Introducción
Las baterías VRLA o libres de mantenimiento también se conocen como baterías selladas de plomo-ácido (SLA). Este tipo de batería es adecuada para aplicaciones solares debido a su larga vida útil y a su ausencia de mantenimiento. Las baterías VRLA están diseñadas para ser a prueba de derrames y ventilan automáticamente los gases producidos por una reacción química dentro de la batería. No es necesario rellenarlos con agua como una batería de celda inundada.
Una batería de plomo-ácido regulada por válvula es una tecnología madura que se ha utilizado en muchos sistemas de energía solar, por lo que suele ser la opción más rentable y tiene un historial comprobado en sistemas de energía renovable. Están diseñados para usarse en aplicaciones donde estarán constantemente cargando y descargando, como es el caso cuando se usan en sistemas de energía solar.
¿Qué es una batería de plomo ácido sellada?
Una batería sellada de plomo-ácido (SLA) tiene un electrolito dentro de la celda y no contiene agua ni otros líquidos como ácido sulfúrico o ácido clorhídrico. Estos tipos de baterías se desarrollaron en la década de 1960 para proporcionar energía a vehículos que no usaban gasolina, sino que tenían un motor eléctrico que podía recargarse a sí mismo a través de sistemas de frenado regenerativo cuando era necesario, recargando la energía almacenada en el paquete de baterías mientras conducían cuesta abajo en carreteras planas a bajas velocidades durante largos períodos de tiempo durante condiciones de clima frío sin requerir mucha atención de mantenimiento por parte de los conductores que, de otro modo, habrían tenido que operar válvulas manualmente en ciertas condiciones.
Proveedores de baterías VRLA Hemos diseñado estas baterías para que sean a prueba de derrames y expulsan automáticamente los gases producidos por una reacción química dentro de la batería.
No es necesario rellenarlos con agua como una batería de celda inundada.
No tiene electrolito líquido y por lo tanto no es necesario agregar ácido ni verificar los niveles.
La batería VRLA también puede durar mucho más de lo esperado, siempre que la mantenga adecuadamente. Si utiliza su sistema solar correctamente, sus baterías durarán muchos años sin necesidad de ningún mantenimiento.
Las baterías VRLA contienen dos placas de plomo diferentes, una positiva y otra negativa, que están sumergidas en líquido electrolítico.
La batería se carga mediante el proceso de electrólisis: la reacción entre dos metales diferentes provoca una corriente eléctrica que alimenta la bomba de carga.
El líquido electrolítico utilizado en las baterías VRLA contiene agua mezclada con ácido sulfúrico (H2SO4). Esta mezcla actúa como medio para que los electrones se muevan de un electrodo a otro cuando se produce electricidad.
Cuando la batería está cargada, este fluido pasa a las placas, que reaccionan para producir electricidad para su uso posterior.
El fluido electrolítico es el medio que permite que se produzcan reacciones químicas en una batería. Está formado por una solución iónica, lo que significa que contiene iones (partículas cargadas). En este caso, estos iones son iones de litio y moléculas de agua.
Las baterías utilizan electrolitos porque permiten que se produzcan reacciones químicas entre electrodos con diferentes niveles de carga. En este caso, dos placas forman un circuito eléctrico con sus extremos positivo y negativo conectados entre sí mediante cables u otros materiales conductores como fibra de carbono o polvo de grafito recubiertos sobre metales como láminas de papel de aluminio con pasta de plata agregada para una mejor conductividad. Cuando coloca sus paneles solares sobre la línea del techo para que reciban luz solar directa durante las horas del día durante los días de invierno, cuando no hay mucha capa de nubes que impida que los rayos pasen más allá de los seis pies de altura sobre el nivel del suelo, donde se encuentran la mayoría de las casas hoy en día (pero aún no hay suficiente protección contra la exposición a la radiación), entonces, si instala baterías VRLA dentro de esos mismos paneles...
Esta acción química significa que el ciclo de vida de una batería es limitado, lo que significa que deberá reemplazar las baterías periódicamente si desea un rendimiento óptimo de su sistema de energía solar.
