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TV SECUNDARIAS OPERADAS CON ENERGIA SOLAR

BATERIAS PARA. TV SECUNDARIAS OPERADAS CON ENERGIA SOLAR. SANDIA NATIONAL LABORATORIES ARTURO ROMERO PAREDES R. B A T E R I A S Esto es historia. Los arqueologos han encontrado baterias primitivas que datan del 2000 a.C. Los origenes cientificos se ubican en el siglo XVIII.

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TV SECUNDARIAS OPERADAS CON ENERGIA SOLAR

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  1. BATERIAS PARA TV SECUNDARIAS OPERADAS CON ENERGIA SOLAR SANDIA NATIONALLABORATORIES ARTURO ROMERO PAREDES R.

  2. B A T E R I A SEsto es historia. • Los arqueologos han encontrado baterias primitivas que datan del 2000 a.C. • Los origenes cientificos se ubican en el siglo XVIII. • En 1780 Galvani descubre el fenomeno electroquimico. • En 1793, Volta establece la fuerza electromotriz de los metales. • En 1834, Faraday desarrolla los principios electroquimicos.

  3. ELECTRONES. CARGA ELECTRICA ANIONES Cu Zn CATIONES Zn Cu CATODO ANODO ESQUEMA PILA DE DANIELL EN CARGA.

  4. REACCIONES ELECTROQUIMICAS • Las baterias de Plomo-Acido, usa dioxido de plomo como material activo (+) y plomo esponjoso (-). • Los materiales activos estan soportados en rejillas de una aleacion de base Plomo, formado las placas. • El electrolito es acido sulfurico (37%) que actua de conductor ionico. • Tiene la particularidad de intervenir en las reacciones de carga-descarga por lo que es un material activo. • Mecanismo de Carga-Descarga –teoria de la “doble sulfatación” se rige por las reacciones:

  5. Descarga Carga REACCIONES QUIMICAS ELECTRODO NEGATIVO: Descarga Pb Pb2+ 2e Carga Descarga Pb2 + SO4-2 Pb SO4 Carga ELECTRODO POSITIVO Descarga Pb2+ 2H2O PbO2 + 4H+ + 2e Carga Descarga Pb2 + SO4-2 Pb SO4 Carga REACCION GLOBAL Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O

  6. REACCIONES ELECTROQUIMICAS • Se puede observar en la descarga, ambos electrodos transforman el material activo a solfato de plomo, consumiendo electrolito y formando agua en el electrodo (+). • Por lo que durante la descarga el elctrolito pierde concentracion. • Lo contrario ocurre durante la carga.

  7. Clasificación de las baterías. • Existen varios criterios para la clasificación. • Por la posibilidad de carga (Primarias, secundarias). • Por el tipo de electrodo (Pb-acido, Ni-Cd..) • Por la forma de uso (Portatiles, Estacionarias) • Por el tipo de electrolito (Acuoso, no acuoso, alcalinas) • Por su tamaño (mWh hasta MWh) • Por su aplicación (Arranque, traccion..) • Por su estado de desarrollo

  8. Baterias Descarga Profunda • Las baterias de descarga profunda tienen placas mas gruesas. • Su capacidad de recuperacion de carga es mas grande. • Su tiempo de vida es mas largo.

  9. Baterías Automotríz • Las baterias tipo automotriz son de menor tiempo de vida. • Las descargas profundas pueden dañar las baterias permanentemente.

  10. Baterias de Plomo Acido • Las baterias Delco 2000 se les denomina hibridas. • No son precisamente selladas • Si son libres de mantenimiento • Tvida= 3-5 años

  11. BATERIAS PLOMO ACIDO • BATERIA DE CICLO PROFUNDO. • ABIERTA • 6 VOLS NOMINALES • REQUIERE DE MANTENIMIENTO • ALTA CAPACIDAD DE DESCARGA • Top: < 30°C • TIEMPO DE VIDA: 5 A 10 AÑOS.

  12. BATERIAS DE PLOMO ACIDO • SOPORTAN ARREGLOS HASTA DE 48 vcd • SON UTILES PARA APLICACIONES FV • REQUIEREN DE MANTENIMIENTO. • DESPRENDEN HIDROGENO

  13. BATERIAS DE PLOMO ACIDO • BATERIAS DE CICLO PROFUNDO • ABIERTA • 12 VCD NOMINALES • REQUIERE DE MANTENIMIENTO • ALTA CAPACIDAD > 600 Ah. • TIEMPO DE VIDA: 7 A 10 AÑOS

