Los fabricantes de baterías acostumbran distinguir entre las baterías destinadas al arranque, ignición e iluminación de vehículos con motor a explosión (denominadas LSI, según sus siglas en inglés) y las destinadas a otras aplicaciones, como telefonía y sistemas de comunicaciones en general, servicios auxiliares de subestaciones transformadoras de energía, energía solar y eólica, UPS, iluminación de emergencia y vehículos eléctricos, para mencionar las más frecuentes.
Todas las baterías que se destinan a estas otras aplicaciones se denominan “industriales”.
Las baterías industriales, a su vez, se dividen entre las de uso estacionario y las destinadas a tracción eléctrica.
Una batería para uso estacionario es la que se mantiene permanentemente cargada mediante un rectificador auto-regulado.
Este rectificador puede, también, alimentar a un consumo, como en el caso de las centrales telefónicas, o a otro equipo de conversión de energía, como en el caso de las UPS (el equipo en cuestión es el inversor que alimenta al consumo).
En los sistemas de iluminación de emergencia, en cambio, el rectificador solo alimenta a la batería.
En cualquier caso, lo importante es que la batería se descarga con muy poca frecuencia y el rectificador debe recargarla, luego de una descarga, y mantenerla perfectamente cargada, compensando la auto-descarga interna.
En primer lugar, comencemos diciendo que su principio de funcionamiento es idéntico al de una batería de electrolito líquido. La diferencia es que el volumen de electrolito es solo el necesario para el cumplimiento de la reacción química interna, y se haya absorbido en el separador que aísla a una placa positiva de una negativa. Esta absorción del electrolito en el separador permite que la batería se instale en cualquier posición, sin que por ello se produzcan derrames (a veces, también se las denomina como baterías de electrolito inmovilizado).
Dado que la cantidad de electrolito es escasa, estas baterías no tienen tapones para reponer agua desmineralizada sino válvulas. Estas se colocan para evitar que el agua del electrolito se evapore durante la última parte de la carga. Asimismo, todo el diseño interno está previsto para facilitar la recombinación de gases, evitando su pérdida.
Otro nombre con el que suelen designarse estas baterías es por la sigla VRLA, o sea, batería de plomo-ácido regulada por una válvula, en inglés.
Las baterías de electrolito absorbido tienen innumerables ventajas: a la ya mencionada (instalación en cualquier posición) se agrega el bajo mantenimiento (no se debe reponer agua), el menor espacio en planta que ocupan y la posibilidad de instalarse junto a equipamiento electrónico de cualquier tipo por tener una muy baja liberación de gases.
Las precauciones a tener en cuenta se relacionan con la temperatura del ambiente (lo ideal es que esté comprendida entre 15 y 30ºC y con el cargador, que debe ser de tipo autorregulado, con tensión constante y corriente limitada.
Según la aplicación la tensión de carga oscila entre 2,27VPC y 2,4VPC
Las principales aplicaciones son: centrales telefónicas fijas, celdas de telefonía celular, servicios auxiliares en subestaciones transformadoras, UPS (Sistemas ininterrumpidos de energía), iluminación de emergencia, todas ellas de tipo estacionario y algunas de tracción eléctrica, como sillas de ruedas y carros de golf.
La capacidad de una batería es la cantidad de electricidad que puede proveer a una carga. Depende, básicamente, de tres parámetros: régimen de descarga (o “velocidad” a la que la descargamos), temperatura y tensión final.
Capacidad nominal es la capacidad definida en condiciones normalizadas de los tres parámetros básicos de los que ella depende.
Estas condiciones están establecidas en varias normas nacionales e internacionales, como las IEC, IEEE, DIN, BS, JIS, etc. Por ejemplo, en la norma IEC 60896, las condiciones normalizadas que se fijan para una batería estacionaria son las siguientes: descarga en 10h hasta 1,8 VPC (Volt por celda) a una temperatura ambiente de 20ºC.
En cambio en la norma IEEE 450, las condiciones para el mismo producto son 8h hasta 1,75 VPC a 25ºC.
En las baterías monoblock pequeñas, la descarga se normaliza para un tiempo más largo: 20h Lo más frecuente es que la capacidad se mida en Ah, unidad que indica la cantidad de carga eléctrica (el lector que recuerde la unidad de carga eléctrica, el Coulomb [Coul], mediante una simple cuenta deducirá que 1 Ah = 3600 Coul).
