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Consumo de Energía Solar

 

El consumo de energía solar doméstica siempre ha sido una opción atractiva para el ahorro de las familias. Se le suma, además, reducir nuestra huella ecológica produciendo una gran parte de nuestra electricidad sin emisiones de gases de efecto invernadero.

En paralelo, ya sea por la crisis sanitaria de la Covid-19 o por el propio recorrido del mercado laboral, la tendencia de profesionales autónomos o por cuenta ajena que optan por el teletrabajo es imparable. Parece que las ventajas evidentes tanto para trabajadores como para empresas lo van a convertir en un cambio permanente.

El teletrabajo reduce nuestros gastos y tiempo invertido en el transporte a nuestro lugar de trabajo, pero la utilización de conexiones inalámbricas, equipos informáticos, dispositivos y otros medios hacen que se incremente nuestro consumo, y nuestra factura eléctrica. Por no comentar que esta modalidad de trabajo aumenta el número de horas de dedicación comparada con la jornada en oficinas.

La utilización de la electricidad producida con energía fotovoltaica supone un ahorro mayor cuando realizamos teletrabjo, pues hacemos coincidir nuestro consumo eléctrico con la producción de nuestro tejado.

El consumo de energía solar puede generar un ahorro en las facturas de hasta el 70%, ya que el horario laboral coincide con las horas en las que hay más sol, por lo que el consumo de la red eléctrica sería prácticamente nulo debido a que durante el día los paneles solares no suponen un gasto económico.

Tempel Group ofrece sistemas offgrid, los cuales en momentos de insolación utiliza la energía generada por los paneles solares fotovoltaicos para abastecer los consumos momentáneos y almacena el excedente en los bancos de baterías de reserva.

Durante los momentos en que la radiación solar es insuficiente o nula, el equipo automáticamente toma la energía almacenada en las baterías para satisfacer el consumo necesario.

Bajo nuestra marca Kaise impulsamos el consumo de energía solar con el Inversor 48v 3kva 200-3000W:

  • Alta confiabilidad: Sistema de control DSP de alta velocidad, combine tecnología avanzada SPWM y MOS de potencia de alta velocidad
  • Modo de funcionamiento seleccionable: Prioridad de almacenamiento de energía o prioridad de suministro de energía
  • Sin daños por atenuación PID para paneles solares para garantizar su vida útil
  • Sistema de gestión de batería flexible: el modo de carga de tres etapas del interruptor automático acorta el tiempo de recarga; se puede seleccionar una corriente de carga amplia según la batería configurada; DOD flexible (profundidad de descarga) se puede configurar para satisfacer más aplicaciones.
  • Entrada de CA con tecnología de estabilización síncrona en línea efectiva
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¿Cómo se puede medir la resistencia interna de una batería?

 

¿Cómo se puede medir la resistencia interna de una batería? Es una pregunta que resuelve nuestro equipo técnico especializado de manera recurrente en nuestros servicios de mantenimiento preventivo.

En este artículo estaremos detallando los diferentes casos posibles en la determinación de la calidad de una Batería Kaise:

La resistencia interna es un concepto que ayuda a modelar las consecuencias eléctricas de las complejas reacciones químicas que se producen dentro de una batería. Es imposible medir directamente la resistencia interna de una batería, pero ésta puede ser calculada mediante los datos de corriente y tensión medidos sobre ella.

El resultado obtenido de este cálculo es un valor muy pequeño que está en el orden de miliohm. Para medir resistencias del orden de miliohm se precisan probadores de Baterías, entre los que destacan el FLUKE BT 521.

Cómo se puede medir la resistencia interna de una batería

La resistencia interna nos da información útil para detectar problemas e indicar cuándo una batería debe ser reemplazada. Sin embargo, la resistencia únicamente, por sí misma, no posee una relación lineal con la capacidad de la batería. El incremento de resistencia interna solamente se relaciona con el envejecimiento y brinda algunas indicaciones de posibles fallos.

A medida que la vida útil de la batería va acercándose a su final, la resistencia interna va aumentando respecto al valor recomendado por el fabricante.

