu = 600 × 0.80 = 480 Ah
Ic最大 = 480 × 0.10 = 48 A
Ic正常 = 480 × 0.06 = 28.8 A

5.9 Monoblock电池激活

Monoblock电池随充电板提供但没有硫酸。程序:

取下电池盖和6个酸瓶
将每个电池填充到极板上方10-15毫米
标记保修日期
至少静置1小时
测量密度: 1.28 kg/m³
测量电动势: 13V
如果值正常,清洗密度计和瓶子

安全: 硫酸高度腐蚀性。使用护目镜、手套和适当的衣服。如果接触,用大量水冲洗并咨询医生。

5.10 安装和位置

专用位置: 仅用于光伏元件,通风良好
门: 向外开,带锁
架子: 不使用铜、铝或镀锌钢
接近: 尽可能靠近光伏场
分离: 电池之间最小10毫米
通风: 强制空气更新(最小5次/小时)

最小通风流量:
Qr = 6 × Vf × If

其中:
Qr = 最小空气流量(升/小时)
Vf = 最大电池电压(V)
If = 充电结束强度(A)

自然通风表面:
S = 28 × Qr / 1000(平方厘米)
(入口和出口都适用)

5.11 电池维护

液态电解质电池

电解质液位: 每月,用蒸馏水填充
密度: 用密度计测量(充电时1.28,放电时1.15)
清洁端子: 小苏打和水,涂凡士林
润滑端子: 中性凡士林以避免腐蚀
验证连接: 必要时拧紧
均衡: 每3-6个月

凝胶/密封电池

无需维护: 不需要加水
验证电压: 定期
清洁表面: 保持清洁干燥
验证连接: 拧紧和状态

锂电池

无需定期维护
验证BMS: 系统状态
验证温度: 操作
验证平衡: 电池平衡

典型使用寿命

类型	寿命(年)	循环
Monoblock	3-5	200-500(40% DoD)
固定	10-15	1,500-3,000(60% DoD)
凝胶	10-12	1,000-2,000(50% DoD)
锂	15-20	3,000-5,000(80% DoD)

5.12 温度效应

低温: 可用容量降低(低于25°C每°C约1%)
高温: 容量增加但降低使用寿命
最佳温度: 20-25°C
规则: 每超过25°C 10°C,寿命减半

重要: 隔热位置。理想温度20-25°C。>35°C的温度显著降低使用寿命。

5.13 自放电

类型	每月	每日
铅酸	3%	0.1%
镍镉	2%	0.067%
锂	1-2%	0.03-0.067%

自放电损失的能量:
Ades = Cn × 0.001 × Vn(Wh/天)
加到每日需求中以确定发电机尺寸

5.14 SOLENER电池

凝胶固定电池: 2V、600-1800 Ah(C100)
单个容器: 用于24V、48V
无需维护: 凝胶化、密封
长寿命: 10-15年
高可靠性: 受控制造
高效率: 85-90%充电/放电

SOLENER - 西班牙技术 - 高质量 - 长寿命

5.15 电池保护

过充电: 在最大电压时切断(2.4V/电池)
过放电: 在最大深度时断开
极性反转: 防止错误连接
短路: 保险丝或自动断路器
过温: 防止过高温度

典型调节电压(25°C):
- 吸收: 2.3-2.4 V/电池
- 浮动: 2.25-2.3 V/电池
- 重连: 断开上方+0.08 V
- 低断开: 1.8-1.9 V/电池

24V系统(12个电池):
- 吸收: 27.6-28.8 V
- 浮动: 27-27.6 V
- 断开: 21.6-22.8 V

5.16 常见问题和解决方案

问题	原因	解决方案
硫酸盐化	深度放电、低液位	均衡、保持液位
高自放电	脏电解质、高温	清洁、改善通风
低容量	硫酸盐化、老化	均衡、更换
过热	过充电、通风不足	改善通风
过早磨损	高温、过充电	改善条件

5.17 第5章摘要

摘要: 电池在离网光伏装置中至关重要。使用固定铅酸(2V)或凝胶电池用于特定应用。锂电池提供高效率和长寿命。正确的尺寸确定考虑每日能量、自主性和放电深度。电池串联连接以获得系统电压。定期维护延长使用寿命。SOLENER电池提供高质量和可靠性。

5.1 Введение в накопление энергии

Аккумуляторы являются фундаментальными компонентами в изолированных фотоэлектрических системах, позволяя гарантировать электроснабжение в периоды без солнечного излучения. Они хранят электрическую энергию, генерируемую панелями, в форме химической энергии.

