Criterios de dimensionamiento de bancos de baterías

Las baterías son elementos, que en realidad no pertenecen al sistema DC propiamente. Sin embargo, en la actualidad han adquirido gran importancia, por lo que te presentamos los criterios de dimensionamiento de bancos de baterías.

Este equipamiento cumple una función medular. La misma consiste en evitar que los equipos se queden sin energía cuando, por cualquier causa, los rectificadores AC/DC dejan de funcionar.

También suministran, temporalmente, la potencia faltante en picos de demanda de carga cuando el resto de los equipos, como los rectificadores AC/DC, no pueden hacerlo.

Te invitamos a leer nuestra de post respecto a los criterios de diseño de sistemas de energía DC. Comenzando con el artículo Acometida y tableros AC para sistemas de energía DC.

En este post, nos referiremos al diseño con bancos de baterías estacionarias conformados por celdas de 2 Vdc y de 12 Vdc, específicamente.  ¡Vamos a ello!

Los parámetros a tomar en cuenta para el dimensionamiento de bancos de baterías

Lo primero es elegir el número de celdas, lo cual se determina por la tensión de carga por celda y por el propio sistema.

Por ejemplo, para un sistema de 48 Vdc, el número de celdas serían 24 de 2 Vdc, cada una, o 4 baterías de 12 Vdc.

Ahora, te presentamos los parámetros en forma general y que solo debes particularizarlos según requiera tu proyecto.

Parámetros eléctricos

• Voltaje nominal del sistema en DC
• Ventana de tensión de los equipos a alimentar, su voltaje máximo y mínimo de operación en DC
• Máxima demanda, en Ampere DC, de los equipos a alimentar
• Crecimiento estimado de la carga eléctrica en un periodo de 5 a 10 años. Si no se dispone de este dato se considera un 25% de la carga actual
• Voltajes especiales:
  • Voltaje de flotación:
    • Para baterías abiertas o ventiladas. 2,2 Vdc por celda (o lo que recomiende el fabricante)
    • Para baterías válvula regulada, 2,25 Vdc por celda (o lo que recomiende el fabricante)
  • Voltaje de ecualización o recarga:
    • Para baterías abiertas o ventiladas, 2,33 Vdc por celda (o lo que recomiende el fabricante)
    • Para baterías válvula regulada, no aplica

Parámetros químicos

Los parámetros químicos a tener en cuenta en los criterios de dimensionamiento son:

• Densidad nominal del electrolito para baterías abiertas o ventiladas: 1.220 o 1.240 gr/cm³ ± 0,005
• Densidad nominal del electrolito para baterías válvula regulada, se deja a libre elección del fabricante

Parámetros de temperatura

Las pautas de temperatura, en los criterios de dimensionamiento, son los siguientes:

• La temperatura máxima de la sala en el caso de baterías abiertas o ventiladas, debe ser de 50 °C
• La temperatura máxima de la sala en el caso de baterías selladas o de válvula regulada, debe ser de 25 °C

Tiempo de autonomía para el servicio de telecomunicaciones

Uno de los principales usos de las baterías, es para los sistemas de telecomunicaciones. Puesto que el mismo es un servicio estratégico cuyos equipos nunca pueden quedar sin energía.

Incluso, en aquellas instalaciones que tienen grupo electrógeno, las baterías son indispensables. Puesto que el motogenerador tarda, aproximadamente, unos 30 segundos en tomar la carga. Durante este tiempo, el sistema queda sin energía DC.

En este caso, son estos elementos quienes impiden que los equipos se apaguen, aportando la energía necesaria. Adicionalmente, en caso de avería del grupo electrógeno, deben tener la capacidad de mantener el sistema en funcionamiento durante varias horas.

A nivel mundial, existen estándares respecto a este tiempo mínimo de autonomía. El cual te detallamos a continuación. Es de destacar que debes tener en cuenta el mismo al momento de dimensionar este equipamiento.

• Instalaciones telefónicas urbanas con motogenerador, 6 horas
• Instalaciones telefónicas urbanas sin grupo electrógeno, 8 horas
• Instalaciones telefónicas foráneas con motogenerador y de difícil acceso, 12 horas
• Instalaciones telefónicas foráneas sin grupo electrógeno y de difícil acceso, 16 horas
• Instalaciones telefónicas foráneas con motogenerador que no sean de difícil acceso, 8 horas
• Instalaciones telefónicas foráneas sin grupo electrógeno que no sean de difícil acceso, 12 horas

A este tiempo se le debe sumar el periodo de traslado hasta la localidad donde se encuentre la instalación.

Concluyendo

Como abras podido observar, el dimensionamiento de un banco de baterías debe sujetarse a ciertas variables. Las cuales se pueden modificar dependiendo de su uso, pero aquí te damos las mínimas a cumplir.

Pero si deseas conocer todo sobre este equipamiento, te invitamos a leer el conjunto de post sobre el tema. Te sugerimos comenzar por baterías y sus generalidades. ¡Te aclararán muchas dudas!

Asimismo, te ofrecemos el Curso de dimensionamiento y diseño de sistemas de energía DC para telecomunicaciones y sistemas críticos. En el cual te explicamos todo lo necesario para el dimensionamiento y diseño de la instalación de este componente.

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