En los últimos años, sin embargo, cada vez más, la capacidad de las baterías se especifica también en Wh (Watt x hora). Esto se debe a la aparición de los equipos UPS, que mantienen en operación no interrumpida a equipos informáticos.
Dado que una UPS debe entregar una determinada potencia, es razonable que la batería que la alimentará también se especifique de esa manera. Las descargas en Wh suelen darse para tiempos inferiores a una hora (un valor típico es 15 minutos).
La capacidad de una batería ¿es la misma a cualquier régimen de descarga? De la misma manera que un automóvil, con su carga de combustible completa, no recorre la misma distancia si el conductor maneja a 100 Km/h que si lo hace a 150 Km/h, la capacidad de una batería disminuye si la velocidad (régimen de corriente de descarga) aumenta con respecto al valor nominal.
Por ejemplo, una batería de 100Ah de capacidad nominal (descarga a 5A durante 20h), tiene 90Ah cuando se la descarga a 18A en 5h, y solo 64Ah cuando el régimen es de 64A durante 1h.
Siempre se deben consultar los datos del fabricante para saber la capacidad exacta que entregará el producto bajo las condiciones de la aplicación.
Se denomina ciclo de una batería a la sucesión de una descarga seguida de su posterior recarga hasta recuperar completamente la energía extraída.
Las normas anteriormente mencionadas también definen la duración de ciclos normalizados para probar una batería.
Por ejemplo, en la norma IEC 60896, el período de descarga es de 3 horas, mientras que el de carga dura 21 horas. Es decir, la norma permite realizar un ciclo completo por día.
Se denomina profundidad de una descarga a la relación entre la capacidad descargada y la capacidad nominal de la batería.
Cuanto mayor la profundidad de la descarga, menor será la cantidad de ciclos que la batería nos podrá entregar.
Por ejemplo, si una batería de tipo monoblock para aplicaciones estacionarias entrega 180 ciclos con una profundidad de descarga de 80%, reduciendo las descargas a un 30%, la misma batería entregará más de 1000 ciclos
Es aquella que ha sido especialmente diseñada para operar en ciclado de profundidad superior a 50%.
No se debe utilizar una batería de propósitos generales cuando los ciclos son profundos (por ejemplo, en un carro de golf).
Las baterías de ciclo profundo poseen placas reforzadas para evitar su agotamiento prematuro y poder soportar mejor la exigencia del ciclado
Las altas temperaturas aceleran la corrosión de las rejillas y la degradación de los materiales activos. A bajas temperaturas, la capacidad de entregar corriente disminuye pero la vida útil aumenta. Esto se debe a que todos los procesos de corrosión interna se hacen más lentos.
A la inversa, si bien durarán menos tiempo, el rendimiento de las baterías se incrementa con las altas temperaturas.
Como regla general para la vida de las baterías, podemos decir que por cada 10ºC de aumento de la temperatura ambiente por encima de la de referencia, la vida útil se reduce a la mitad.
Por ejemplo, una batería de cinco años de duración a 25ºC, sólo durará 30 meses si la temperatura en el ambiente es de 35ºC.
Es el tiempo de funcionamiento que el fabricante pronostica para ella si se mantienen las condiciones especificadas. Por ejemplo, funcionamiento en condiciones estacionarias a una temperatura de 25ºC y una tensión de flote estabilizada. En algunos casos, el tiempo ha sido extrapolado a partir de los datos obtenidos en un ensayo denominado de “vida acelerada”: la batería se ensaya a una temperatura elevada (por ejemplo, 70 ºC) hasta llegar al 80% de su capacidad.
El tiempo obtenido (por ejemplo, 6 meses) se convierte luego a las condiciones de operación nominales de 25ºC (en USA) o 20ºC (en Europa).
Una batería sellada, ¿se puede instalar en un gabinete estanco? Es muy frecuente que los usuarios efectúen esta pregunta al adquirir una batería de electrolito absorbido o gelificado. Contribuye a ello el hecho de que este tipo de baterías se denominan también como “baterías selladas”. Sin embargo, la respuesta es un rotundo “NO”.