Важное примечание: В системах прямого солнечного насоса использование батарей НЕ рекомендуется. Предпочтительнее накапливать воду в резервуарах (потенциальная энергия).

5.2 Основные функции аккумулятора

Накопление энергии: Хранят энергию, генерируемую в течение дня
Стабилизация напряжения: Постоянный источник энергии
Поглощение излишков: Поглощают излишки в дни высокого производства
Гарантия автономии: Гарантируют автономию на 3-5 дней
Поставка пиков: Обеспечивают энергию для пиков потребления

5.3 Типы батарей для фотоэлектрических систем

A) Моноблочные батареи (Поверхностный заряд)

Компактные батареи из одного блока с шестью внутренними сосудами 2V. Спроектированы для ежедневных разрядов 40% их емкости.

Характеристика	Значение
Номинальное напряжение	12V (6 сосудов 2.15V)
Номинальная емкость (C100)	80-250 Ah
Ежедневная глубина разряда	40% (макс 60% случайный)
Срок службы	3-5 лет (500-1000 циклов)
Применение	Малые бытовые установки
Преимущества	Низкая стоимость, легкая установка
Ограничения	Короткий срок, ограниченные разряды

B) Модульные стационарные батареи (Глубокий заряд)

Состоят из отдельных сосудов 2V, соединенных последовательно. Спроектированы для ежедневных разрядов 60%, иногда достигая 80%.

Характеристика	Значение
Напряжение на сосуд	2V номинальное (2.2V заряженное)
Номинальная емкость (C100)	200-6000 Ah на сосуд
Ежедневная глубина разряда	60% (макс 80% случайный)
Срок службы	10-15 лет (1500-3000 циклов)
Применение	Средние и большие установки
Преимущества	Долгий срок, глубокие разряды
Ограничения	Выше стоимость, требует rack

C) Гелевые батареи (Запечатанные)

Гелевый электролит, полностью запечатанные и без обслуживания. Идеальны для солнечных уличных фонарей и удаленных применений.

Характеристика	Значение
Напряжение	2V, 6V, 12V
Емкость	50-3000 Ah
Глубина разряда	50-80%
Срок службы	10-12 лет
Преимущества	Без обслуживания, запечатанные
Ограничения	Выше начальная стоимость

D) Литиевые батареи (Современная технология)

Новая технология с высокой плотностью энергии, долгим сроком службы и высокой эффективностью. Прибыльны в долгосрочной перспективе.

Характеристика	Значение
Напряжение	3.2V (LiFePO4), 3.7V (Li-ion)
Емкость	50-500 Ah
Глубина разряда	80-100%
Срок службы	15-20 лет (3000-5000 циклов)
Эффективность	95-98%
Преимущества	Высокая эффективность, без эффекта памяти
Ограничения	Высокая стоимость, требует BMS

5.4 Характеристические параметры батарей

Параметр	Символ	Определение	Единица
Номинальная емкость	Cn или C100	Извлекаемый заряд в 100ч до 1.8V/сосуд при 25°C	Ампер-час (Ah)
Полезная емкость	Cu	Фактически используемая емкость (Cn × Глубина разряда)	Ампер-час (Ah)
Глубина разряда	DoD или Pd	Процент емкости, извлекаемой без повреждения	%
Номинальное напряжение	Vn	Напряжение проектирования системы (12, 24, 48V)	Вольт (V)
Напряжение в разомкнутой цепи	Voc	Напряжение без нагрузки (заряженная батарея: 13V для 12V)	Вольт (V)
Напряжение плавания	Vf	Напряжение обслуживания в плавании	Вольт (V)
Саморазряд	Ades	Потеря заряда в разомкнутой цепи	%/месяц
Эффективность заряда	ηc	Соотношение извлеченной/введенной энергии	%
Срок службы	-	Количество циклов или лет	Циклы/Годы
Внутреннее сопротивление	Ri	Внутреннее сопротивление батареи	мОм

5.5 Режим разряда и емкость

Емкость батареи варьируется в зависимости от скорости разряда. Выражается подстрочным индексом, указывающим часы разряда:

Соотношение между режимами разряда:
C10: Емкость, разряженная в 10 часов (интенсивное использование)
C20: Емкость, разряженная в 20 часов
C100: Емкость, разряженная в 100 часов (использование в фотоэлектрике)

Соотношение:
При большей скорости разряда, меньшая доступная емкость
C10 < C20 < C50 < C100

Практический пример:
Батарея 600 Ah (C100):
- Разряд C100: 6A × 100h = 600 Ah
- Разряд C10: 60A × 10h = 500 Ah (меньшая емкость)
- Разряд C5: 120A × 5h = 450 Ah (еще меньше)

Важно: В фотоэлектрике, скорости ≤ C/100, так как типичная автономия 3-5 дней (72-120 часов).

