Introducción
Durante más de un siglo, las baterías de plomo-ácido han sido un compañero habitual en el mundo del almacenamiento de energía por su fiabilidad, rentabilidad y amplia gama de aplicaciones. Las baterías de plomo-ácido se utilizan en numerosas industrias y sectores, desde la automoción hasta el almacenamiento de energías renovables. A lo largo del tiempo han ido apareciendo distintos tipos de baterías de plomo-ácido, desarrolladas en función de determinadas demandas y finalidades.
En este artículo se describen varios tipos de baterías de plomo-ácido y, a continuación, se profundiza en sus principales características, composición, ventajas y aplicaciones. Desde las versátiles baterías selladas de plomo-ácido VRLA y AGM hasta las variantes especializadas de ciclo profundo y alta tasa, cada tipo tiene ciertas características que las hacen aptas para tareas específicas.
Además, nos adentraremos en el funcionamiento interno de estas baterías y conoceremos su gama química, además de comprender cómo les benefician en diversos escenarios. Proporcionar energía de reserva en aplicaciones críticas, almacenar energía renovable en instalaciones aisladas de la red o hacer funcionar el teléfono o el coche con baterías de plomo ha demostrado su valor. Sigue desempeñando un papel fundamental en las soluciones actuales de almacenamiento de energía.
1. Batería VRLA (plomo-ácido regulada por válvula):
Las baterías de plomo-ácido reguladas por válvula (VRLA ) son baterías recargables creadas para no necesitar mantenimiento gracias a su construcción sellada. Estas válvulas utilizaban baterías selladas para evitar fugas de electrolito y estaban diseñadas para la regulación de válvulas. Esta tecnología de baterías utiliza separadores de fibra de vidrio saturados con electrolitos, lo que hace que la batería no tenga fugas. La característica clave de las baterías VRLA reside en su diseño regulado por válvula, en el que una válvula unidireccional de alivio de presión permite que el gas extra escape durante la carga y la descarga, garantizando que la batería permanezca sellada y segura.
Algunos ejemplos de aplicaciones son los siguientes:
Sistema de alimentación ininterrumpida (SAI): Las baterías VRLA son un importante aparato de almacenamiento de energía para los sistemas SAI, ya que suministran energía de reserva durante los cortes para proteger las herramientas electrónicas y los datos críticos.
Iluminación de emergencia: En edificios, instalaciones industriales y espacios públicos, las baterías VRLA suministran sistemas de iluminación de emergencia para que las personas puedan salir de forma segura durante las emergencias.
Sistemas de alarma y seguridad: Las baterías VRLA proporcionan energía de reserva fiable para alarmas de seguridad y sistemas de vigilancia, garantizando una protección y supervisión ininterrumpidas.
●Telecomunicaciones: Las aplicaciones de este tipo de baterías en la industria de las telecomunicaciones incluyen la copia de seguridad de las fuentes de alimentación de las torres de telefonía móvil y equipos de comunicación durante las interrupciones de energía para garantizar la conectividad ininterrumpida.
Ventajas：
●Seguridad: El diseño sellado y el sistema regulado por válvula hacen que las baterías VRLA sean seguras de usar en diversas aplicaciones sin riesgo de fugas de ácido, lo que las hace ideales para uso en interiores y entornos sensibles.
● No requieren mantenimiento: Las baterías VRLA no requieren un mantenimiento común en comparación con las baterías de plomo-ácido inundadas convencionales, ya que permanecen más tiempo que las convencionales.
●Versatilidad: Estas baterías son muy versátiles. Se aplican a diversos sectores, como los sistemas SAI, la iluminación de emergencia, los sistemas de seguridad y las telecomunicaciones, entre otros.
●Carga rápida: Las baterías VRLA adoptan una aceptación de carga relativamente rápida, lo que les permite recargarse rápidamente, y están preparadas para la energía de reserva en una corta porción de tiempo.
