miércoles, agosto 01, 2012

República Dominicana: Electricidad y Baterías


Hola amigos. Con bastante frecuencia recibo consultas sobre baterías e inversores, de parte de visitantes de República Dominicana. Las preguntas y comentarios de los dominicanos me hacen imaginar una situación muy similar a la que se vivió en mi país durante los años de 1985 a 1990. 


República Dominicana. 
Fuente: Wikipedia
Durante ese quinquenio, hubo una fuerte demanda de energía eléctrica aquí en el Perú. A la par, ocurrió que las lluvias fueron escazas durante tres años consecutivos, lo que llevó a las centrales hidroeléctricas de generación de energía a trabajar a un nivel muy por debajo de su rendimiento nominal: No había agua suficiente. La consecuencia fue tener un servicio deficitario de energía. Se impusieron los racionamientos y cortes programados de electricidad. Lo anterior, ocasionó que se instalaran generadores de energía a combustible diesel, y así, las industrias y comercios pudieron continuar con su actividad.

Río con bajo caudal de agua. 
Fuente: Wikipedia.
Diferente, lo que ocurrió con los usuarios domiciliarios. Ellos fueron los más afectados, sobre todo quienes se dedicaban a pequeños negocios. Sectores completos de la ciudad de Lima, se veían privados de electricidad, y algunos también de agua, ya que en algunas zonas era necesario el servicio de electrobombas para garantizar que el agua llegue a las casas con la presión requerida.

Como una manera de afrontar la crisis se ensayaron diversidad de alternativas. Algunas funcionaban, pero otras eran menos que paliativos. Por ejemplo recuerdo que en un programa de TV, recomendaban sacar la batería del auto y con ella alimentar un foco (bombillo o luminaria) para obtener iluminación. Te decían: "Así usted tiene un generador casero". Claro el programa de TV, no te explicaba cómo era que tenías que hacer cuando se agotaba la energía de la batería. Ya no tenías luz del foco, y tampoco auto que encendiera.

Se comercializaron en esa oportunidad unos equipos llamados conversores. Estos no eran otra cosa que unidades que convertían la energía de una batería de 12 voltios, en energía alterna de uso domiciliario de 220 voltios. A la vez, estos equipos actuaban como cargadores de batería. La potencia de los inversores era de unos 500 watts. El equipo en modo cargador entregaba unos 5 amperios. La salida de voltaje en 220 voltios, no tenía regulación (o sea no siempre estaban presentes los 220 voltios. A medida que la batería se iba descargando, pues este voltaje disminuía, y caía tan bajo como 180 voltios) y el tipo de onda alterna era lo que se llamaba: Onda Cuadrada.
Fuente: Wikipedia

La Onda Cuadrada, es una energía del tipo alterno de 220 voltios y de 60 hertz, que son digamos los valores nominales con los que trabaja la energía eléctrica que llega a nuestras casas aquí en Perú. La diferencia era que la energía que recibíamos de parte de la empresa eléctrica era: Onda Senoidal. El dibujo nos grafica lo que es una onda senoidal (curva verde) y onda cuadrada (cuadrados de color rojo). Como se observa, los valores máximos de ambas ondas, coinciden, no así su forma. Sucede que muchos equipos eléctricos están diseñados para trabajar con onda senoidal y cuando se les aplica onda cuadrada, pues no funcionan o su operación tiene deficiencias. Es lo que los especialistas llaman: Ruido eléctrico. Recuerdo que a solicitud de un propietario de una computadora de diseño, instalé un  conversor de onda cuadrada. Al encender el equipo, este "abrió" sus programas de trabajo, pero había un zumbido que no era normal.

Inversor y batería. Fuente: Powerinverters.com
Si no hay electricidad como un servicio continuo y sin fallas, pues los domicilios, no tienen iluminación en las horas que lo requieren. Las neveras o cámaras de frio, no conservarán los alimentos, sobre todo si el país o región tienen mayormente clima tropical. Me pongo a pensar por ejemplo en las postas médicas rurales que necesitan mantener vacunas en refrigeración. Se pierde también la comunicación efectiva vía fono o internet.

Una manera de afrontar la falta de energía domiciliaria, es mediante el uso de inversores. La potencia de estos equipos, dependerá de lo que se va a conectar a ellos. El tamaño y número de baterías, dependerá de la potencia de los equipos y de las horas que planeamos que estarán en funcionamiento usando solo la energía almacenada en los acumuladores (baterías).