5.6 Расчет системы накопления

Для правильного определения размеров банка батарей используется следующая методология:

Шаг 1: Ежедневная энергия с эффективностями
Ed1 = Ed / (ηreg × ηinv)

Где:
Ed = Общая ежедневная энергия (Вт·ч/день)
ηreg = Эффективность регулятора (0.95 типичная)
ηinv = Эффективность инвертора (0.85 типичная)

Шаг 2: Необходимая емкость
C = 1.1 × Ed1 × A / (Pd × Vn)

Где:
A = Автономия (дни без солнца, обычно 3-5)
Pd = Глубина разряда (0.60 monoblock, 0.80 модульный)
Vn = Номинальное напряжение (V)
1.1 = Коэффициент безопасности (10%)

Полный пример:
Ed = 5,000 Вт·ч/день, A = 3 дня, Vn = 24V, Pd = 0.80
Ed1 = 5,000 / (0.95 × 0.85) = 6,192 Вт·ч/день
C = 1.1 × 6,192 × 3 / (0.80 × 24) = 1,064 Ah
Выбрать батарею 1,100 Ah или выше

5.7 Подключение батарей

A) Последовательное подключение

Подключают положительный с отрицательным, складывая напряжения и сохраняя емкость.

Пример: 12 сосудов 2V × 600Ah → 24V × 600Ah
Применение: Достичь номинального напряжения системы

B) Параллельное подключение

Подключают положительный с положительным и отрицательный с отрицательным, складывая емкости.

Пример: 2 батареи 24V × 600Ah → 24V × 1,200Ah
Применение: Увеличить емкость/автономию

Осторожность: В фотоэлектрике, батареи подключают последовательно для достижения напряжения системы. Только параллельно в конкретных случаях больших потребностей.

5.8 Процессы заряда и разряда

Процесс заряда

Образуется оксид свинца (PbO₂) на положительном полюсе
Образуется чистый свинец (Pb) на отрицательном полюсе
Высвобождается серная кислота (H₂SO₄) в электролит
Плотность электролита увеличивается (1.28 кг/м³ заряженная)
Происходит газообразование в конце заряда

Процесс разряда

Образуется сульфат свинца (PbSO₄) на обоих полюсах
Поглощается серная кислота из электролита
Плотность уменьшается (1.15 кг/м³ разряженная)
Напряжение постепенно снижается

Максимальный ток заряда:
Ic ≤ 10% полезной емкости (Cu)
Обычно: Ic = 6-6.5% Cu

Пример: Батарея 600 Ah → Cu = 600 × 0.80 = 480 Ah
Ic максимальный = 480 × 0.10 = 48 A
Ic нормальный = 480 × 0.06 = 28.8 A

5.9 Активация моноблочных батарей

Моноблочные батареи поставляются с заряженными пластинами, но без серной кислоты. Процедура:

Снять крышки батареи и 6 бутылок кислоты
Заполнить каждый сосуд до 10-15 мм над пластинами
Отметить дату для гарантии
Оставить отдыхать минимум 1 час
Измерить плотность: 1.28 кг/м³
Измерить э.д.с.: 13V
Если нормальные значения, вымыть денсиметр и бутылки

Безопасность: Серная кислота высококоррозионная. Использовать очки, перчатки и адекватную одежду. В случае контакта, обильно промыть водой и обратиться к врачу.

