A armazenagem de energia fotovoltaica com baterias solares fou o tema presentado por Álvaro Barba, chefe desenvolvimento de producto da Daisa

1. CURSO FORMAÇÃO BATERIAS
Poupança ou investimento? A importância da
garantia e amortização das baterias solares
UNI-KRANNICH, Lisboa 8 MAIO – 2014
Álvaro Barba - DAISA

2. 1. A BATERIA
1. Definição, partes, tipos, tecnologias.
2. BAE
3. TROJAN
4. COMPARAÇÕES

3. • Uma bateria é um depósito capaz de armazenar energia elétrica mediante uma reacção química
reversível.
• Esta energia permite a máquinas e sistemas ter uma autonomía energética em lugares nos quais não é
acessível uma ligação à rede elétrica ou é necessário um sistema de alimentação independente.
• A bateria necessita uma correcta manutenção para alcançar o seu máximo rendimento (autonomía e
vida útil). Ao aumentar a eficiência da bateria também o fará a eficiência da máquina ou sistema
sendo mais rentável ao utilizador.
• Uma bateria contém uma dissolução de ácido sulfúrico e durante a carga emitem-se gases explosivos
(H e O). Deve ser manipulada com cuidado e com a protecção adequada.
• A bateria não é um elemento mecânico mas. É um sistema “vivo” cujo comportamento depende de
múltiplas variáveis: estado de carga, temperatura, velocidade de descarga, profundidade da descarga,
etc.

4. DISTRIBUIDORA ACUMULADORES
IMPORTADOS S.A. - MUNICH - JUNE 2011
4
PbO2 + Pb + 2H2SO4 + H2O
Carga
(Positiva) (Negativa) (Electrólito)
2PbSO4 + 2H2O
(Sulfato de Ácido) (Água)

5. • TENSÃO E VOLTAGEM:
É a diferença de potencial entre os bornes da bateria.
 As baterías monoblock mais usuais são de:
 As baterias de tracção e estacionárias formadas por elementos de 2V
conectados em série resultam tensões de 12V, 24V, 36V, 48V, 72V, 80V.
6, 8 e 12V.

6. • CAPACIDADE, Amperes-Hora (Ah):
É o produto da intensidade (A) pelo tempo (horas). É a quantidade de energia que é
possível extrair da bateria num tempo determinado. Em maior tempo disponível, pode-
se extrair proporcionalmente maior quantidade de energia. É uma relação não linear. É a
diferença de potencial entre os bornes da bateria.
Exemplo:
Uma 27TMH em 5 horas ceder-nos-á 95 Ah = 19 A x 5 h, enquanto
que em 20 horas ceder-nos-á 115 Ah = 5,75 A x 20 h. Isto quer dizer
que se a descarregamos a 19 A durará 5 horas e se a descarregamos a
5,75 A durará 20 horas.
Quer dizer que descarregándo-la com o triplo da intensidade, nos
durará 4 vezes menos.

7. As baterias podem-se classificar segundo diferentes critérios:
Denominação Imagem
Segundo o
material activo:
Segundo o
tipo de contentor:
Segundo o
electrólito:
ÁCIDO-CHUMBO
ABEERTO
Óxido de Chumbo Aberto Liquido
AGM Óxido de Chumbo Selado
Absorvido em fibra
de vidro
GEL Óxido de Chumbo Selado Gelificado

8. BATERIAS ABERTAS
• Baterias de ácido-chumbo abertas:
Acumuladores elétricos de chumbo de contentor aberto com uma dissolução de ácido sulfúrico e água como electrólito
liquido. Têm a necessidade de manutenção por reposição de água e risco de derramamento. As suas aplicações
podem ser arranque e/ou ciclos.
BATERIAS SELADAS
• Baterias de GEL:
Acumuladores elétricos de chumbo de contentor hermético. Electrólito gelificado. Baterias sem manutenção,
recomendáveis em atmosferas perigosas ou envolventes com exigências meio ambientais. Aplicações: ciclos, arranque,
estacionário, etc.
• Baterias AGM
Acumuladores elétricos de chumbo de contentor hermético com recombinação de gases. Electrólito absorvido pelos
separadores de fibra de vidro entre placas. Baterias sem manutenção, recomendáveis em atmosferas perigosas ou
envolventes com exigências meio-ambientais. Aplicações: ciclos, arranque, estacionário, etc.

