CARGA DE BATERÍAS EN AMBIENTES FRÍOS

La carga de baterías de plomo ácido en climas fríos (aunque también en climas cálidos) requiere una consideración especial, principalmente porque se requiere un voltaje de carga más alto a bajas temperaturas y un voltaje más bajo a altas temperaturas. Por lo tanto, la carga de la batería debe ser «compensada por la temperatura» para mejorar el cuidado de la batería. Esto debe tenerse en cuenta cuando en el lugar de instalación del banco de baterías se estima o espera que la temperatura de la batería sea inferior a 10°C o superior a 30 C. El valor central de referencia para la compensación de temperatura es 25°C.

Un clima frío reduce la capacidad de una batería. Este es otro factor que debe tenerse en cuenta, junto con la carga y la velocidad de carga en comparación con la capacidad de la batería (Ah). Estos factores afectan el tamaño correcto y consecuente de un banco de baterías para usarlo en cualquier caso particular. La capacidad de la batería en Ah, por ejemplo en Victron, generalmente se da como valor para una capacidad de 20 horas a 25°C. La velocidad de descarga o la carga pueden escribirse como 0.05C, donde, por ejemplo, C es el factor de carga de la capacidad de batería nominal de 20 horas a 25°C.

Pongamos algunos ejemplos:

Si tenemos una batería de 100Ah con 20 horas de duración nominal, entonces según lo comentado, una carga de 0.05 sería 100 x 0.05 = 5A o 100/20, que también es una tasa de descarga de 5A durante ese período de 20 horas. Por lo tanto, una carga de 10A en una batería de 100Ah con 20 horas de duración sería una tasa de descarga de 0.1C, una velocidad de descarga de 0.2C en una 200Ah sería de 40A y así sucesivamente. Las tasas de C también se relacionan tanto con las tasas de carga y las tasas de descarga.

Cuando compramos una batería, se puede ver la capacidad nominal de esta en Ah, en base a C20 (en el caso de Victron, ya que como se definió en el artículo anterior ¿Qué es el ritmo de descarga de una batería? existen más tasas típicas de descarga), en base a C10 y C5 para que se pueda conocer y entender mejor como la carga «reduce» el Ah disponible.

En resumen, la capacidad se reduce a bajas temperaturas, como ocurre con las tasas de C de descarga más altas que la tasa de 20 horas de 0.05C. Esta reducción en la capacidad debido a mayores tasas de descarga se debe a la Ley de Peukert:

Gráfico que muestra el efecto sobre la capacidad de la batería debido a la temperatura y los consumos

DIFERENCIA QUE PODEMOS OBSERVAR EN LAS BATERÍAS DE PLOMO-ÁCIDO

Dentro de los diferentes tipos de baterías de plomo-ácido, podemos encontrar las siguientes más comunes:

• Plomo con la capacidad de rellenar cada una de las seis celdas con agua desmineralizada.
• La llamada batería «sellada» o, más bien, sin mantenimiento. Estas no se pueden recargar como el modelo anterior.
• Ácido-plomo (VRLA, por sus siglas en inglés) regulado por válvula (Absorbent Glass Mat), donde el electrolito se absorbe en una placa de vidrio.
• Similar al AGM, pero el electrolito se mantiene en formato gel.

Sin embargo, todas las baterías mencionadas anteriormente son con tecnología basada en el plomo (a diferencia del litio). En el caso de fabricantes como Victron, se dispone de estos tipos de baterías:

• Gel (Mejor ciclo de vida que AGM).
• AGM (Mejor que el gel para consumos con peaks elevados).
• AGM Telecom. Diseñado principalmente para aplicaciones de telecomunicaciones, con un tamaño muy reducido.
• Súper ciclo de AGM (mejor si se espera una descarga frecuente a 60-80% DOD).
• Batería de carbón-plomo
• Baterías OPzV 2V. Larga vida, gel de alta capacidad.
• Baterías OPzS 2V. Baterías de placa tubular inundada de gran capacidad y larga duración para aplicaciones solares especializadas.

COMPENSACIÓN DE TEMPERATURA Y CARGA

En el caso de ejemplo con Victron, la compensación de temperatura recomendada para las baterías Victron VRLA es – 4 mV/celda (-24 mV /°C para una batería de 12 V). Además de tener en cuenta la carga en clima frío, la corriente de carga preferiblemente no debe exceder los 0.2C (20A para una batería de 100Ah) ya que la temperatura de la batería tenderá a aumentar en más de 10°C si la corriente de carga excediera los 0.2C. Por lo tanto, también se requiere compensación de temperatura si la corriente de carga excede los 0.2C. ¿Cómo se logra una carga con temperatura y voltaje compensados? Para el caso de Victron existen varios componentes dedicados a realizar esto. Para los sistemas que usan inversores/cargadores esta parte está resuelta. Para los sistemas que no usan un inversor/cargador, Victron dispone de un Smart Battery Sense para asegurar que las fuentes de carga brindan una carga óptima compensada por voltaje y temperatura a las baterías, mediante la transmisión inalámbrica de valores precisos de voltaje y temperatura de la batería al controlador de carga. Esta información luego se usa para establecer los parámetros de carga ideales, lo que resulta en una carga más completa y más rápida, mejorando la vida de la batería.