Las baterías de electrolito inmovilizado (absorbido o gelificado), VRLA, selladas, cualquiera sea el nombre que les demos, no pueden instalarse en gabinetes que no tengan alguna ventilación. Si bien se trata de productos cuya liberación de gases es muy pequeña (la recombinación de los mismos en el interior de la batería es superior al 99%), lo cierto es que de sellados no tienen nada. En lugar de tapones encontramos válvulas (cuya apertura es a una presión, aproximada, de 4 psi) porque el fabricante ha previsto que, bajo ciertas condiciones, si se produce un exceso de gasificación interna que no se recombina, la misma sea liberada a través de ellas. Y, en tal caso, no puede permitirse su acumulación en el interior del gabinete.
No obstante, tampoco es cuestión de exagerar: las ventilaciones previstas para evacuar el calor generado internamente (por ejemplo, en una UPS) son más que suficientes para las necesidades de una batería sellada.
No existe una limitación desde el punto de vista teórico. Sin embargo, la práctica aconseja no conectar más de cinco.
Siempre se debe cuidar que la sección de los cables sea la misma, así como también su recorrido. Cualquier diferencia en la resistencia óhmica, desde los bornes del equipo hasta los de cada paralelo de baterías, hará que la corriente de descarga en cada uno de ellos no sea la misma, como se pretende.
De la misma manera, en el momento de la carga, se debe cuidar que la resistencia entre el cargador y cada paralelo sea la misma.
El número máximo de cinco obedece a que la práctica demuestra que las condiciones anteriores no son fáciles de lograr cuando el número es mayor.
En primer lugar, comencemos por aclarar qué entendemos por estos conceptos.
Seleccionar la batería industrial de plomo-ácido a utilizar en una aplicación implica elegir: el tipo de placa (plana, tubular) y la construcción (electrolito líquido o inmovilizado).
Dimensionar una batería industrial de plomo-ácido a utilizar implica determinar: número de celdas y capacidad de las mismas.
Para seleccionar una batería industrial se debe conocer:
Para dimensionar una batería industrial se debe conocer:
Se trata de uno de los temas claves en el trabajo con baterías. Y, en este espacio, no podemos extendernos mucho más en el desarrollo del mismo. Pero lo hemos tratado extensamente en artículos de nuestros newsletters.
Sugerimos entonces una consulta a ellos, para mayores detalles.
Las baterías de electrolito líquido se mantienen cargadas a una tensión denominada de flote o mantenimiento y su valor depende de la densidad del electrolito.
La mayoría de las baterías estacionarias de electrolito líquido se mantienen a una tensión de 2,2VPC (Volt por celda). Luego de una descarga, la tensión de carga debe aumentar hasta un valor comprendido entre 2,33 y 2,4VPC.
Las baterías VRLA o de electrolito inmovilizado para uso estacionario se cargan con un solo valor de tensión, normalmente, 2,27VPC.
Cuando la aplicación es de ciclado, la carga se puede realizar con las mismas tensiones ya mencionadas para baterías de electrolito líquido.
Para mayores detalles, recomendamos consultar el manual del producto.
También el usuario encontrará en nuestros newsletters un desarrollo muy detallado de este tema.
La respuesta más precisa sería “cuando se le devolvieron los Ah (o Wh) extraídos durante la descarga más un porcentaje adicional que se relaciona con el rendimiento del producto”.
Este porcentaje oscila entre un 15% adicional para una batería de electrolito líquido y un 8% en el caso de una sellada. Sin embargo, no es habitual poder medir los Ah.
La regla práctica dice, entonces, que la carga se debe considerar finalizada cuando la corriente de carga permanece estable, sin disminuir, durante un lapso de tres horas.
En las baterías de electrolito líquido se puede medir su densidad y la misma también debe permanecer estable, sin aumentar, durante el mismo lapso de tiempo.
Otra regla práctica es considerar que la batería (si sus rejillas de placas son de aleación de plomo-calcio) está cargada cuando la corriente es inferior al 0,5% de la capacidad nominal. La tensión que se aplica a una batería sellada
Un UPS (Uninterrupted Power System) o Sistema Ininterrumpible de Energía, es un dispositivo electrónico capaz de corregir distintos tipos de disturbios eléctricos que afectan el normal funcionamiento de cargas críticas.
Estos disturbios van desde picos y caídas de tensión, pasando por descargas del tipo atmosférico y fundamentalmente solucionar los cortes y micro cortes de energía permitiendo que los consumos que están conectados a él continúen funcionando a pesar de los mismos. Aumentan la disponibilidad de los equipos en instalaciones que protegen.