9. GEL AGM
VRLA Lead Acid Battery
Placa plana / Placa tubular
 Electrólito fixo em fumed silica (GEL)
O GEL empapa completamente as placas,
tambén as marcas e as pontes
 Excedente de ácido  Capacidade
 Comportamento
em temperatura  Constante
VRLA - Lead Acid Battery
Placa plana
 Electrólito fixo em feltro de fibra de vidro
Fibra de vidro apenas entre as placas, não
até às pontes
 Superfície de reacção limitada
 Perda de capacidade
 Comportamento em temperatura  Pior
 Estratificação ácido Capacidade/ Carga

10. As baterias podem-se classificar segundo as seguintes aplicações:
Aplicación Imagen
ARRANQUE - SLI
CICLO PROFUNDO
ESTACIONÁRIAS

11. • PLACAS:
Conjunto formado por REDE+ MATÉRIA ACTIVA. As redes fabricam-se em chumbo e têm
como função servir de suporte à matéria activa e como condutor da eletricidade até aos
bornes da bateria. A matéria activa é diferente segundo se trate da placa positiva ou a
placa negativa:
o Placa POSITIVA: Peróxido de chumbo (PbO2), tem uma côr chocolate e está
submetida a um grande esforço mecânico nas baterias de ciclos. Pode ser Plana ou
Tubular.
o Placa NEGATIVA: Chumbo esponjoso (Pb), côr cinza. Sofre um esforço menor e
portanto dura mais que as placas positivas. É sempre plana.
A matéria activa reage com o ácido sulfúrico durante as cargas e descargas.

12. Podemos distinguir entre dois tipos de placas positiva:
PLANA: A matéria activa está empastada na rede. Utilizam-se tanto em aplicações de
arranque e de ciclos.
TUBULAR: A matéria activa encontra-se contida numas bolsas de tecido reforçado que
envolvem cada rama da rede conformando uns tubos alargados. Utiliza-se em
aplicações de ciclos de alta exigência ou estacionária.

13. • SEPARADORES:
As placas positivas estão ligadas entre si, de igual forma que as negativas, formando
grupos de placas positivas e negativas. Estes grupos mantêm-se isolados entre si
mediante separadores.
Cada elemento ou vaso tem uma tensão de 2V independentemente da superfície das
placas.
A capacidade das baterias é proporcional à superfície e o número de placas.
Quanto mais número de elementos a tensão será maior. Os elementos conectam-se em
série.
Indispensáveis para evitar curtocircuitos entre as placas. Material muito poroso para
favorecer a circulação dos iões do electrólito.

14. • ELECTRÓLITO:
Composto por uma dissolução de ácido sulfúrico e água (SO4H2 + H2O), sem impurezas,
com densidade de 1,28Kg/l - 1,24Kg/l . Os seus iões são os que transportam a
eletricidade de uma placa à outra.
É corrosivo. Evitar contacto com a pel.
Está gelificado nas baterias de GEL (daí o seu nome) para eliminar manutenção.
Em Baterías AGM está embebido nos separadores.

15. • BORNES:
Terminais positivo e negativo através dos que se obtem a energia da bateria. Existem de
diferentes formas.
• CONEXÕES:
o Internas: Não acessiveis. Conectam em série os elementos de 2V para somar 6V ou
12V.
o Externas: Série ou Paralelo. Importante rever que o par de aperto e a secção do cabo
sejamn os adequados.

