La batería como fuente de alimentación
Hay diferentes tipos de baterías recargables. El tipo más común es la batería de plomo-ácido. Un tipo menos conocido es la batería de níquel-cadmio (NiCad), que aún puede encontrarse con frecuencia en sistemas de alimentación de emergencia. Debido a la alta tensión de carga que requieren las baterías NiCad y al hecho de que son muy poco ecológicas, no son aptas para su uso a bordo de una embarcación o en un coche/camión.
Principio de la batería de plomo-ácido
Una batería es un dispositivo que almacena electricidad en forma de energía química. Cuando es necesario, la energía se libera de nuevo en forma de electricidad para aparatos eléctricos de CC como luces y motores de arranque. Una batería consiste en varias células galvánicas, cada una con una tensión de 2 voltios. Para una batería de 12 voltios, se conectan seis células en serie y se instalan en una única carcasa. Para conseguir 24 voltios, se conectan dos baterías de 12 voltios en serie. Cada célula presenta placas positivas de plomo oxidado y placas negativas de plomo metálico, así como un electrolito compuesto de agua y ácido sulfúrico. Durante la descarga, el óxido de plomo de las placas de plomo se convierte en plomo. El contenido de ácido disminuye porque el ácido sulfúrico es necesario para este proceso.
Para recargar la batería, debe conectarse una fuente de alimentación externa, como un cargador de baterías, un alternador o un panel solar, con una tensión de aproximadamente 2,4 V por célula. El sulfato de plomo volverá entonces a convertirse en plomo y óxido de plomo, y el contenido de ácido sulfúrico aumentará. Hay unos límites establecidos para la tensión de carga a fin de impedir que se libere una cantidad excesiva de hidrógeno. Una tensión de carga de más de 2,4 V por célula, por ejemplo, produce una gran cantidad de gases de hidrógeno, que pueden dar lugar a una mezcla explosiva con el oxígeno en el aire.
El límite superior de la tensión de carga para una batería de 12 V es 14,4 V, y el valor correspondiente para una batería de 24 V es 28,8 V a 20 °C. La relación entre el nivel de llenado de una batería y la gravedad específica de la mezcla agua/ácido sulfúrico es la siguiente:
Los diferentes tipos de batería (según el grosor y número de placas por célula) se corresponden con las distintas aplicaciones. La corriente máxima que puede suministrarse viene determinada por la superficie total de la placa. El número de veces que una batería puede descargarse y recargarse (el número de ciclos) depende del grosor de las placas. Una batería puede tener muchas placas finas o unas pocas gruesas.
La batería de arranque
Una batería de arranque tiene muchas placas finas por célula, que forman una gran superficie de placa total. Por lo tanto, este tipo de batería es adecuada para suministrar un nivel alto de corriente en un periodo corto de tiempo. El número de veces que una batería de arranque puede descargarse completamente está limitado a aproximadamente 50-80. Pero, dado que para arrancar el motor se utiliza solo una pequeña parte de la energía almacenada (en torno al 0,01 %), la batería dura muchos años. Este tipo de batería normalmente no es adecuado para un uso cíclico.
Batería de Iones de Litio
Hasta hace poco, las baterías de Iones de Litio estaban disponibles principalmente como baterías recargables de poca capacidad por eso solían utilizarse mucho en teléfonos móviles y ordenadores portátiles. Mastervolt ofrece baterías de Iones de Litio con una gran capacidad. Nuestras baterías de Ión de Litio tienen una alta densidad de energía y son perfectas para aplicaciones cíclicas. En comparación con las baterías tradicionales de plomo-ácido, las baterías de Iones de Litio ofrecen un ahorro de hasta el 70 % en volumen y peso, mientras que el número de ciclos de carga es tres veces superior, en comparación con las baterías de ácido-plomo de semitracción. Un beneficio añadido es que las baterías de Iones de Litio pueden ofrecer una capacidad constante, independientemente de la carga conectada. La capacidad disponible de una batería de ácido-plomo se reduce en caso de corrientes de descarga más elevadas. Las baterías de Iones de Litio pueden descargarse al 80 % sin que ello afecte a su vida útil; en cambio, a las baterías de plomo-ácido les afectan más las descargas profundas.
Vida útil más larga
En comparación con las baterías tradicionales abiertas o de plomo-ácido, las baterías de Iones de Litio ofrecen todavía más ventajas, como una densidad de potencia mucho mayor y una vida útil más larga. Y, dado que el litio es el metal más ligero, las baterías de Iones de Litio también son más ligeras. También pueden recargarse en cualquier momento, mientras que las baterías de níquel-cadmio deben descargarse por completo para ofrecer un rendimiento óptimo y prevenir el efecto memoria. Además, las baterías de Iones de Litio pueden recargarse con una corriente muy alta, hasta el 100 % de la capacidad, lo que resulta en un tiempo de carga muy corto sin efecto memoria.
Sistema de Gestión de Baterías
Las baterías Mastervolt de Iones de Litio están equipadas con un Sistema de Gestión de Baterías. El sistema mantiene todas las celdas individuales perfectamente equilibradas, lo que tiene como resultado un aumento de la capacidad y la vida útil.
La batería de semi-tracción
Una batería de semi-tracción tiene menos placas en cada vaso, pero son más gruesas. Estas baterías suministran una corriente para arranque relativamente inferior, pero se pueden descargar con más frecuencia y durante más tiempo (200 a 600 ciclos completos). Este tipo de batería es altamente adecuada para la función combinada de batería de arranque y servicio.
La batería líquida de tracción
(Mastervolt no tiene este tipo de baterías en su cartera de productos)
Este tipo de batería tiene incluso menos placas planas o cilíndricas, aunque son muy gruesas. Por lo tanto, puede descargarse muchas veces y prácticamente por completo (1000-1500 ciclos completos). Por eso las baterías líquidas de tracción suelen ser la elección habitual para carretillas elevadoras y equipos eléctricos pequeños, como máquinas de limpieza de grado industrial.
Pero las baterías líquidas de tracción requieren un método de carga especial. Como, en su mayoría, estas baterías son altas, son sensibles a la acumulación de ácido sulfúrico en el fondo. Este fenómeno recibe el nombre de estratificación y se produce porque el ácido sulfúrico es más denso que el agua. El contenido de ácido aumenta en la parte inferior de la batería, intensificando localmente la corrosión de la placa, y disminuye en la parte superior, reduciendo la capacidad. La batería se descarga de forma desigual, lo que hace que su vida útil se reduzca considerablemente. Para distribuir el ácido uniformemente de nuevo, la batería debe sobrecargarse deliberadamente aplicando tensión excesiva. Esto genera una gran cantidad de gases de hidrógeno, formará una mezcla peligrosa con el oxígeno del aire. La tensión necesaria para recargar estas baterías es de aproximadamente 2,7 voltios por célula, o 16,2 voltios para un sistema de 12 V y 32,4 voltios para un sistema de 24 V. Estos altos niveles de tensión son extremadamente peligrosos para el equipo conectado y la gran cantidad de gas generado impide el uso de estas baterías en embarcaciones y vehículos, excepto para propulsión.