05 septiembre 2010

¿Por qué fallan las baterías y qué podemos hacer para prolongar su duración? (3ª PARTE)




SOBRE LAS DIFERENTES FORMAS DE CONTROLAR LA BATERÍA

En los artículos anteriores de esta serie hemos visto en detalle cómo las baterías quedan severamente afectadas por una carga incorrecta. Como explicábamos el electrolito de una batería de plomo-ácido consiste en una mezcla de agua y ácido sulfúrico. Cuando está completamente cargada, el material activo en las placas negativas es plomo esponjoso puro; en las placas positivas es óxido de plomo. La concentración de ácido sulfúrico en el electrolito es entonces alta.

Durante la descarga el ácido sulfúrico del electrolito reacciona con el material activo en las placas positivas y negativas formando sulfato de plomo y agua. Esto reduce la concentración de ácido sulfúrico.

En el proceso de descarga, la profundidad de descarga se controla usando un hidrómetro que mide la gravedad específica del electrolito. La gravedad específica y el voltaje de la batería decrecen conforme aumenta la profundidad de descarga de la batería:

El control de la batería tiene como principal función llevar un seguimiento de la profundidad de descarga de la batería, en particular para prevenir la descarga total inesperada.

El control de una batería lleva un seguimiento de la corriente que entra y sale de la batería y ello se hace en amperios hora. Por ejemplo, una corriente de descarga de 10 A durante dos horas significa que la batería se ha descargado 10 x 2 = 20 Ah.

Eficiencia energética de una batería

Cuando una batería se carga o se descarga tienen lugar pérdidas. La cantidad total de energía eléctrica que la batería acumula durante la carga es aproximadamente un 25 % mayor que la energía que da durante la descarga, lo cual significa que tiene una eficiencia del 75 %. Las tasas de carga y descarga altas reducen la eficiencia. Las mayores pérdidas ocurren debido a que el voltaje es más alto durante la carga que durante la descarga, y ello ocurre particularmente durante la absorción. Las baterías que no despiden mucho gas (batería baja en antimonio) y con baja resistencia interna son las más eficientes.

Cuando una batería se usa en modo de estado de carga parcial, su eficiencia energética será aproximadamente del 89 %

Eficiencia de carga de una batería

Cuando una batería se está cargando, tienen que bombearse más Ah a la batería de los que se retiran durante la siguiente descarga. A esto se llama eficiencia de carga.

La eficiencia de carga de una batería es casi del 100 %, mientras que no tiene lugar generación de gas. Cuando se genera gas ello quiere decir que una parte de la corriente de carga no se está transformando en energía química y almacenada en las placas, sino que se usa para descomponer agua en oxígeno y gas hidrógeno). Los amperios-hora almacenados en las placas se aprovecharán mientras tenga lugar la descarga mientras que los usados para descomponer el agua se perderán. Sabe que lo que preparar a cabo la oposición eléctrica.

La eficiencia de carga de una batería dependerá de:

• Tipo de batería: baja gasificación = alta eficiencia.
• La forma como se carga la batería. Si una batería se usa en estado parcial de carga y sólo de vez en cuando se carga al 100 %, la eficiencia será más alta que si la batería se recarga al 100 % después de cada descarga.
• Corriente de carga y voltaje. Cuando la batería se carga con altas corrientes y por lo tanto alto voltaje y altas temperaturas, la gasificación comenzará antes y será más intensiva. Esto reducirá la eficiencia de carga y total.

En la práctica la eficiencia de carga tendrá un rango que irá del 80 % al 95 %. Un controlador de la batería debe tener en cuenta la eficiencia de la carga, si no lo hace su lectura será demasiado optimista. Si la eficiencia de carga tiene que ajustarse manualmente es aconsejable inicialmente elegir un valor bajo, por ejemplo del 85 %, y ajustarlo más tarde cuando se adquiera práctica y experiencia.

Efecto en la capacidad de la tasa de descarga

La capacidad de una batería es dependiente de la tasa de descarga. Cuanto más rápida es la tasa de descarga, menos capacidad Ah está disponible.

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