16. Bateria de ácido chumbo
Tipo de placa
(positiva)
Placa plana (grid
Plate)
(positiva)
Placa tubular
(positiva)
Electrólito
Vented Lead Acid
VLA
(abertas)
Valve regulated Lead Acid
VRLA
(seladas - GEL)

17. Empresa: BAE Batterien GmbH (desde 1899).
Fabricado 100% em Berlim.
Certificada em ISO 9001 desde 1995 e em ISO 14001 desde 2004.
Produto: Baterias Industriais
•Ferroviários
•Tracção
•Estacionário- Solar

18. Energy
from sunset to sunrise
para sistemas PV off-grid de tamanho
médio e grande
Larga vida em ciclos  placa tubular
- +- +
charge
controller

19. • Insolação variável (verão/inverno) → Intensidade de carga irregular
• Influências da temperatura não constantes
• Profundidade de descarga (DoD) não previsivel
Por isso se estabeleceu um procedimento de teste específico (IEC 61427)
• Reflete os requerimentos de um sistema PV off-grid
• Proporciona um instrumento de medida entre baterías de diferentes marcas

20. 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 3 6 9 12 15 18 21 24
PVcurrent[A]
StateofCharge[%]
Time (24 h)
Battery State of Charge
High Insolation
Periode
(e.g. summertime)/
PV current
Low Insolation Periode
(e.g. wintertime)

21. O teste de ciclos a 40° C segundo IEC 61427:2002-04 consiste em fases A e B,
com repetições internas e externas (1 ciclo de teste = 150 ciclos fase A + fase B)
Phase A:
Disch. 9 hrs with I10 or until 1.75 V
Charge 3 hrs with 1.03 I10
Disch. 3 hrs with I10
Phase B:
Disch. 2 hrs with 1.25 I10
Charge 6 hrs with I10 and 2.4 V/cell
Complete charge accord. to manufacturer‘s op. instr.
49 x
or
Ue < 1.5
Capacity test C10
at TRef,
stop when
C10 < 80%
100 x
Result: lifetime as number of A+B - cycles

22. Tipo Descripción Norma
OPzS
Ortsfeste Panzerplatten Standard
Bateria Estacionária com placa positiva tubular, aberta com electrólito líquido.
DIN 40736-1 (Elem.)
DIN 40736-3 (Block)
OPzV
Ortsfeste Panzerplatten Verschlossen
Bateria estacionária com placa positiva tubular, selada com electrólito em gel.
DIN 40744 (Block)
DIN 40742-1(Elem.)
OGi
Ortsfeste Gitterplatten
Bateria estacionária com placa positiva plana, aberta com electrólito líquido.
DIN 40737-3 (Block)
DIN 40736-1 (Elem.)
OGiV
Ortsfeste Gitterplatten, Verschlossen
Bateria estacionária com placa positiva plana, selada com electrólito em gel.
DIN 40737-3
PzS
Panzerplatten Standard
Bateria para tracção/ferroviária com placa positiva tubular, aberta com
electrólito líquido.
DIN EN 60 254-2
IEC 60 254-2, series L
PzV
Panzerplatten Verschlossen
Bateria para tracção/ferroviária com placa positiva tubular, selada com
electrólito em gel.
DIN EN 60 254-2
IEC 60 254-2, series L
PVS
Photovoltaik Standard
Bateria Fotovoltaica com placa positiva tubular, aberta com electrólito líquido.
DIN 40736-1 (Elem.)
DIN 40736-3 (Block)
PVV
Photovoltaik Verschlossen
Bateria Fotovoltaica com placa positiva tubular, selada com electrólito em gel.
DIN 40744 (Block)
DIN 40742-1(Elem.)