5.10 Установка и расположение

Эксклюзивное место: Только для фотоэлектрических элементов, хорошо вентилируемое
Дверь: Открытие наружу, с замком
Стеллаж: Не использовать медь, алюминий или оцинкованную сталь
Близость: Как можно ближе к фотоэлектрическому полю
Разделение: Минимум 10 мм между батареями
Вентиляция: Обязательное обновление воздуха (мин 5 раз/час)

Минимальный поток вентиляции:
Qr = 6 × Vf × If

Где:
Qr = Минимальный поток воздуха (литры/час)
Vf = Максимальное напряжение батареи (V)
If = Интенсивность конца заряда (A)

Поверхность естественной вентиляции:
S = 28 × Qr / 1000 (см²)
(Как для входа, так и для выхода)

5.11 Обслуживание батарей

Батареи жидкого электролита

Уровень электролита: Ежемесячно, заполнить дистиллированной водой
Плотность: Измерить денсиметром (1.28 заряженная, 1.15 разряженная)
Очистить клеммы: Сода и вода, нанести вазелин
Смазать клеммы: Нейтральный вазелин для предотвращения коррозии
Проверить соединения: Затянуть если необходимо
Уравнивание: Каждые 3-6 месяцев

Гелевые / Запечатанные батареи

Без обслуживания: Не требуют добавления воды
Проверить напряжение: Периодически
Очистить поверхность: Держать чистой и сухой
Проверить соединения: Затянуть и состояние

Литиевые батареи

Без периодического обслуживания
Проверить BMS: Состояние системы
Проверить температуры: Операция
Проверить балансировку: Балансировка ячеек

Типичный срок службы

Тип	Срок (лет)	Циклы
Моноблочные	3-5	200-500 (40% DoD)
Стационарные	10-15	1,500-3,000 (60% DoD)
Гелевые	10-12	1,000-2,000 (50% DoD)
Литиевые	15-20	3,000-5,000 (80% DoD)

5.12 Эффект температуры

Низкие температуры: Уменьшает доступную емкость (~1% на °C ниже 25°C)
Высокие температуры: Увеличивает емкость, но уменьшает срок службы
Оптимальная температура: 20-25°C
Правило: На каждые 10°C выше 25°C, срок уменьшается вдвое

Важно: Термически изолированное место. Идеальная температура 20-25°C. Температуры >35°C резко сокращают срок службы.

5.13 Саморазряд

Тип	Ежемесячный	Ежедневный
Свинцово-кислотный	3%	0.1%
Никель-кадмиевый	2%	0.067%
Литиевый	1-2%	0.03-0.067%

Энергия, потерянная саморазрядом:
Ades = Cn × 0.001 × Vn (Вт·ч/день)
Добавить к ежедневному спросу для определения размера генератора

5.14 Батареи SOLENER

Гелевые стационарные батареи: 2V, 600-1800 Ah (C100)
Отдельные сосуды: Для 24V, 48V
Без обслуживания: Гелеобразные, запечатанные
Долгий срок: 10-15 лет
Высокая надежность: Контролируемое производство
Высокая эффективность: 85-90% заряд/разряд

SOLENER - Испанская технология - Высокое качество - Долгий срок

5.15 Защита батарей

Перезарядка: Отключение при максимальном напряжении (2.4V/ячейка)
Переразрядка: Отключение при максимальной глубине
Инверсия полярности: Защита от неправильного подключения
Короткие замыкания: Предохранители или автоматические выключатели
Перегрев: Защита от чрезмерных температур

Типичные напряжения регулирования (25°C):
- Поглощение: 2.3-2.4 V/ячейка
- Плавание: 2.25-2.3 V/ячейка
- Переподключение: +0.08 V выше отключения
- Низкое отключение: 1.8-1.9 V/ячейка

Система 24V (12 ячеек):
- Поглощение: 27.6-28.8 V
- Плавание: 27-27.6 V
- Отключение: 21.6-22.8 V

5.16 Общие проблемы и решения

Проблема	Причина	Решение
Сульфатация	Глубокие разряды, низкий уровень	Уравнивание, поддерживать уровень
Высокий саморазряд	Грязный электролит, высокая температура	Очистить, улучшить вентиляцию
Низкая емкость	Сульфатация, старение	Уравнивание, замена
Перегрев	Перезарядка, недостаточная вентиляция	Улучшить вентиляцию
Преждевременный износ	Высокая температура, перезарядки	Улучшить условия

5.17 Резюме Главы 5

Резюме: Батареи необходимы в изолированных фотоэлектрических установках. Используются стационарные свинцово-кислотные (2V) или гелевые батареи для специфических применений. Литиевые батареи предлагают высокую эффективность и долгий срок службы. Правильное определение размеров учитывает ежедневную энергию, автономию и глубину разряда. Батареи подключаются последовательно для напряжения системы. Регулярное обслуживание продлевает срок службы. Батареи SOLENER предлагают высокое качество и надежность.