Días
de autonomía
Antonio
Sarmiento Sera
Doctor en Ciencias Técnicas.
Profesor Titular del Centro de Estudio de Tecnologías
Energéticas Renovables
(CETER). Miembro de CUBASOLAR.
Tel.: (537) 2605060
E-mail: sarmiento@ceter.cujae.edu.cu
|
|
 |
Los sistemas autónomos
que para generar electricidad emplean como fuente primaria un tipo de
energía renovable, como la fotovoltaica o la eólica, por
lo regular contienen un dispositivo acumulador de energía, o sea,
utilizan baterías.
Al analizar como ejemplo un sistema fotovoltaico autónomo y considerando
que durante los dos primeros días continuos soleados se capta suficiente
energía para el consumo energético del día y cargar
las baterías, se ha supuesto que por la noche se usa parte de la
energía acumulada en tareas comunes que requieren electricidad.
Una representación de este comportamiento se muestra en los dos
primeros días representados en el gráfico.
En este gráfico puede observarse que durante la mitad del primer
día (horas de sol) las baterías se cargan, y después
durante la segunda mitad del día (noche) se produce un determinado
nivel de descarga.
En esta ilustración se ha representado un nivel máximo del
estado de carga de 100 %, y un nivel mínimo (al final de la noche)
de 90 % para los dos primeros días.
De esta manera transcurren los dos primeros días y hubiera seguido
probablemente así (línea discontinua), pero se ha considerado
que a partir del tercer día, y durante dos días seguidos
no hubo generación de electricidad en los paneles por tratarse
de dos días nublados; en cambio, durante cada día y noche
se provocó 10 % de descarga debido al consumo normal de electricidad.
Al cabo de estos dos días nublados, el nivel de carga está
a 50 %.

Si a
partir de ese momento las condiciones climáticas se restablecen,
se observa un período de recuperación de cuatro días,
hasta que se restablece el ciclo de carga-descarga inicial.
Se denominan «días
de autonomía» los días en que el sistema puede continuar
sus funciones (consumo de energía), sin que exista generación
de la fuente primaria. Esto se logra mediante la acumulación de
la cantidad de energía necesaria en las baterías.
En el ejemplo mostrado se tienen dos días de autonomía.
Existen varios aspectos importantes que se deben considerar en el análisis
de las baterías:
1. No resulta favorable llevar el nivel de descarga por debajo del límite
que establece el fabricante, por lo regular cercano a 50 %, pues en caso
contrario se reduce el tiempo de vida de las baterías.
2. Tampoco es conveniente someter las baterías a un proceso de
carga (inyección de corriente) cuando ha alcanzado 100 % de carga,
pues también se reduce su tiempo de vida.
3. Para la protección de las baterías contra los inconvenientes
señalados anteriormente se utilizan los reguladores (automáticos)
de carga. En la gráfica anterior se han señalado los puntos
(mediante un pequeño círculo) donde el regulador de carga
desconecta (o conecta) las baterías del resto del sistema, para
su protección.
Pudiera considerarse también que, como promedio, la capacidad diaria
de generación de energía en los paneles coincide con el
consumo diario de energía, y de ser así, al terminar el
período de los dos días nublados el sistema hubiera seguido
la línea de puntos mostrada. Por esta razón la capacidad
de generación diaria de los paneles (por el número de paneles
o por su potencia) debe ser superior al consumo diario, con el fin de
que después de un período de descarga prolongado el sistema
tenga la posibilidad de generar la energía para consumir y, simultáneamente,
recuperar el nivel de carga de las baterías.
La cantidad de energía almacenada en las baterías no representa
el total de los días de autonomía. En la gráfica
de la página 15 se muestra que sólo 50 % de la energía
almacenada ha sido utilizada para los dos días nublados, pues el
resto (50 %) no debe usarse como protección de las baterías.

Vivienda de campesinos electrificada con un sistema solar fotovoltaico.
Dos instalaciones
con tres días de autonomía no necesariamente requieren el
mismo número de baterías, ya que en cada caso un día
de autonomía puede representar diferentes niveles de energía
para el consumo.
Si hay más días nublados seguidos que días de autonomía,
el sistema no logra mantener el servicio más allá de los
días de autonomía establecidos, por lo que el número
de días de autonomía de cada sistema refleja la calidad
del servicio e influye en el costo. Debe señalarse que todos los
sistemas energéticos tienen una confiabilidad dada, incluyendo
los de más reconocido prestigio; siempre poseen un límite
o probabilidad de fallo del servicio.
Para cada caso se establecen días de autonomía, según
las condiciones; por ejemplo, para una vivienda o escuela pueden ser tres
días de autonomía, mientras que para un hospital o repetidor
de televisión pueden ser siete.
|