23. • Enchimento a seco com chumbo
vermelho
– Alta pureza
– Enchimento seco por vibração
• Porosidade constante
• Controlo qualidade
permanente
• Mínimas tolerâncias no peso
• Bolsa de tecido reforçadas
– Desenho robusto e flexivel
– Evita perda de massa (tamanho
poro)
– Proteção reforçada das laterais
• Suporte (frame)
– Forte, grossa, centrada
– Resistente à corrosão
Estabilidade na capacidade, requere-
se ácido de baixa densidade
Grande superfície interna, alta
capacidade
Excelente comportamento em ciclos
Estabilidade na capacidade, larga
vida em ciclos
Larga vida em ciclos, baixa corrosão

24. A Solução da BAE
PANZERPLATTEN - Placa Tubular de Alta Qualidade
Matéria activa:
Óxido de Chumbo (Pb3O4) de alta pureza e tamanho de partícula calibrado.
Enchimento a seco por agitação (Boa porosidade e variações de peso muito pequenas).
Controlo estatístico do peso de cada placa.
Capacidade estável permite o uso de um ácido de menor densidade.
Suporte tubular:
Liga sem Antimónio para VRLA (PbCaSn).
Liga baixa em Antimónio para VLA (PbSb1.6SnSe).
Robusta secção para reduzir a corrosão.
Bolsa de tecido reforçado:
Reduz o desprendimento de matéria activa.
O reforço lateral evita danos e curto circuitos.
Alta porosidade.

26. • Se o terminal (borne) tem uma conexão fixa com a tampa da caixa esta pode
danificar-se à medida que o polo cresça
 Terminal deslizante
Fugas devidas à conexão
do terminal
O movimento do ácido força a corrosão nos bornes e os parafusos de conexão
 maior perda de água
 perda de capacidade, curto circuitos, risco de explosão

27. • Terminal deslizável “Panzerpole BAE”
patenteado
• Labirinto no terminal de chumbo com
uma proteção entre o plástico e o polo
• Molde de injecção de plástico
• Terminal deslizante até 16 mm
• 100% estanqueidade garantida durante
toda a vida da bateria
• Anilhas coloridas (polaridade) e anel de
serviço que permite medir diretamente
no polo

28. 0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
20 °C 25 °C 30 °C 35 °C 40 °C
TotalAandBcycles
Temperature
Resistência a ciclos segundo IEC 61427:2002-04

31. PRODUTOS PARA APLICAÇÃO SOLAR
Produto Foto Aplicação Características
C100 [Ah]
20C°
Ciclos
80% DoD
EN 60896-11
EN 60896-
21/22
Secura PVSM
Elemento
 Estações repetidoras.
 Sinalização em vias
férreas.
 Luzes e cabines
telefónicas.
 Boias de sinalização.
 Proteção catódica ao
longo de redes de
tubagens.
 Iluminação/energia em
casas e povoações
remotos.
 Alta capacidade,
larga durabilidade e
estabilidade.
 Boa carga com baixa
intensidade.
 Baixa auto-descarga.
 Alto rendimento.
 Liga PbCaSn
 GARANTIA 3 ANOS
220-1100 Ah 1500
Secura PVS
Monoblock
70-420 Ah 1400
Secura PVS
Elemento
280-4960 Ah 1500
Secura PVV
Monoblock
70-1260 Ah 1400
Secura PVV
Elemento
280-4940 Ah 1500

32. - Oil & Gas pumping station,
southern Sahara
- Wind solar hybrid system, Telecom,
Greece
- Solar home systems, northern area
of Finland

33. - Solar PV system, desert area of
Sudan (rural electrification)
- Solar PV system, Sierra Leone
(hospitals in rural areas)
- Electrification of 34 schools, Fiji
Islands (Fiji Education Sector
Program, funded by EU)

34. CENER, Centro Nacional de Energias Renováveis
Microred Enero 2011.

35. •Fundada em 1925
•Lider mundial e pioneiro na
fabricação de baterias de ciclo
profundo
•4 fábricas ao longo dos
USA.
•Serviço e suporte técnico a
nivel mundial.
•Departamento de engenharia
dedicado ao suporte técnico

37. Alpha Plus™ Pasta de Alta
Densidade para uma vida
longa.
•Fórmula patenteada de alta densidade.
Melhora as ligações estruturais, melhorando o
processo.
•Optimização da porosidade para melhorar o
rendimento e a utilização da matéria activa.
•A Fibra Dynel mantém a estrutura e
integridade da matéria activa evitando que se
desprenda.
•A estrutura de cristais interconectados reduz
os desprendimentos destes materiais
alargando a vida.

