Diseño de una pequeña central de generación eléctrica basada en fuentes renovables, utilizando baterías reutilizadas de vehículos híbridos como medio de almacenamiento energético

Abstract

El creciente interés por la reutilización de baterías provenientes de vehículos híbridos y la necesidad de promover soluciones energéticas sostenibles han impulsado el desarrollo de alternativas para el almacenamiento de energía en sistemas fotovoltaicos. En este contexto, la presente investigación tuvo como objetivo diseñar y construir una pequeña central de generación eléctrica basada en energía solar fotovoltaica, utilizando baterías de níquel-hidruro metálico (Ni-MH) recuperadas de vehículos híbridos como sistema de almacenamiento. Para ello, se realizó una revisión bibliográfica de las tecnologías de generación y almacenamiento, seguida del dimensionamiento y simulación del sistema mediante software especializado. Posteriormente, se evaluaron cuatro bancos de baterías híbridas, obteniéndose 96 módulos Ni-MH, los cuales fueron sometidos a inspección visual, medición de resistencia interna y ciclos controlados de carga y descarga para determinar su estado de carga (SOC) y estado de salud (SOH). Como resultado, 9 módulos alcanzaron valores de SOH superiores al 70 %, con resistencias internas que oscilaron entre 0.006 y 0.008 O y 20 módulos presentaron valores cercanos al 50 % resistencias internas que oscilaron entre 0.009 y 0.02 O, permitiendo seleccionar los de mejor desempeño para conformar un banco de baterías en configuración 3S3P (24 V y aproximadamente 13 Ah). El prototipo fue integrado mediante un panel fotovoltaico de 550 W, un controlador de carga MPPT y un inversor de DC 24 V a AC 110 V. Durante las pruebas experimentales, el banco suministró energía durante 120 minutos, registrando una disminución de voltaje de 23.8 V a 21.2 V, manteniéndose por encima del límite de descarga establecido (19.5 V). En el proceso de recarga, el panel operó entre 38 V y 43 V, mientras que el controlador entregó corrientes de hasta 6 A, permitiendo incrementar el voltaje del banco desde 22.4 V hasta 24.5 V en aproximadamente 105 minutos. Estos resultados demuestran la viabilidad técnica de reutilizar baterías Ni-MH provenientes de vehículos híbridos en sistemas fotovoltaicos de pequeña escala, favoreciendo el aprovechamiento de fuentes renovables, la economía circular y la reducción del impacto ambiental asociado a la disposición final de estos sistemas.