2. Batería de plomo-ácido sellada AGM (Absorbent Glass Mat):
La batería AGM consiste en una química de plomo-ácido, en la que el electrolito se absorbe en los separadores AGM. Las baterías de plomo-ácido selladas AGM están reguladas por válvulas y selladas con separadores de fibra de vidrio. Los separadores AGM permiten que la batería no requiera mantenimiento alguno, al tiempo que garantizan la seguridad y fiabilidad del sistema. La estera de fibra de vidrio prácticamente absorbe e inmoviliza el electrolito, con lo que se evitan las fugas aunque la batería se vuelque o se coloque en distintas orientaciones.
ventajas:
En primer lugar, tienen un bajo índice de autodescarga. Normalmente, cuando están almacenados, pueden mantener su carga durante largos periodos sin apenas pérdida de potencia. En segundo lugar, presentan un mejor rendimiento a altas velocidades de descarga, por lo que son excelentes opciones para aplicaciones que necesitan ráfagas de energía o una elevada potencia de salida. Además, la construcción sellada significa que no hay mantenimiento, ya que no es necesario regarlas ni comprobar los niveles de electrolitos con regularidad.
Aplicaciones:
En el sector del automóvil, son habituales en el arranque, el alumbrado y el encendido (SLI) hasta en el suministro de energía de reserva para embarcaciones marinas que garantizan un suministro eléctrico continuo y fiable durante las excursiones. Además, las baterías AGM son muy adecuadas cuando se utilizan como sistemas de almacenamiento de energía solar, ya que pueden almacenar energía de forma eficiente y cargarse y descargarse repetidamente. Además, estas baterías son excelentes opciones para los scooters eléctricos. Las baterías de plomo-ácido selladas con AGM han demostrado ser fuentes de energía versátiles y fiables en diversas aplicaciones.
3. Batería de plomo-ácido sellada con GEL:
Las baterías de gel están compuestas por placas de plomo y un electrolito de ácido sulfúrico gelificado. El gel se forma por la adición de sílice al electrolito, formando así una sustancia semisólida que mantiene el ácido en su sitio. A diferencia de las baterías de plomo-ácido inundadas normales, la tecnología de gel inmoviliza el electrolito de ácido sulfúrico. Por lo tanto, no es necesario derramar ni realizar tareas de mantenimiento. La construcción está sellada, lo que significa que es segura y permite el funcionamiento de la batería en cualquier dirección sin derrames de ácidos.
ventajas:
Las principales ventajas de las baterías de plomo-ácido selladas con GEL son que ofrecen una vida útil mejorada. La composición del gel reduce la tasa de sulfatación de las placas de la batería, haciéndolas más resistentes al desgaste asociado a los ciclos de carga y descarga. Este ciclo de vida ampliado se traduce en una vida útil más larga de la batería y, por tanto, en una menor frecuencia de sustitución.
Las baterías de GEL tienen un mejor rendimiento en condiciones de alta temperatura. El electrolito cualificado es menos propenso a secarse con el aumento de las temperaturas, por lo que ayuda a mantener la capacidad y la eficiencia de la batería.
Aplicaciones:
Otra gran aplicación de las baterías de GEL es el almacenamiento de energía renovable, donde el exceso de electricidad generada a partir de placas solares o turbinas eólicas se almacena en baterías de GEL para disponer de un suministro de energía estable y continuo cuando fallan las fuentes renovables. El exceso de almacenamiento de baterías de GEL también ocupa un lugar destacado en la industria médica, ya que alimenta equipos críticos como ventiladores y sistemas de monitorización de pacientes. Su buen ciclo de vida y su rendimiento fiable los convierten en una buena elección para aplicaciones médicas que necesitan fuentes de alimentación de buena calidad.
4. Batería de plomo-ácido de ciclo profundo:
Las baterías de ciclo profundo suelen tener placas de plomo más gruesas y una mayor densidad de material activo. Su robusto diseño le confiere una mayor capacidad para almacenar más energía. La batería de plomo-ácido de ciclo profundo ha sido diseñada para soportar repetidas descargas y recargas profundas sin sufrir daños. A diferencia de los que se utilizan para arrancar motores, sus características los hacen idóneos para aplicaciones que necesitan una entrega de potencia sostenida y fiable durante un periodo prolongado.
Posibles ventajas:
La principal ventaja de las baterías de plomo-ácido de ciclo profundo es su mayor vida útil. Su construcción pesada, su resistencia a la degradación de las placas y su capacidad para durar más tiempo en condiciones exigentes de descarga y recarga les permiten satisfacer aplicaciones que requieren ciclos frecuentes y continuos durante toda su vida operativa.
Además, las baterías de plomo-ácido de ciclo profundo funcionan mejor en aplicaciones que implican ciclos continuos de descarga y recarga. Pueden suministrar una potencia constante y fiable sin degradar el rendimiento o la eficiencia durante periodos prolongados. Permiten casi todo tipo de aplicaciones.