El ciclo de vida de una batería es limitado, lo que significa que deberá reemplazarlas periódicamente si desea un rendimiento óptimo de su sistema de energía solar. Si no reemplaza sus baterías VRLA cada cinco años, pueden perder capacidad y requerir recargas más frecuentes. Las baterías deben inspeccionarse periódicamente y mantenerse en un lugar fresco y seco donde se pueda acceder fácilmente a ellas sin que se dañen por el calor o el frío.
Hemos descrito las baterías sin mantenimiento arriba. Se utilizan ampliamente en instalaciones de sistemas solares domésticos.
Las baterías VRLA también se conocen como baterías selladas de plomo-ácido y están diseñadas para ser a prueba de derrames. Esto significa que no es necesario rellenar la batería con agua como ocurre con una batería de celda líquida.
Estas baterías ventilan automáticamente los gases producidos por una reacción química dentro de la batería, por lo que es muy recomendable no sobrecargar este tipo de baterías porque esto puede dañarlas permanentemente.
Funcionamiento con batería VRLA
El principio de funcionamiento básico de la batería VRLA se puede explicar de la siguiente manera:
Un tipo de batería de plomo-ácido contiene placas de plomo que sirven como electrodos y están sumergidas en el electrolito, que contiene un líquido similar al ácido sulfúrico. De la misma manera, la batería VRLA también tiene un tipo de química similar y el electrolito en este tipo de batería está inmovilizado.
En el tipo AGM (Gel Absorbido Mate) En baterías VRLA, el El electrolito es un tipo de fibra de vidrio mate, mientras que en las baterías de gel tiene forma de pasta. En el momento de la descarga de la celda, el ácido diluido y el plomo de la batería sufren una reacción química que libera agua y sulfato de plomo. Y a medida que continúa el proceso de descarga, el agua y el sulfato de plomo se convierten nuevamente en ácido y plomo. Para todos los tipos de baterías de plomo-ácido, la corriente de carga debe sincronizarse con la capacidad de la batería para que se absorba la energía. Cuando el valor de la corriente de carga es mayor, se produce el proceso de electrólisis, que descompone el agua en forma de O2 y H₂. A medida que estos dos gases escapan, se debe agregar agua continuamente a la batería.
Mientras están en la batería VRLA, mantienen los gases producidos en la batería hasta que los niveles de presión estén en un límite seguro. En escenarios operativos generales, los gases se pueden combinar dentro de la batería o, en algunos casos, utilizar un catalizador o electrolito.
Incluso si la presión excede un nivel seguro, las válvulas de seguridad se abrirán para permitir que escapen gases adicionales. Esto se debe a que la presión se regula a los valores permitidos. Por esta razón, las baterías se denominan “reguladas por válvula”.
Cálculo de vida VRLA
Durante el ciclo de vida de la batería VRLA, la batería experimentará una descarga profunda cuando las principales fuentes de energía que se utilizan sean energía solar, carritos de golf y otras. Luego la batería se recarga y después de descargarse vuelve a su capacidad para ser utilizada una y otra vez.
Mientras que en un ciclo convencional, el ciclo se repite. Esto provoca una mayor tensión en la placa positiva donde la pasta cae desde la sección de la rejilla. Entonces, para este tipo de aplicaciones existe una tecnología llamada Deep Cycle Servicing. Funciona con la batería AGM, que está especialmente diseñada para ofrecer una vida útil más larga para ciclos regulares y aplicaciones profundas. Para mejorar la durabilidad, esta tecnología está contenida en una formulación pastosa positiva.
Esto se hace para contrarrestar la presión que se desarrolla en el momento de los cambios estructurales que ocurren en el ciclo de carga o descarga. Luego, la fusión de la rejilla y la pasta positiva permite la capacidad de expansión y esto aumenta el ciclo de vida.
Así es como se calcula el ciclo de vida de la batería como VRLA.
VRLA frente a iones de litio: ¿cuál es mejor?