Los UPS cuentan con un conjunto de sub-bloques electrónicos que le permiten corregir los disturbios eléctricos y a través de sendas baterías de acumuladores pueden seguir entregando energía aun ante un corte del suministro comercial.
De acuerdo a la tecnología de diseño un UPS puede solucionar problemas eléctricos más o menos complejos.
Podríamos decir que un UPS es un dispositivo capaz de avisarnos cuando se cortara el suministro eléctrico (cuando se agoten sus baterías), en vez de que nuestros consumos queden a merced de un corte abrupto con el consiguiente perjuicio para el normal desarrollo de las actividades de la empresa.
Según la tecnología que utilicen los UPS se dividen en dos grandes tipos:
UPS Interactivas: Corrigen problemas de picos y caídas de tensión además de cortes y micro cortes de energía presentando a su salida un tiempo de conmutación menor a los 5 milisegundos, los cuales son perfectamente tolerados por todo tipo de PC´s.
Por la forma de trabajo están especialmente diseñadas para proteger PC´s en ambientes tipo Oficina u Hogar con bajos niveles de problemas eléctricos en la red. En general no se recomienda usar con Grupos Electrógenos o en ambientes muy inestables eléctricamente.
Brindan un nivel de protección adecuado a un precio conveniente en una amplísima porción de las aplicaciones.
UPS On Line Doble Conversión: Corrigen problemas de picos, caídas, variaciones de frecuencia de una forma mucho más precisa que las Interactivas, además eliminan todos los micro cortes y cortes de energía sin que ningún tipo de corte se produzca a su salida. Esta precisión en la corrección de los disturbios eléctricos hacen esta tecnología imprescindible cuando se trata de proteger consumos altamente críticos y profesionales y/o instalados en ambientes extremadamente agresivos eléctricamente. Además son totalmente compatibles con el uso de Grupos Electrógenos.
Cualquiera de las dos tecnologías puede satisfacer sus necesidades si está correctamente aplicada, para determinarlo.
Utilice la solución Interactiva cuando tenga que alimentar unos pocos PC´s de uso hogareño, Oficinas, Servidores de pequeñas redes, registradoras y PC´s en puntos de venta. Con esta tecnología puede obtener hasta unos 30 minutos de autonomía con sus baterías internas.
Utilice On Line Doble Conversión para grandes redes, servidores corporativos, sistemas de comunicación profesional, automatización y control industrial, largas autonomías (hasta algunas horas), funcionamiento en entornos industriales o con grupos electrógenos.
Una vez determinada la tecnología que necesita, calcule la potencia que deberá tener el UPS para alimentar su carga, para el cálculo tome 200 VA (Volt Amper) por cada PC o Servidor completo. Para otro tipo de cargas necesitará la asistencia de un especialista o consúltenos haciendo
Para saber con exactitud cuál equipo Kaise está relacionado con tu necesidad por favor ingresa aquí
Los rack para servidores son una parte importante para el armado de data centers o centrales de comunicación. ¿Pero qué son los rack para servidores?
Los rack para servidores son un tipo de gabinete donde van colocados cuidadosamente los servidores, estos no solo sirven como un lugar físico donde están los servidores, sino que también son diseñados especialmente para resguardarlos de todo tipo de posibles problemas, muchos de estos también tienen sistemas de refrigeración para mantener la temperatura ideal de los equipos.Además en los mismos o externos a ellos se encuentran los UPS que funcionan como protector de tensión, además de brindarle energía ininterrumpida.
Es importante saber que un servidor necesariamente debe ser conectado a un UPS para proteger el equipo de altos y bajos de corriente o corte de energía eléctrica inesperados dándoles energía continua a los equipos. Es relevante el UPS en este tipo de instalaciones ya que establece el nexo entre el servidor y la corriente que lo alimenta, la cual debe ser contemplada de forma eficaz y es por esta razón que al ser protector de tensión libera al servidor de posibles fallas que puedan terminar con la rotura del equipo.
Su característica de ser protector de tensión es fundamental para que el equipo no tenga ningún tipo de cortocircuitos descartando problemas aún más serios. El UPS es una herramienta indispensable para el armado de sistemas integrales compuestos por redes de servidores, y computadoras que necesiten de una alimentación continua e ininterrumpida de energía.
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