Aplicaciones:
Las aplicaciones más comunes son la alimentación de carritos de golf y vehículos eléctricos para un uso y una autonomía sostenidos. Además, las baterías de ciclo profundo tienen una buena aplicación para almacenar el exceso de energía generada durante las horas de sol intenso, así como para liberarla cuando hay poca o ninguna luz solar. Garantiza un suministro continuo de energía con el máximo aprovechamiento de la energía solar.
5. Batería de plomo-ácido de alta capacidad:
La
batería de plomo-ácido de alta capacidad
es un material de electrodos cuidadosamente seleccionado y diseñado para proporcionar una rápida capacidad de descarga y recarga. La batería de plomo-ácido de alta capacidad está diseñada para suministrar corrientes elevadas en aplicaciones de corta duración. Esto será compatible con aplicaciones que requieran una liberación de energía rápida y potente. Estas baterías están diseñadas con materiales y configuraciones de electrodos optimizados para tolerar de forma eficiente al tiempo que proporcionan fiabilidad en un alto índice de descargas.
ventajas:
Una de las principales ventajas de las baterías de plomo-ácido de alta capacidad es que pueden funcionar eficazmente en aplicaciones de alta potencia. Ofrece ráfagas rápidas de energía. Son valiosos para aplicaciones que necesitan una liberación rápida y sustancial de potencia.
Las baterías de plomo-ácido de alta capacidad también son adecuadas para sistemas de alimentación de emergencia. En condiciones de emergencia, cuando se necesita una fuente de energía inmediata y fiable, las baterías de alta capacidad pueden suministrar la energía necesaria para mantener funciones y dispositivos críticos.
Aplicaciones:
Las baterías de plomo-ácido de alta capacidad suelen aplicarse en entornos industriales. Suelen utilizarse en carretillas elevadoras y otros equipos de manipulación de materiales, ya que estos dispositivos necesitan corrientes elevadas para levantar cargas pesadas y mantener la maquinaria en funcionamiento con eficacia. Estas baterías garantizan que las carretillas elevadoras puedan suministrar potencia a intervalos cortos para seguir siendo productivas y rendir a un alto nivel.
Además, su rápida capacidad de liberación de energía hace que las baterías de plomo-ácido de alta capacidad sean apropiadas para los sistemas de telecomunicaciones. Durante los cortes de electricidad o los momentos de máxima demanda, estas baterías pueden servir rápidamente de apoyo a la infraestructura de telecomunicaciones para mejorar el tiempo de actividad de los servicios de comunicación.
6. Batería tubular OPzV:
Las baterías tubulares OPzV tienen un electrolito de gel y placas tubulares positivas. Se sabe que la batería tubular OPzV tiene una construcción con placas tubulares positivas. Estas baterías están fabricadas para ofrecer un rendimiento y una vida útil superiores a los de las baterías de plomo-ácido. Están mejoradas para ciclos profundos mediante placas positivas tubulares, lo que las convierte en la mejor opción para aplicaciones que necesitan descargas frecuentes y profundas.
ventajas:
La batería tubular OPzV tiene la vida útil más larga entre los tipos de baterías de plomo-ácido. La combinación de placas tubulares positivas y electrolitos de gel reduce la degradación de las placas, lo que prolonga la vida útil de una batería determinada y la convierte en una solución rentable y fiable de almacenamiento de energía a largo plazo.
Además, las baterías OPzV tienen una buena capacidad de ciclo profundo. Por lo tanto, pueden aceptar descargas profundas frecuentes sin sacrificar el rendimiento o la eficiencia. Esta característica es fundamental para aplicaciones como los sistemas de almacenamiento de energía renovable y las instalaciones de energía sin conexión a la red que dependen de un suministro de energía constante y sostenido.
Aplicaciones:
Las baterías tubulares OPzV se utilizan en diversos sistemas de almacenamiento de energías renovables. Cuando almacenan muy eficazmente el exceso de energía generada por paneles solares o turbinas eólicas, su capacidad para resistir frecuentes descargas profundas y recargas garantiza un suministro de energía estable y fiable durante los periodos de baja o nula generación de energía renovable.