¿Cómo se puede medir la resistencia interna de una batería? – Sin recambio

Por ejemplo, en el caso de que se realizara un Mantenimiento de UPS Kaise con el equipo desenergizado y sus baterías desconectadas, si el valor de resistencia es 21 miliohm, quiere decir que la batería Kaise 12 V 9 Ah en este caso no está en los valores máximos prometidos por el fabricante pero tampoco está defectuosa. Es probable que la vida útil haya disminuido un poco ó necesite recarga de batería ( esto lo sabemos si la tensión de la batería es 12 V ó 12,5 V ya que cuando la batería está completamente cargada la tensión será de 13,5 V ), en cualquiera de los casos NO es el momento del recambio.

¿Cómo se puede medir la resistencia interna de una batería? – Recambio programado

Ahora si por ejemplo en vez de darnos 20 miliohm nos da 35 miliohm cuando la tensión es de 13,5 V ( batería completamente cargada) ; esto quiere decir que la vida útil de la batería ha disminuido aproximadamente un 50 % de su capacidad máxima ; el UPS seguirá funcionando correctamente pero nuestro servicio técnico advierte que debe programarse un recambio de batería en un periodo no mayor a 6 meses ( siendo lo ideal de 1 a 3 meses )

¿Cómo se puede medir la resistencia interna de una batería? – Recambio urgente

Tomando este mismo ejemplo, si en vez de darnos 20 miliohm nos da 60/65 miliohm cuando la tensión es de 13,5 V ( Batería completamente cargada ), lo anterior significa que el valor de la resistencia interna de dicha batería ya se aleja mucho del valor óptimo recomendado por el fabricante , por lo tanto nuestro servicio técnico advierte la urgencia de realizar a la brevedad posible el recambio de baterías debido a que en el próximo corte de energía eléctrica la autonomía del UPS será casi nula.

¿Cómo se puede medir la resistencia interna de una batería? – Defecto parcial, recambio total

Colocando como ejemplo el mantenimiento de un UPS Kaise de 10 kVA tipo Torre adquirido aproximadamente hace 2 años, si en las  mediciones de parámetros eléctricos encontramos 15 baterías en buen estado y una sola defectuosa debido a la finalización de la vida útil, entonces se debe recambiar las 16 baterías debido a que si solo se recambia la batería defectuosa tendremos diferentes caídas de tensión en cada una de las 16 baterías provocando así sobrecalentamiento en la mismas y por ende una pronta finalización de la vida en cada una de ellas.

Esto es debido a que la resistencia interna de una batería operativa es muy diferente a la resistencia interna de una batería defectuosa, la idea es que la resistencia interna de cada una de las baterías sea aproximadamente igual de manera que la caída de tensión en cada una de las baterías sea estándar.

A continuación, brindamos una tabla de resistencias de nuestras baterías Kaise según las capacidades más solicitadas :

 

Batería Tensión Capacidad Resistencia
KB125 12 V 5 Ah 25 miliohm
KB127 12 V 7 Ah 28 miliohm
KB1272 12 V 7,2 Ah 26 miliohm
KB129 12 V 9 Ah 20 miliohm
KB1218 12 V 18 Ah 13 miliohm
KB1226 12 V 26 Ah 10 miliohm
KBL12330 12 V 33 Ah 9 miliohm
KBL12450 12 V 45 Ah 8 miliohm
KBL12650 12 V 65 Ah 6,2 miliohm
KBL12750 12 V 75 Ah 6,2 miliohm
KBL12260 12 V 260 w 5 miliohm
KBL121000 12 V 100 Ah 5 miliohm
KBL121500 12 V 150 Ah 3,5 miliohm
KBL122000 12 V 200 Ah 3 miliohm

 

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Cómo calcular la capacidad de las baterías

Guía de cálculo

Te has preguntado, ¿Cómo calcular la capacidad de las baterías? Cuando compras una batería Kaise, te proporcionamos las especificaciones técnicas del producto:

• Capacidad e energía que proporciona,
• La forma de maximizar su duración,
• El tamaño
• Y algunos detalles más.

Pero lo que no sabemos es la energía que va a proporcionar la batería para la aplicación en la que la vamos a emplear. Entre otras cosas porque la mayor parte de las baterías se irán cargando cíclicamente mediante diversas formas (paneles solares, redes públicas, etc. Debido a que la batería supone un activo muy importante es relevante que sepamos con precisión como calcular la capacidad de las baterías que necesitamos en función de la demanda prevista.
A continuación indicamos como saber los amperios que vamos a necesitar para dar energía a cualquier dispositivo.