  14. BATERIAS DE PLOMO ACIDO • PRACTICAMENTE TIPO AUTOMOTRIZ • PLACAS RELATIVAMENTE + GRUESAS QUE LAS AUTOMOTRICES. • ECONOMICAS • CAP. NOMINAL: 100 Ah. • TIEMPO DE VIDA: < A 4 AÑOS

  15. BATERIAS PLOMO ACIDO • BATERIAS DE CICLO PROFUNDO • ABIERTA • 6 VCD NOMINALES • REQUIERE DE MANTENIMIENTO • ALTA CAPACIDAD > 400 Ah. • TIEMPO DE VIDA: 7 A 10 AÑOS

  16. BATERIAS DE NiCd • Tvida= 20 años • Prácticamente libres de mantenimiento • Top: -40°C a 40°C • Soporta ciclados profundos • Requiere poca ventilacion

  17. BANCOS DE BATERIAS Este sistema cuenta con un banco de baterias GNB plomo acido. Electrolito inmobilizado Descarga profunda. Temperatura de operación: -40°C a 38°C. Voltaje tipico: 6 VPC

  18. Aplicación Duración de la descarga Tensión Final Temperatura Acumulador de Arranque 20 horas 1.75 vpc 25°C Acumulador de Tracción 5 horas 1.7 vpc 30°C Acumulador Estacionario 10 horas 1.82 vpc 20°C Tres parametros de definicion.

  19. Efectos por temperatura • A bajas temperaturas se dificulta la difusion de materiales electroactivos disminuyendo la aceptacion de carga. • A altas temperaturas, las baterias son mas eficientes pero su tiempo de vida se acorta. • Alta Temperatura - Este factor es el que mas influye en la autodescarga. • Los controladores con compensacion de temperatura, aumentan la tension de regulacion en caso de bajas temperaturas.

  20. Temperatura y autodescarga • Aunque una bateria no se use, esta se autodescarga por 3 factores: materiales, impuresas y temperatura. • A 20°C, se puede autodescargar una bateria al 50% en 7 meses. • A 35°C se autodescarga al 50% en 3 meses. • Es recomendable almacenar las baterias en lugares frios. • Siempre guarde las baterias cargadas.

  21. Acumulador Autodescarga (% de perdida de capacidad por año) Ag-Zn 20-30 % Ni-Cd 30-40 % Pb-Acido placa gruesa 40-60 % Pb-acido estandar 100-160% Autodescarga en funcion a los materiales.

  22. Estado de Carga • La bateria acepta mejor la carga cuanto mas descargada se encuentre. • En la fase final de Carga se produce una fuerte polarizacion debido al agotamiento del material que queda por cargar. • Cuando se llega a la zona proxima al final de carga se produce una subida de tension.

  23. ESTADO DE CARGA % DENSIDAD TENSIÓN EN CIRCUITO ABIERTO 100 1.280 12.75 V 50 1.220 12.42 V 0 1.100 11.76 V ESTADO DE CARGA DE LAS BATERIAS PARA UN ACUMULADOR DEL TIPO DE ARRANQUE

  24. Profundidad de Descarga • Es el % de capacidad que se descarga en cada ciclo. (cada dia) • Los ciclos de carga y descarga producen tensiones mecanicas de los materiales activos. • A menor profundidad de descarga por ciclo el tiempo de vida se incrementa. • Las baterias de Ni-Cd son superiores a las de Plomo –acido.

  25. DIAS DE AUTONOMIA • A mayor numero de dias de autonomia el % de descarga es menor. • A menor profundidad de descarga por ciclo el tiempo de vida es mayor (Ciclos de operación) • A menor profundidad de descarga la temperatura de reaccion es menor.

  26. Tiempo de descarga % Capacidad @ 20 horas. > 20 horas 104% 20 horas 100% 12 horas 93% 8 Horas 88% 6 horas 84% Capacidad y Tiempo de Descarga

  27. SELECCIÓN DE BATERIAS • Las baterias para aplicaciones fotvoltaicas son mejores cuando: • Son selladas y libres de mantenimiento. • De descarga profunda.(NO automotrices) • Al menos 2 Ah/Wfv. • Calculadas para 3-5 dias de autonomia. • Solo sean usadas para el SFV.

  28. Precauciones de uso • Las baterias contienen material corrosivo. • Use guantes, lentes de seguridad. • Si son abiertas, revise el electrolito al menos una vez por mes. • Revise que las conexiones sean firmes. • Aplique grasa en las terminales. • Use herramienta apropiada . • Mantenga el lugar bien ventilado.

  29. EFECTOS DE DESCARGA • Las baterias tienen a sulfatarse cuando hay descargas profundas. • Cuando las conexiones estan flojas. • Cuando no se lubrican los bornes.

  30. Cuidemos el ambiente las baterias muertas no se entierran... se mandan a reciclar !

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