Lo que relaté líneas arriba sobre la experiencia en mi país con los conversores, es quizás muy similar a  lo que los dominicanos tienen que afrontar ahora. A la fecha, los equipos se han sofisticado y los inversores se manufacturan en diversidad de potencias. Son equipos más compactos y más confiables. Tienen regulación, es decir el voltaje que entregan es estable y no se ve afectado por la caída de voltaje de la batería, a medida que esta se va descargando. Dicho sea de paso, existe la opción de que suministren energía alterna con onda senoidal o cuasi-senoidal.

Estos equipos de uso domiciliario, generalmente están en un rango de 2000 a 4000 watts, siendo los más usuales los de 3000 watts. Generalmente están equipados con baterías de tapones y electrolito líquido. De 6 voltios y con capacidades de entre 180 a 225 A-h. Son las baterías conocidas como de: Ciclo Profundo.

La batería y el equipo inversor, deben estar adecuadamente dimensionados para atender la demanda esperada tanto en potencia, como en número de horas de servicio. La batería es el elemento gravitante para el diseño. Es el dispositivo de mayor inversión y el que hay que cuidar más, para obtener de él, buena vida útil.

Por ahora quedó aquí. Esta entrada tendrá una segunda parte. Solicitaría a los visitantes que me escriban y me remitan sus preguntas, sobre todos los amigos dominicanos. Me gustaría si alguno me cuenta su experiencia. El tipo de equipo que tiene y que tan satisfecho está. Ayudarían las fotos que me puedan remitir.

Mi correo es: energicentro@gmail.com

Saludos.

15 comentarios:

  1. Buen día wil975 de República Dominicana

    Perdón por demorar mi respuesta. Estaré viendo su consulta hoy por la noche.

    Saludos

    Carlos el baterillero

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  2. Buen día Wilfredo,

    1) en realidad lo que aconsejan los fabricantes de baterías, es que cualquiera sea el método de carga, la Corriente Inicial deberá ser de alrededor de 1/10 de la capacidad de la batería. Puede ser menos, pero el límite máximo aconsejable es 1/10.
    2) Si una batería es de 100 A-h, se recomienda iniciar su recarga, fijando la corriente a un valor de 1/10, o sea 10 amperios. Ahora el tiempo de carga, considerando que la batería esté 100% descargada será aproximadamente 1.15 de 10 horas o sea: 11.5 horas, debido a que la recarga no es 100% eficiente. Parte de la corriente se pierde en: elevación de temperatura de la batería, gasificación y eficiencia del propio proceso de conversión electroquímica.
    3) El voltaje de una batería plenamente cargada, con el cargador prendido, inyectando corriente, es de 14 a 14.5 voltios. Cuenta también la temperatura ambiente. Por ejemplo en regiones donde la temperatura promedio anual esté por encima de 28 grados Celcius, considerar 14 voltios o 14.2 como valor límite. Alcanzado ese valor, si el cargador es automático, debe pasar a voltaje de flotación.
    4) El punto donde la batería está 100% descargada es bastante controversial. Por ejemplo los fabricantes definen como punto de corte, a aquel en que una batería de doce voltios no debería bajar de: 10.5 voltios (la mitad si la batería es de 6 voltios), medido en bornes de la batería y con la carga conectada a ella. Descargar una batería por debajo de 10.5 voltios, es letal para su vida útil. Muchos UPS, consideran también 10.5 voltios, en ese momento el modo inversor del UPS, debe apagarse.
    5) ¿Cómo se establece el punto de corte de voltaje de una batería?, pues depende de cuanto de corriente le voy extrayendo por hora (se considera que la descarga es a corriente constante). Le reitero, este voltaje es de 10.5 voltios para una descarga de corriente equivalente a 1/20 de la capacidad. Si la descarga de corriente es mayor, el voltaje puede ser menor a 10.5, pero hay que consultar la especificación que da el fabricante de la batería.

    Recuerde que los inversores deben entregar corriente a 220 voltios (o 110 V) cuando la batería va descargándose, deben entrar en acción los elementos estabilizadores del inversor, a fin de mantener la tensión adecuadamente regulada. Si el voltaje de la batería, cae mas, pues la regulación debe ser mayor, pero esto tiene un límite.

    IMPORTANTE: No es bueno para la vida útil de la batería, descargarla totalmente. Yo aconsejo dimensionar la instalación, considerando que las baterías no se descargarán mas allá del 80%. Claro, lo anterior forzará a usar baterías más grandes o en mayor número, y eso es mayor inversión. Debe llegarse a una situación de compromiso, en cuanto estoy decidido a invertir y cuanto espero que me duren las baterías.

    Le agradecería, me pueda explicar usted lo de característica Low Battery de los inversores.