Paso 1. Averiguar el consumo
Si la corriente consumida la medimos en amperios y el tiempo en horas, entonces capacidad en amperios-hora T C es:
C = xT
Por ejemplo, si una bomba consume 120 mA y deseamos que funcione durante 24 horas
C = 0,12 Amperios * 24 horas = 2.88 Amperios hora

 

Cómo calcular la capacidad de las baterías

 

Paso 2. Ciclo de vida
Un punto muy importante para calcular la capacidad de las baterías es tener en cuenta su ciclo de vida. Recuerda que no es bueno descargar una batería hasta llegar a cero en cada ciclo de carga. Por ejemplo, si desea utilizar una batería de plomo ácido en muchos ciclos no debe trabajar extrayendo más del 80% de su carga, dejando el 20% restante en la batería. Esto amplía el número de ciclos disponibles y consigue que la batería se degrade menos y mantenga su capacidad de carga durante más tiempo.
C = C/0.8
Para el ejemplo anterior
C = 2,88 AH / 0,8 = 3,6 AH

 

Paso 3: Cambio de las consideraciones de descarga
Algunos químicos de la batería dan mucho menos Ah si se descargan rápido. Este efecto es grande en alcalinas, carbón y zinc, zinc-aire y baterías de plomo ácido. Es un efecto pequeño en NiCad, de iones de litio, polímero de litio, y las baterías de NiMH.
Para las baterías de plomo ácido la capacidad nominal (es decir, el número de AH grabado en la batería) se suele dar con una tasa de 20 horas de descarga. Si se descarga a una velocidad lenta obtendremos el número nominal de amperios-hora previstos. Sin embargo, a velocidades de descarga alta la capacidad cae abruptamente.

Una regla de oro es que para una velocidad de descarga de 1 hora (es decir, extraer 10 amperios de una batería de 10 Ah, C1), sólo se obtendrá la mitad de la capacidad nominal (o 5 amperios-hora de una batería de 10 amperios-hora). Para conseguir mayor precisión en el proceso de cómo calcular la capacidad de las baterías pueden utilizarse los gráficos del fabricante que detallen este efecto de la velocidad de descarga.

Veamos un ejemplo: Si tenemos un grupo de servidores cuya potencia total consuma 20 amperios y deseamos que dure una hora, comenzaríamos con lo indicado en el Paso 1:
C = 20 amperios * 1 hora = 20 AH
A continuación, proceder al paso 2
= C 20 AH / 0,8 = 25 AH
Luego tomaremos en cuenta una velocidad de descarga alta:
C = 25 / 0,5 = 50 AH
Por lo tanto se necesitan 50 amperios hora de la batería de plomo sellada para hacer funcionar el amplificador durante 1 hora con una corriente promedio de 20 amperios

Paso 2 ¿Qué ocurre si no tenemos una carga constante? En estos casos debemos calcular la corriente promedio del periodo estudiado. Consideraremos la posibilidad de un ciclo repetitivo en el que cada ciclo es de 1 hora. Consiste en 20 amperios por 1 segundo seguido por 0.1 amperios por el resto de la hora. La corriente promedio se calcula de la siguiente forma.

 

El Paso 3 es muy difícil de predecir en el caso de que tengamos períodos cortos con altas intensidades de corriente.
Si conocemos los vatios en vez de amperios, seguiremos el siguiente procedimiento:

Paso A: Convertir vatios a amperios
En realidad, los vatios son la unidad de potencia y los vatios-hora la unidad de energía almacenada.
Vatios-hora = vatios * hora = 250 vatios * 5 horas = 1250 vatios hora
Tengamos en cuenta que la eficiencia del inversor sea por ejemplo del 85%.
Vatios-hora = vatios * horas / eficiencia = 1250/0,85 = 1,470 vatios hora
Ya que vatios = amperios * voltios dividimos los vatios-hora por el voltaje de la batería y obtenemos los amperios-hora de almacenaje de la batería.
Amperios-hora (a 12 voltios) = vatios-hora / 12 voltios = 1470 / 12 = 122.5 amperios-hora.