Las baterías VRLA son el UPS preferido debido a su confiabilidad y bajo voltaje inicial, costo inicial de la fuente de energía y facilidad de administración. Sin embargo, a medida que el precio de las baterías de iones de litio ha bajado en los últimos años, rápidamente se están convirtiendo en la opción preferida para los UPS de centros de datos.
¿Son las baterías de iones de litio lo nuevo por defecto?
¿Cuáles son las diferencias entre VRLA y iones de litio? Y lo más importante ¿cuál es mejor?
Aquí hay 4 cosas a considerar al considerar qué batería usar.
Duración de la batería
Para saber cuánto estás invirtiendo realmente en una batería, debes considerar su vida útil.
La rapidez con la que necesite reemplazar la batería determinará el valor final y los beneficios generales. Los proveedores miden la duración de la batería en dos métricas diferentes: durabilidad y vida útil.
La vida útil es el tiempo estimado que durará una batería antes de alcanzar el 80% de su capacidad energética. , indicando el final de la vida útil de la batería. La vida útil se determina asumiendo que la batería funcionará en las condiciones cotidianas del “mundo real”; por lo tanto puede variar.
La duración de la batería es el tiempo estimado que el fabricante ha determinado que durará la batería si se mantiene con carga lenta durante toda su vida útil. Living, conservado en perfecto estado, sin cortes de luz.
La duración típica de una batería VRLA es de 3 a 6 años. Aunque es más cara en el momento de la compra, la batería de iones de litio tiene una vida útil de más de diez años.
Tamaño y peso
Las baterías de iones de litio no sólo ocupan menos espacio debido a su alta densidad de energía, sino que también son mucho más pequeñas. En comparación con las baterías VRLA, las baterías de iones de litio son un 70 % más pequeñas y un 60 % más ligeras.
Mantenimiento
Las baterías de iones de litio están equipadas con un sistema de gestión de baterías (BMS) integrado. Por el contrario, las baterías VRLA requieren costos adicionales si desea realizar comprobaciones periódicas de resistencia o agregar un BMS. El BMS proporciona un monitoreo continuo del estado de la batería, extendiendo su vida útil y evitando temperaturas peligrosas al permitir un control total sobre la carga y descarga.
Energía versus potencia
Decidir qué batería es mejor para su centro de datos puede depender de sus necesidades energéticas específicas. Los UPS requieren baterías que puedan entregar grandes cantidades de energía en 5 a 10 minutos. La diferencia entre las baterías VRLA y las de iones de litio es la capacidad restante después del tiempo de ejecución requerido.
La energía de la batería se mide por potencia x horas, lo que significa que la batería entrega 100 voltios a 10 amperios y puede soportar 1000 vatios.
En resumen, una celda de energía entrega una gran cantidad de energía en un corto período de tiempo, utilizando casi toda la capacidad energética de la batería. Una celda de energía está diseñada para proporcionar una cantidad relativamente pequeña de energía durante un período prolongado de tiempo.
Las baterías de iones de litio están diseñadas para ser celdas o celdas de energía, mientras que las baterías VRLA están limitadas por diseño solo como celdas de energía.
Entonces ¿cuál es mejor?
Aunque el costo inicial de las baterías de iones de litio es mayor que el de las VRLA, requieren menos reemplazos (si los hay) durante la vida útil del UPS, lo que elimina el riesgo de tiempo de inactividad al cambiar las baterías. La batería de iones de litio tiene hasta diez veces más ciclos de descarga y aproximadamente cuatro veces menos autodescarga. Si bien las baterías de iones de litio tienen regulaciones de envío más estrictas y costos de fabricación más altos, pesan aproximadamente tres veces menos que las VRLA, pero tienen las mismas características.
potencial de potencia. Para colmo, sus capacidades de carga son cuatro veces más rápidas.
Conclusión
Esta es la decisión más importante para cualquier instalación solar. El tipo de batería que elija determinará cuánto durará su suministro de energía y cuánto costará su funcionamiento. Le recomendamos que considere estos factores al elegir una batería de repuesto para su sistema.
Si tiene alguna pregunta o inquietud sobre estas baterías o cualquier marca que tengamos, ¡contáctenos hoy!
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