    6) Lo de sube el voltaje y baja la corriente de carga, aparece en los modos de carga: Voltaje constante.
    7) Para una batería parcialmente cargada (o parcialmente descargada), igual diseñó usted su módulo cargador para una corriente en 1/10 del valor de la capacidad. Enciende el cargador. Por unos minutos la corriente es digamos alta, pero luego la propia batería y el propio modo de carga (voltaje constante) irán bajando la corriente. Si la batería está muy descargada, "la bajada" de corriente demora mas, que si está poco descargada. Dicho de otra manera, el proceso de carga de una batería, hace aparecer en borne un voltaje de oposición al cargador. Este será mayor, cuanto mayor sea la carga de la batería. Claro los equipos deberían tener un modo de protección, por ejemplo un limitador de corriente.

    (continuará)

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  3. (continuación)

    8) 18 amperios (apara una batería de 225 amperios, es un valor conservador y yo diría bueno, para con la vida de la batería, pero 1/10, o sea 22.5 también es bueno, ya que es el límite asumido por los fabricantes. Una corriente mayor, disminuye el tiempo de carga. Una corriente menor, hace mas eficiente el proceso de carga. Yo le dije que uno debe suministrar por ejemplo 1.15 veces de energía, para recargar una batería. Si la corriente de carga es menor, ese valor baja digamos a 1.12 (estoy poniendo números para graficar mi respuesta, no necesariamente son esos valores los que ocurren en la práctica).

    Los dos últimos párrafos de su pregunta, los he respondido líneas arriba.

    Le agradecería me escriba un mail a energicentro@gmail.com

    9) Los 1620 watts que usted calcula, con la eficiencia del 60%, son en realidad watts-hora. Lo de 60% es un valor que toma en cuenta que la descarga de la batería en amperios no será mas allá de 1/10 de la capacidad de la batería (o algo muy cercano a ese valor). Si la batería debe entregar mas corriente, hay que usar otra herramienta: Cálculo de tiempoo de servicio vs corriente de descarga. Esta característica, usualmente no lo dan los fabricantes de baterías de electrolito líquido. Puede usarse como referencia el que dan los fabricantes de baterías VRLA. Aquí el link de un post de Energicentro, donde aparece esa curva:

    http://energicentro.blogspot.com/2009/12/calculo-de-autonomia-en-el-post.html

    El último párrafo de su segundo bloque comentario, se lo responderé cuando usted me haga los comentarios a mi respuesta y me explique mas lo de Low battery.

    Le reitero mi solicitud, de que me escriba un correo. Deseo planterale una solicitud respecto a los equipos inversores y baterías.

    Saludos

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  4. Hola Carlos,
    Soy Dominicano y tengo unas dudas que me gustaría me ayudaras a aclarar.
    Tengo un inversor de 1.5K que normalmente carga 4 baterías de 6V, me ha llegado la hora de volver a comprar baterías y estas ultimas solo han durado 14 meses, no soy bueno en eso del mantenimiento por lo que puede ser culpa mía. En el corto plazo voy a comprar las 4 baterías y por lo que leo en tu blog debo hacerle caso a la información de los Amp, he visto unas bastante caras marca R***s de 6v y 400Amp que parecen interesantes pero son muy caras para este plan por lo que seguiré buscando.
    Lo que estoy pensando hacer a un mediano plazo ahora es adquirir 4 paneles solares de 250W monocristalinos para que carguen las baterías durante el día y usar la red eléctrica en caso de estar disponible o las baterías por la noche.
    Dudas en el corto plazo:
    1- Es recomendable adquirir solo dos baterías de 12V y 290Ah?
    2- Necesito que estas duren al menos 24 meses esta vez, entonces las compro libres de mantenimiento o con mantenimiento como las actuales?
    Dudas a mediano plazo:
    1- Voy a poder usar el inversor que actualmente tengo con los paneles?
    2- Que especificaciones de baterías recomendarías una vez tenga los paneles?
    Datos adicionales
    Mi consumo es de aprox. 350 Kwh al mes
    La red eléctrica se cae en mi sector entre 8 y 12 horas diarias a diversas horas normalmente en dos periodos de apagones de 6 o 4 horas.
    Estimo que puedo conseguir siempre entre 9 y 10 horas de sol y la radiación solar es 6.09 en Dominicana
    Gracias y cualquier comentario será apreciado.

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  5. Hola Anónimo Dominicano

    Usted me plantea dos detalles:

    1) Baterías e inversor que trabajan en ausencia de energía de red. Luego las baterías se recargan durante las horas en que hay servicio de red.

