BATERÍAS DE ACUMULACIÓN. CAPACIDAD REAL Y CURVA DE DESCARGA.
- Nicolás Ruiz
- 8 feb 2015
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En instalaciones de autoconsumo aisladas, sin conexión a la red eléctrica, la batería constituye el único medio de almacenamiento energético. Es fundamental en estos casos realizar un buen estudio de la demanda eléctrica de los diferentes receptores a colgar de la instalación con el fin de dimensionar la batería de forma que se disponga de la suficiente capacidad de almacenamiento.
El principio de funcionamiento de la batería se basa en la conversión de energía química en eléctrica y a diferencia de las pilas, éstas permiten reconvertirla nuevamente a energía química.
Las baterías más tradicionales se componen de placas alternadas de plomo y de dióxido de plomo sumergidas en un medio ácido llamado electrolito. Cada par de placas forma una célula que genera algo más de 2 voltios. Las baterías de 12 V se componen internamente de 6 células conectadas en serie de tal forma que la tensión de la batería es la suma de las tensiones generadas por las células individuales.
Capacidad real de una batería.
La capacidad de una batería se mide en Amperios por hora (Ah) y expresa la corriente continua que la batería puede suministrar durante 1 h de uso, manteniendo la tensión de suministro en unas condiciones especificadas de temperatura estándar.
Si atendemos a la expresión del cálculo de la capacidad de una batería:
C = a.t (en Ah)
Dónde “C” es la capacidad de la batería, “a” la intensidad (en amperios y “t” en tiempo de funcionamiento (en horas),
Podríamos pensar que un grupo de baterías de 250 Ah podrían pues entregar 25 Amperios (A) durante 10 h, ó bien la mitad de corriente (12,5 A) durante el doble de tiempo (20 h) en base a mantener siempre constante el producto de la corriente expresada en Amperios y el tiempo expresado en horas : 250 Ah.
En el ejemplo anterior, ¿cabría pensar que podríamos obtener 125 Amperios durante 2 h? La respuesta es NO.
En la práctica, la ley de descarga de una batería no tiene un comportamiento ideal y no es posible obtener tantos amperios, aunque sea en poco tiempo, como nosotros queramos, debido a que existe un fenómeno de saturación que hace que, a medida que exigimos a la batería grandes corrientes, se produce una disminución práctica de la capacidad y no llegará a suministrarla, aunque sólo fueran 2 h.
Para evitar esta confusión, los fabricantes de las baterías especifican el valor de la Capacidad con un valor añadido denominado “CX”, siendo X las horas nominales de descarga. Pongamos un segundo ejemplo para aclaración:
Una batería de 80 Ah de “C40” de capacidad, significa que la capacidad mencionada de 80 Ah está cuantificada para 40 h (C40), y por tanto se deduce que la corriente nominal de descarga que la batería proporcionaría a nuestra instalación sería: 80/40, esto es 2 A. En el caso de que los consumos de la instalación demanden una corriente superior a 2 A, la capacidad de la batería bajará, ¿pero cuánto?. Hay que utilizar las llamadas curvas de descarga.
Curvas de descarga de una batería.
ejemplo: curva de descarga batería marca CSB modelos CP12400
En condiciones ideales, las baterías deberían mantener el voltaje constante durante todo el proceso de descarga, y luego caer de forma brusca, pero en realidad no es así.
En la imagen se representa la curva de descarga de una batería de la marca CSB, más concretamente el modelo CP12400.
Se observa en la tabla que durante los primeros 10 mínutos de funcionamiento continuado la batería es capaz de proporcionar 81,70A a una tensión de 1,85V por celda, es decir, a una tensión de 11,1V pero, en 10 horas de funcionamiento continuado, la batería únicamente es capaz de proporcionar el 3,96A a la mencionada tensión. Es decir, la potencia instantánea durante los 10 primeros minutos que es capaz de proporcionarnos la batería es de 980W y, durante 10 horas de funcionamiento ininterrumpido únicamente de 47,5W.
Se constata de esta manera la importancia, a la hora de seleccionar las baterías de acumulación, de disponer de la mayor información posible sobre las mismas.