Si se está utilizando una batería de voltaje diferente los amperios-hora cambiarán dividiéndolo por el voltaje de la batería que se está utilizando.

Esperamos te sea últil esta información, si ya cuentas con un equipo UPS y deseas orientación en su cálculo de autonomía,  puedes ingresar aquí:

¿CÓMO CALCULAR EL TIEMPO DE AUTONOMÍA DE LAS UPS ?

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Baterías para sistema de seguridad

 

De acuerdo a las necesidades de consumo de cualquier sistema de seguridad, varios tipos de baterías podrían ser aplicadas a los distintos sistemas de seguridad. Entre ellas las de electrolito absorbido o las baterías ya que su condición de selladas hacen que sean completamente seguras, libres de corrosión y que se permitan colocar tanto de manera vertical como horizontal, siendo completamente versátiles para casi cualquier aplicación.

Sin embargo, simplemente con la correcta elección del tipo de batería no basta para obtener un resultado óptimo, por lo cual debe tenerse en cuenta el fin primario de una batería, (abastecer de energía al sistema de seguridad por un tiempo determinado).

Las baterías para sistemas de seguridad entrará en acción en aquellos momentos en los que el sistema no pueda abastecerse de la red eléctrica, en estos casos de emergencia será el elemento más importante.

Ejemplo práctico: Supongamos que los dueños de un hogar parten un domingo al medio día, con fin ausentarse durante todo el resto de la jornada, pero no saben que, a poco de partir, la electricidad de su casa fue cortada. En este caso pueden presentarse dos posibles alternativas: contar con una buena batería de 12V 7Ah, cargada, la cual podrá proteger al hogar por un plazo aproximado de 7 horas, dependiendo siempre de la cantidad de sensores y consumo del equipo, o que el sistema tenga una batería de poca calidad o vieja, que solo podrá ofrecer alimentación por un par horas.

El resultado final es notorio: en el primer caso se tendrá una casa protegida mientras que en el segundo, un hogar expuesto con un sistema de alarmas de escaso o nulo tiempo de funcionamiento. Entonces, así como muchas veces es importante tener un buen sistema de alarma, los es también contar con un sistema de back-up eléctrico que responda en casos extremos.

Características adecuadas

La principal característica que las baterías para sistemas de seguridad deben cumplir es la confiabilidad, es decir satisfacer las prestaciones para las que se ha construido, y para que esto ocurra son necesarias las siguientes condiciones:

  • La calidad de sus componentes debe ser óptima.
  • La pureza de sus componentes debe ser la adecuada, así como también la superficie y diseño de las placas (a mayor superficie y mejor diseño se obtiene una mayor capacidad de la batería).
  • Con respecto al electrolito, cuanto más puro y más ajustada su densidad mayor vida útil en ciclos de carga y descarga.
  • La carcaza o contenedor debe resistir todas las pruebas de los estándares de seguridad exigidos*
  • Una batería confiable deberá entregar una carga de energía constante sin caídas bruscas de tensión.

Por su parte, las baterías de plomo-ácido y electrolito gelificado, en general mantienen placas planas pero el material activo tiene una formulación diferente, que lo hace más apto para el trabajo en ciclado. Esta característica, junto con el hecho de que el electrolito gelificado ocupa todo el volumen interno de la caja, hace que estas baterías se recuperen mejor en caso de sufrir un ciclado profundo. Tanto en las de electrolito absorbido como en las de gel los materiales constructivos, salvo en lo que respecta a la inmovilización del electrolito (fibra de vidrio y PVC respectivamente) son idénticos y no existe ninguna ventaja de una sobre la otra. Claramente, las baterías de gel dan una mejor prestación a la hora de requerirse descargas profundas.

Esto obedece a un diseño diferente del material activo de las placas positivas y al hecho de contar con una mayor cantidad de ácido. Esta última característica también brinda una mejor disipación de calor, por lo que este tipo de baterías soportan con menor degradación las altas temperaturas. Las baterías de gel también tendrán un mejor desempeño en las descargas muy lentas, como las que se experimentan en sistemas de energía solar o no convencional en general.