    2) Paneles solares, baterías y red.
    Este caso, además de los datos que anota, se requiere información sobre el nivel de radiación solar que hay en su región. También se debe detallar que es lo que usted considera que debe usarse como equipo eléctrico a ser servido ppor los paneles. Hablo de prioridades: TV, computadora, iluminación mínima, congeladora o conservador de alimentos, bomba de agua etc. Debe establecer bien cual es su objetivo, ya que el precio de los paneles y de las baterías crece muy rápido, a medida que vamos incrementando los consumos.


    Por lo que voy diciéndole, usted prácticamente me está consultando todo un proyecto, o lo que llamamos aquí en Perú: Un tema de tésis.

    Vayamos al 1:

    a) Doce horas de servicio de red
    b) doce horas de ausencia de red
    c) Tienen un inversor de 1500 VA

    Debe especificar su prioridad para que durante las horas de ausencia de red, funcionen los equipos con las baterías. Por ejmplo durante las horas de apagón, yo necesito que siempre funcione mi congeladora que consume 300 watts, mas dos focos ahorradores de 20 watts cada uno y una PC de 150 watts. Con lo anterior, establecemos un tamaño de batería y cuantas horas de srvicio darán ellas.

    Espero me haya entendido. Luego le respondo sobre la conveniencia o no de comprar las baterías de 290 A-h.

    Espero mi texto sea claro y de utilidad.

    Saludos desde Perú

    carlos el baterillero

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  6. Hola Carlos muchas gracias por contestar,

    Sí las horas de apagones son en la noche entonces necesito que las baterías hagan funcionar:
    6 bombillos de bajo consumo aprox. 15 watts c/u
    1 TV pantalla plana pequeño
    1 Caja por donde llega la señal del cable a la TV o un DVD en su defecto
    1 Modem de internet ADSL
    2 Laptops (ocasionalmente pues las baterías que traen aun son eficientes)
    2 Cargadores de Celulares (ocasionalmente pues las baterías que traen aun son eficientes)
    Esto que le describo durante aprox. 2 o 3 horas, 2 abanicos pequeños o quizás los conozca como ventiladores de pared pequeños por toda la noche.
    Idealmente la nevera o congeladora como le llama usted estaría funcionando todo el tiempo, pero en las instalaciones que se hacen en Dominicana se deja la nevera sólo conectada a la red al igual que los Acondicionadores de Aires muy pocas veces se conectan al inversor por lo que estos dos aparatos solo reciben energía si la red esta disponible, inicialmente se quedaría de esta manera al igual que la bomba de agua.
    Cuando las horas de apagones sean de día y en fines de semana (de lunes a viernes estamos trabajando) entonces necesito que las baterías y/o paneles hagan funcionar:
    1 TV pantalla plana pequeño
    1 Caja por donde llega la señal del cable a la TV o un DVD en su defecto
    1 Modem de internet ADSL
    2 Laptops (ocasionalmente pues las baterías que traen aun son eficientes)
    2 Cargadores de Celulares (ocasionalmente pues las baterías que traen aun son eficientes)
    2 abanicos pequeños
    En este caso por todo el tiempo que dure el apagón 4 o 6 horas.
    La radiación solar promedio es 6.09 kWh/m2/día y el Porcentaje sol/nubes promedio es 53.8% estos datos de acuerdo con esta pagina http://www.solar-dominicano.com/energia.htm.

    Saludos y espero sus comentarios al respecto

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  7. Hola Anónimo Dominicano

    Vamos a hacer lo siguiente: Un cálculo que nos involucre a usted y a mi. Primero consideraremos solo uso de inversor, luego lo del panel solar.

    1) Del día de 24 horas, haga usted el consumo que requiere atender durante las horas de falta de energía. Le hago un ejemplo:

    Apagón A: de horas 8 AM a horas 12 del medio día:

    Ventilador 30 watts
    Número de ventiladores: 2
    Horas de funcionamenito: 2
    Toatl consumo en watts-hora = 30 x 2 x 2 = 120 watts-hora

    Lap Top: 25 watts
    Número de Lap Tops: 2
    Horas de funcionameinto : 3
    Total consumo en watts-hora = 25 x 2 x 3 = 150 watts-hora

    y así sucesivamente con todos los equipos que usted va a conectar a las baterías y al inversor.

    Apagón B: de horas 19:00 a 23:00 horas:

    Abanico: 20 watts
    No de abanicos: 2
    Horas de funcionamiento: 4
    Total consumo en watts-hora = 20 x 2 x 4 = 160 watts-hora

    Bombillo: 15 watts
    No de bombillos: 6
    Horas de funcionamiento: 4
    Toatl watts-hora bombillo: 15 x 6 x 4 = 360 watts-hora

    Y así con todos los equipos

    Lo que tenemos es el consumo en watts-hora que debe atender la batería por día.