Además, estas baterías se utilizan en emplazamientos de telecomunicaciones remotos para proporcionar energía de reserva durante cortes de suministro o en zonas con menos acceso a la red eléctrica. Su larga vida útil y su capacidad de ciclo profundo las convierten en una fuente de energía fiable para infraestructuras de comunicación críticas.
7. Batería de plomo-ácido OPzS:
La batería de plomo-ácido OPzS incorpora en su diseño un electrolito de ácido sulfúrico líquido sumergido. Las pilas tienen placas positivas tubulares y placas negativas planas o pegadas. La batería de plomo-ácido OPzS es famosa por su diseño de placa tubular, que utiliza un electrolito líquido de ácido sulfúrico. Estas baterías están diseñadas con placas positivas tubulares duras y resistentes que desempeñan un papel vital en su rendimiento fiable y su larga vida útil.
ventajas:
Un punto fuerte de las baterías de plomo-ácido OPzS es su naturaleza duradera y sólida. Además del electrolito de ácido sulfúrico líquido, el diseño de placa tubular aumenta la resistencia de la batería para soportar frecuentes descargas profundas y una mayor degradación de la recarga, lo que prolonga su vida útil.
Además, las baterías OPzS tienen un buen ciclado, ya que la aplicación requiere ciclos profundos repetidos. Esta particularidad es muy útil en entornos en los que se necesita una fuente de alimentación fiable y estable, por ejemplo: el sector de las telecomunicaciones, los sistemas ferroviarios y las instalaciones de almacenamiento de energía, entre otros.
Aplicaciones:
Las baterías de plomo-ácido OPzS acaban siendo ampliamente utilizadas en aplicaciones críticas de diversos campos. Estas baterías actúan como fuentes de energía de reserva fiables que garantizan servicios de comunicación ininterrumpidos durante los cortes de electricidad o en zonas remotas con escaso acceso a la red eléctrica.
Además, las baterías OPzS se utilizan en gran medida en sistemas ferroviarios para suministrar energía de reserva vital a los sistemas de señalización, comunicación e iluminación. Son resistentes a las descargas profundas y a las duras condiciones de funcionamiento, lo que las convierte en soluciones fiables de almacenamiento de energía en infraestructuras ferroviarias.
8. Baterías de plomo de arranque-parada o arranque del motor:
Las baterías de plomo-ácido Start-Stop o de arranque del motor se fabrican específicamente para vehículos con tecnología Start-Stop. El sistema también se denomina apagado automático y reinicio del motor durante paradas cortas, como semáforos, para ahorrar consumo de combustible y emisiones de dióxido de carbono. Estas baterías cuentan con tecnologías avanzadas, como la Absorbent Glass Mat (AGM) o la Improved Flooded Battery (IFB), lo que significa que pueden soportar los frecuentes arranques y paradas de los motores sin fallar.
ventajas:
Las baterías de plomo-ácido Start-Stop o de arranque del motor ofrecen muchas ventajas cuando se utilizan en vehículos equipados con tecnología Start-Stop. Uno de los principales méritos es la mejora de la eficiencia del combustible. Estas baterías pueden volver a arrancar rápidamente el motor tras la parada y reducir así el tiempo de ralentí innecesario, lo que se traduce en un ahorro de combustible y una reducción de las emisiones.
Además, estas baterías tienen una alta resistencia a los ciclos profundos, esencial para las operaciones continuas de arranque y parada del motor. Su ciclo de vida mejorado mantiene un rendimiento fiable durante largos periodos de funcionamiento, lo que se traduce en longevidad y rentabilidad para los propietarios de vehículos.
Aplicaciones:
Estas baterías sólo se instalan en los automóviles modernos equipados con tecnología start-stop. Para ahorrar combustible y reducir las emisiones de carbono, los vehículos incorporan cada vez más sistemas de arranque y parada. Las baterías de plomo-ácido Start-Stop o de arranque del motor son importantes en estos vehículos, ya que garantizan un arranque suave y fiable del motor durante las paradas frecuentes.
Conclusión
En conclusión, las baterías de plomo-ácido se presentan en varios tipos, cada uno de ellos adaptado a aplicaciones y necesidades funcionales precisas. La elección del tipo de batería depende de factores como la velocidad de descarga, las necesidades de ciclado, las preferencias de mantenimiento y las limitaciones presupuestarias. A medida que la tecnología siga evolucionando, las baterías de plomo-ácido experimentarán probablemente nuevas mejoras, lo que las convertirá en una solución viable de almacenamiento de energía durante años.
