El mundo de las baterías. Aspectos a tener en cuenta.

Las baterías también denominados acumuladores son los componentes que se ocupan de almacenar la energía eléctrica para su posterior utilización. Estas baterías se basan en células galvánicas que se crea con dos electrodos de metales llamado ánodo, cátodo y un electrolito.

Se fabrican varios tipos de baterías y acumuladores siendo los más utilizados la batería de plomo-ácido. Podemos adquirir cualquier batería de arranque, batería de tracción, estacionaria, AGM, etc … y aunque se elaboren con los componentes como metales y electrolitos, podemos encontrar grandes diferencias entre un modelo y otro en cuanto a vida útil, profundidad de descarga, intensidades, capacidades etc.

Es necesario subrayar las capacidades de una batería en cuanto amperaje:

 

  1. La capacidad C5 utilizado para baterías de tracción especifica la capacidad total en 5 de descarga. Por ejemplo, una batería de 500Ah C5 desarrolla 100Ah de descarga por hora con una autonomía de 5 horas.
  2. La capacidad C10 utilizado para baterías estacionarias especifica la capacidad total en 10 de descarga. Un ejemplo es una batería de 500Ah C10 permite 50Ah de descarga por hora, con una autonomía de 10 horas. Se puede aconsejar la otra capacidad mayor con descarga en c100, para darle valor comercial. Pero realmente es igual.
  3. La capacidad C20 que descarga en 20 horas usado para baterías de arranque, se aconseja la capacidad total en 20 de descarga. Por ejemplo, una batería de 100Ah C20 ofrece 5 Ah de descarga por hora, con una autonomía de 20 horas.
  4. La capacidad C100 que descarga en 100 horas usado en baterías estacionarias, al igual que c10, el valor se lo señala en C100 pudiendo poner más capacidad, pues indica los Ah de descarga en 100 horas.

Al final dividiremos la capacidad de la batería en amperios entre el número de horas que nos muestra: C5, C10, C20…  y este será el resultado del amperaje que puedes descargar en el número de horas indicado.

 

Acumuladores o baterías. Tipología

 

Las baterías se catalogan de dos modos:

  1. Por la utilización en aplicaciones de tracción, estacionaria y arranque.
  2. Por el diseño de los materiales, tipo de placa, grosor de placa, electrolito, cerrado/abierto etc.

Los acumuladores se emplean básicamente en:

  1. Batería de arranque donde principalmente alimentará el motor de arranque y la electrónica de vehículos. Esta batería despliega una alta potencia en pico, durante un intervalo de tiempo corto, entre 5 y 50 segundos. Cuando el motor se pone en funcionamiento el alternador se habilita para mantener la batería en carga.
  2. Batería de tracción se utilizan en carretillas elevadoras, plataformas elevadoras, transpaletas, apiladores etc. Este tipo de batería tienen placa positiva tubular por lo que admite una descarga profunda con una autonomía que faculta a la maquinaria durante horas sin tener que recargar.
  3. Batería Estacionaria son utilizadas para aplicaciones aisladas de la red e inmóviles o como respaldo cuando falla la red de suministro eléctrico.

El uso que se le suele dar a una batería en instalaciones fotovoltaicas es para vivienda aislada o semi-aislada similar a SAI/UPS. Para un uso de vivienda aislada es mejor poner elementos estacionarios (por la mayor e ciencia, menor mantenimiento y vida útil más larga), mientras que para semi-aislada es conveniente poner elementos de tracción (tanto por cuestiones económicas como por su capacidad de descargarse en muy poco tiempo. Así se pueden poner para autonomías de un solo día).

 

En las baterías de plomo-ácido podemos distinguirlas por el diseño, principalmente entre:

  1. De placa positiva tubular: Son el tipo de placa empleado en baterías estacionarias y de tracción. Dan las ventajas de gran profundidad de descarga (normalmente un 80% de la capacidad nominal se puede considerar capacidad útil), descarga/recarga relativamente rápida (super cie grande de placa), muchos ciclos de carga/larga vida.

 

  1. De placa positiva plana gruesa por ejemplo, baterías de Trojan. Ventajas: Muy larga vida útil respectivamente muchos ciclos de carga según grosor de la placa, coste de fabricación relativamente bajo; desventaja: poca super cie, por lo cual disminuye mucho la capacidad útil para consumos potentes (régimen de descarga de C10 o menos).

 

  1. De placa positiva plana tipo esponja: Se emplean en baterías de arranque y dan una super cie muy grande lo que permite una descarga/recarga muy rápida intensidades muy altas. Desventajas: Admiten pocas descargas profundas ya que entonces las placas se consumen muy rápidamente; pueden dar miles de ciclos para arranques de motores 2% – 5% de descarga) pero no suelen llegar a 100 ciclos profundos con más del 50% de descarga.

 

  1. De placa positiva de rejilla: Ofrece una super cie grande (capacidad útil disminuye poco con consumos fuertes) y una aceptable profundidad de descarga, pero da pocos ciclos de vida

 

En general se puede decir que una batería va a durar más ciclos cuanto:

  1. Más grosor tienen sus placas positivas material activo.
  2. Menos profundidad de descarga tienen los ciclos
  3. Muy importante para la duración de las baterías es también:
  4. Temperatura cuanto más alta la temperatura, más capacidad útil da la batería, pero más rápida va a progresar la corrosión de las placas positivas – por lo tanto va a durar menos ciclos. La temperatura ideal para las baterías se sitúa en torno a unos 20ºC.
  5. Mantenimiento adecuado (mantener el nivel de electrolito dentro de lo admisible, prevenir y sanar sulfataciones.

 

Hay diferencias en el diseño en cuanto a tamaños, números de células (voltaje), densidad nominal y consistencia del electrolito , líquido, geli cado o AGM, material del contenedor, aleaciones de las placas, etc. Por ejemplo, se usa antimonio para aumentar la resistencia mecánica de las placas. Cuanto más alto es el porcentaje del antimonio, más resistencia mecánica tiene la placa y más va a resistir a intensidades altas de descarga y vibraciones mecánicas. Por otra parte el antimonio aumenta el gaseamiento , esto conlleva mayores pérdidas de agua y menor rendimiento de carga y la auto descarga.

Parámetros de carga y descarga adecuados en tensiones e intensidades según recomienda el fabricante; en general se puede decir que tensiones demasiado altas provocan una corrosión acelerada de la placa positiva y tensiones demasiado bajas facilitan la sulfatación de la misma; hay que ajustar la tensión de carga a la temperatura de la batería para maximizar su vida útil.