38. Processo de Cura
•As 72 horas de cura fortalecem a união
dos cristais, produzindo uma estrutura robusta.
Alarga a vida das baterias.
•Reduz o desprendimento da matéria activa.
•Fortalece as propiedades de adesão à moldura
da rede.

39. • T2 Technology
• É uma melhoria da pasta básica Alpha PlusTM.
• A soma da patente T2, uma mistura de metais, melhoram e
optimizam o balanço entre os cristais grandes e pequenos,
produzindo mais uma estrutura
• A estrutura porosa permite aumentar uma maior capacidade em
Ah e ciclabilidade durante a vida das baterias
• Além disso a fórmula T2, melhora a condutividade fazendo
possíveis descargas de grande intensidade.

40. #1 Geometria Multi-rib mantem
mais abertos os canais de ácido
reduzindo o risco de estratificação e
melhorando o processo electroquimico.
Esta característica garante uma
vida mais longa,
com notaveis melhorias
O separador da Trojan Maxguard® Advanced Design Separator, é de
uso exclusivo, não existindo nada igual no mercado.
O separador Maxguard™ Advanced Design Separator, aumenta a vida
das baterias, mantem o rendimento e reduz o custo de manutenção.
Os 4 maiores benefícios são:

42. #2 O separador fabricado com cola natural impossibilita a
passagem de antimónio entre as placas positivas e negativas
Isto evita a contaminação da placa negativa
extendendo a vida da bateria.
#3 Reduz a quantidade de ampéres com os que se acaba a
carga à metade que os restantes.
Reduz os custos de manutenção.
#4 Placas mais largas retêm a matéria activa positiva reduzindo
o desprendimento.
Permite descargas mais profundas e alarga a vida.

43. •BENEFÍCIOS
1. Melhora o funcionamento em situações de
PSOC.
2. Maior conductividade
3. Reduz a sulfatação
4. Melhora o processo de carga
•Bateria Trojan RE a trabalhar a 100% SOC = 2800 ciclos
50%DOD
•Bateria Trojan RE a trabalhar PSOC = 2.240 ciclos 50% DOD
•Bateria Trojan RE Smart Carbon PSOC = 2.576 ciclos 50%
DOD

45. As cinco linhas da Trojan estão organizadas por tecnología e pelas suas
características de ciclo de vida
Garantias
• INDUSTRIAL – 3 Anos
• PREMIUM – 2 Anos
• SIGNATURE – 1 Ano
• AGM – 1 Ano
• GEL – 1 Ano

46. Guaycora Sonora, Mexico

47. Que baterias usar e porquê?

48. MARCA TECNOLOGIA Custo
Inicial
€/AMP
Custo
final
€/AMP-
VIDA UTIL
N CICLOS
50% DOD
GARANTIA APLICAÇÃO
BAE TUBULAR Alto Baixo 3.000 3 anos Vivendas
uso diário
TROJAN IND Alto Baixo 2.800 3 anos Vivendas
uso diário
PREMIUM-RE
Smart Carbon
Médio Baixo 1.600 2 anos Vivendas
uso diário
SIGNATURE Médio Médio 1.200 1 ano Vivendas
uso diário –
estacional
FS SOLAR
/ 2V
TUBULAR Alto Baixo 2.400 2 anos Vivendas
uso diário
FS SOLAR
12v
PLACA
PLANA
Baixo Alto 400 1 año Vivendas
uso fim de
semana

49. Quantidade de ciclos em função de
DoD a 20° C
Informação sobre a vida operacional das baterias
Quantidade de ciclos em função
de DoD (temperatura não
definida)
Quantidade de ciclos em função
de DoD a 20° C (standard IEC
não definido)
Quantidade de ciclos em função
de DoD a 25° C segundo IEC
60896
São comparáveis estes
valores?

50. PERGUNTAS?

51. OBRIGADO
PELA SUA ATENÇÃO
www.daisabaterias.es