Batería estacionaria: autodescarga, capacidad y rendimiento

La batería estacionaria es un dispositivo muy usado en las industrias y las telecomunicaciones. Tanto como respaldo DC ante fallas de energía como componente de UPS y otros equipos

Esto por ofrecer un servicio continuo, confiable y estable. Su uso se limita a permanecer en sitios fijos, o sea, no son portátiles.

Son de grandes capacidades y ofrecen ciclos de descarga y carga profundos y prolongados.  Todo ello sin afectar su larga vida útil. Seguidamente, te explicaremos algunas de sus características más importantes como son la autodescarga, rendimiento y capacidad.

Los que debes tomar en cuenta al momento de seleccionar estos equipos para tu proyecto. ¡Empecemos!

La autodescarga en la batería estacionaria

Se define como la pérdida de energía por la reacción química propia que ocurre entre los materiales de los elementos de la batería. Esto es cuando el banco de baterías está en circuito abierto, es decir, cuando no tiene carga conectada.

Depende de la temperatura, de hecho, los valores de esta autodescarga son dados para una media de 20 a 25 °C. A continuación, te mostramos una gráfica de como disminuye la capacidad de la batería con la con el tiempo. Esta es el comportamiento típico en una batería de buena calidad.

Este factor debe ser considerado como un consumo adicional. Para el caso de baterías de calidad, su valor máximo debe ser del 0,5 al 1% diario.

Así, por ejemplo, si tienes una batería que proporciona 500 watts, su consumo por autodescarga es aproximadamente de 5 watts diarios. Es por ello que, mensualmente, se les debe recargar aun cuando no están en servicio.

Por ello, antes de adquirirla, debes exigirle al fabricante que les haga una recarga de mantenimiento. A fin de asegurar que estén completamente cargadas al momento de la entrega.

Capacidad en la batería estacionaria

Esta es una medida de la carga eléctrica de almacenamiento, la cual se expresa en Ampere-hora (Ah).

O en otras palabras, la energía que puede suministrar la batería estacionaria bajo ciertas condiciones de régimen de descarga, envejecimiento y temperatura.

Régimen de descarga

Este factor se designa con la letra “C” y un sufijo que señala la cantidad de horas de descarga al régimen especificado. Por ejemplo, C₁₀ indica que el régimen de descarga es de 10 horas.

Debes saber que la capacidad de la batería estacionaria depende del régimen de descarga. Así se tiene que la misma aumenta si la descarga es más lenta y disminuye si es más rápida. Por ello, en el catálogo del fabricante el valor de C debe estar referenciado con el tiempo de descarga.

A continuación, te presentamos una gráfica que muestra cómo, en función del régimen de descarga, varía la capacidad de la batería.

Temperatura

Esta capacidad también tiene gran dependencia de la temperatura, puesto que al aumentar esta última, se incrementa la velocidad de los procesos químicos. Lo que implica un incremento de la capacidad. Contrario ocurre cuando la temperatura disminuye por debajo de los 20 °C.

Obviamente que esto tiene lugar dentro de ciertos límites. En general, la temperatura de 25 °C es aquella en la que las baterías alcanzan un 100 % de su capacidad.

Cuando adquieras una batería estacionaria, verifica que su gráfica de la capacidad resulte aproximada a la que te mostramos a continuación.

Envejecimiento

La capacidad de la batería estacionaria, disminuye en forma proporcional con la edad, es decir, a partir del momento de su fabricación. Independientemente, estén o no en servicio. Esto se acelera por el proceso de los ciclos descarga – carga a que se vea sometida.

Asimismo, pasa, si las baterías estacionarias llevan tienen un periodo de, alrededor de 5 meses sin recibir recarga. Aquí se produce un efecto memoria que impide que recupere su capacidad nominal.

Por lo que debes tener la garantía del fabricante de que las baterías son recargadas completamente cada 4 o 5 meses.

Asimismo, le debes solicitar los reportes de las pruebas necesarias. De ellas te hablamos en nuestra serie de posts comenzando con Como realizar la prueba de descarga de un banco de baterías estacionarias.

Como se calcula la capacidad de un banco de baterías

Aunque la capacidad del banco de baterías viene dada desde su fabricación, es posible que determines la capacidad que requieres.

A grosso modo y solo como un estimado, lo puedes hacer de la siguiente manera:

1.- Debes suponer que la corriente de descarga es constante a lo largo de todo el periodo, por ejemplo 200 Ampere

2.- Luego estableces el tiempo durante el cual deseas que te suministre energía a una corriente constante hasta llegar a la tensión de corte. Por ejemplo, 10 horas.

3.- Aplicas la siguiente ecuación:

C = I x T

Donde:

C = capacidad requerida de la batería en Ah

I = corriente de descarga en Ampere

T = tiempo de descarga en horas

Hagamos un ejemplo:

Si tienes un equipamiento que consume 200 Ampere y deseas que las baterías sean capaces de mantenerlo funcionando durante 10 horas, entonces:

C = I x T = 200 A x 10 h = 2000 Ah

Por lo tanto, requieres un banco de baterías de 2000 Ah, con una configuración que te dé el voltaje adecuado, para un régimen de 10 horas.

Te reiteramos que, aunque con este método, obtienes una capacidad del banco de baterías bastante aproximada. Sin embargo, se obvian algunos parámetros, los cuales te explicamos en el Curso de diseño de sistemas de energía para telecomunicaciones.

El cual te ofrecemos y recomendamos ampliamente si quieres convertirte en un experto en esta apasionante temática.

Rendimiento en la batería estacionaria

Es la relación entre la energía requerida para cargar completamente el banco de baterías y la que es capaz de liberar en un tiempo determinado. Consiste en una forma de cuantificación de las perdidas de energía por calor que se produce en una batería durante su recarga.

Este rendimiento en batería estacionaria de alta calidad debe ser mayor al 80 %. Adicionalmente, es un parámetro que debe suministrar el fabricante en el manual de su producto. Resulta un parámetro de gran importancia desde el punto de vista energético y almacenamiento de energía.

Para finalizar

Nuestro Curso de diseño de sistemas de energía para telecomunicaciones te explicará todo lo que necesitas saber sobre el dimensionamiento de las baterías. Esto tomando en cuenta estos parámetros. Para que te enteres de su contenido, pulsa aquí.

Si quieres obtener mayor información sobre la batería estacionaria y demás equipos de energía AC/DC. Te invitamos a leer el contenido del blog de energydcac. ¡De seguro que lo encontraras muy interesante!

Fuentes de imágenes

• tiendaelektron.com
• energydcac.com