    Este cuadro me lo remite usted y procedemos a hacer los cálculos. Mi correo es: energicentro@gmail.com

    Saludos

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  8. Entendido Carlos, he hecho parte de los cálculos por lo que no me será mucho problema.

    Le estaré remitiendo la información

    Muchas gracias y saludos,

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  9. buen día señores:
    tengo una inquietud y es que si puedo cargar dos bateria de 225 ah con un panel solar de 100 watt?

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  10. Hola The Master piece

    Pues mi respuesta sería: dudo que sea una acción eficiente.

    ¿Por qué?

    1) La cantidad de electricidad que entrega un panel, no solo depende de los watts del panel, sino también de la radiación solar de la zona.
    2) Con 100 watts de panel, se podrán obtener unos 5 a 7 amperios de corriente (y eso en los momentos en que la radiación sea perpendicular al area del panel). Con esa corriente, dificilmente recargará una batería de 225 A-h, sobre todo si esta está descargada mas allá de un 50%. No la podrá recargar en un solo día. Probablemente requiera de unos tres días consecutivos.
    3) Si su desgaste de batería no es mas allá de un 20%, pues si puede atender la recarga con un panel de 100 watts.

    Saludos

    Espero mi respuesta le sea útil

    Carlos el baterillero

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  11. porque no responden para todos??tenemos las mismas preguntas,para que correo si el foro es para compartir conocimiento...

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  12. Hola Anonimo del comentario del: ¿por qué el correo?

    Buen día. El blog es un medio que empleo para ponerme en contacto con los lectores de habla hispana de todo el mundo. Es mi compartir de lo que he ido aprendiendo. Me ha ayudado también a mi desempeño profesional y a lograr personas que se vuelven clientes míos.

    Siéntase en la libertad de plantear sus preguntas "baterilleriles".

    Saludos

    Carlos el baterillero

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  13. Alexander Tejada20 junio, 2014 00:32

    Buen dia a todos

    Tengo un pequeño incombeniente con dos baterias de ciclo profundo NAPA de 6v---220amp.

    Pasa lo siguiente hay una de las 2 baterias que al pasar 2 horas de un consumo no maximo a los 300 watts 110 voltios esta bateria baja su voltaje de 6.2 v a 3.7 v esto hace que el inversor se dispare,la otra bateria queda con un voltaje por encima de 6 voltios,quisiera saber porquw al desconectar la que esta mala esta al cabo de 30 minutos vuelve a subir el voltaje si estar cargando ni nada. Sera que con una ecualizacion se pueda resolver,gracias a todos saludos desde santo domingo.

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  14. Buen día Alexander

    ¿Las dos baterías son mellizas?

    Me refiero a si son de la misma edad y comenzaron juntas a trabajar.

    Lo que pasa es que una batería está mas fatigada que la otra y la mas fatigada cae su voltaje rápidamente. Cesado el consumo (desconectada la batería) recupera su voltaje de manera aparente y por eso usted detecta que sube sin mediar carga.

    Coincido con usted. Quizás una carga de ecualización ayude. Revise los niveles de electrolito de cada celda. Mida la densidad en cada celda.

    Si la densidad entre celda y celda varía mas allá de 30 puntos, pues yo diría que la batería requiere cambio.

    Si la densidad es mas o menos homogenea, proceda a cargar la batería a un valor de corriente de unos 10 amperios por unas 12 horas, o hasta que las celdas estén burbujeando en las tres celdas. Pare la carga, mida la densidad e cada celda, esta debe estar alrededor de 1250 a 1260.

    Yo le digo dendidad, por tanto debe usted proveerse de un densímetro. Es un dispositivo sencillo que consiste en un bulbo flotador de vidrio.

    Espero mi respuesta ayude. Hágame saber sus progresos.

    Saludos

    Carlos el baterillero

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  15. Saludos Carlos queria informarte que hice la ecualizacion mediante un cargador externo a 7.5 voltios x 10 amp esto durante 6 horas y la verdad ahora note que esta bateria esta con mejor voltaje que su compañera,tengo 3 de las mismas y queria saber si es posible utilizarlas con mi inversor de 12 voltios,en modo serie paralelo,las tres son del mismo modelo capacidad y tiempo de compra aun estan buenas quiera sacarle todo el provecho antes de comprar baterias nuevas.

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Buen día lector. Tus comentarios, son siempre bienvenidos. Bendiciones.