A pesar de estas diferencias, cuando se trata de aplicaciones con descargas de tiempos comprendidos entre 1 o 2 horas y hasta 20 horas, como en las aplicaciones de telecomunicaciones o sistemas de alarma, las diferencias de desempeño entre ambos tipos de baterías para sistemas de seguridad no son tan significativas, salvo que haya mucho ciclado, es decir, lugares donde la red es de mala calidad y se corta con frecuencia, lo cual las convierte en igualmente aptas para su aplicación.

Después de leer este review, ¿qué opinas sobre la importancia de las baterías de seguridad?

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¿Cómo calcular el tiempo de autonomía de las UPS ?

Uno de los requerimientos constantes que obtenemos en nuestras operaciones es cómo calcular el tiempo de autonomía de las UPS KAISE. Según el expertise de nuestros especialistas, el tiempo de duración de una UPS en modo batería es muy relativo, no se puede decir un tiempo exacto porque siempre dependerá de varios factores, sin embargo, las variables que si son exactas están relacionadas con las especificaciones de: tipo y número baterías que lleva dentro; strings, voltaje y amperaje de cada una de ellas, entre otros.

En este artículo estaremos detallando los recursos necesarios para hacer el cálculo y el paso a paso de su aplicación.

Cómo calcular el tiempo de autonomía de las UPS: Recursos

Para saber cómo calcular el tiempo de autonomía de las UPS, te brindamos las hojas de datos de tanto Baterías Kaise como de UPS Kaise, siendo esta última el punto de partida referencial.

Cálculo de autonomía de UPS KAISE

Antes de definir cómo calcular el tiempo de autonomía de las UPS, debemos analizar la configuración interna del equipo siendo los datos determinantes la potencia activa, la distribución interna en serie, la eficiencia, la tensión de corte y el número de celdas.

La potencia activa, indica la capacidad real del equipo, esta información se obtiene al multiplicar la potencia aparente (potencia máxima) por el factor de potencia, este dato lo suministramos en nuestra hoja de datos según el modelo de la UPS.

La distribución interna en serie de las baterías también se detallan en las Especificaciones Técnicas, debemos ir a la sección Baterías y en dicha sección detallamos la especificación de unidad estándar, ahí observamos la siguiente información:

Con la tensión de corte, desde nuestra experiencia técnica, recomendamos que se tome como valor fijo 10,5V.

El número de celdas, podemos observarlas en la hoja de datos de la batería.

De esta manera teniendo la potencia activa, la distribución interna en serie, la eficiencia, la tensión de corte y el número de celdas; podemos determinar finalmente cómo calcular el tiempo de autonomía de las UPS.

Primer Cálculo

Corriente por String

Ireq=Potencia Consumo / eficiencia. A BateriasString. tensión de corte

Tomando en consideración el ejemplo anterior y suponiendo que la potencia de consumo es igual a lo recomendado, el cálculo sería:

Ireq=8000W / (0,945. 20. 10,5v)= 40,31 A
Segundo Cálculo

Potencia por String

Utilizamos la Potencia Requerida y la dividimos entre el número de strings.

Istring=IReq / Strings

Istring=40,31 A / 2= 20,15 A

 

Tercer Cálculo

Potencia por Bloque/String

Utilizamos la Potencia por String y la multiplicamos por la tensión de corte.

Potenciastring=Ibloquestring . tensión de corte

Potenciastring=20,15 A . 10,5v= 211,74 w
Cuarto Cálculo

Potencia por Celda

Utilizamos la Potencia por Bloque/String y la dividimos entre el número de celdas.

Potenciacelda=Potencia bloquestring / número de celdas

Potenciacelda=211,74 w / 6= 35,27 w/celda

 

Para determinar el tiempo, vamos a la hoja de datos de la batería seleccionada y procedemos a ubicar la tensión de corte por celda de la batería a 10,5 W , es decir, una tensión de corte por celda de 1,75V (debido a nuestra recomendación de 75% de consumo).

Observando la tabla anterior, la autonomía de este equipo será de aproximadamente 9 minutos cuando el consumo de la carga es 8000W.

Esperamos te sea últil esta información, si deseas orientación en cómo calcular el tiempo de autonomía de las UPS, puedes dejar tus datos de contacto abajo y un especialista estará contactándote.

Cómo Calcular Autonomia UPS by Kaise by Alejandro Francisco del Pino on Scribd