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jueves, diciembre 04, 2014

Cálculo de la autonomía






Hola, buen día amigos. Una de las aplicaciones para las baterías es el de servir como respaldo para atender las demandas eléctricas de los equipos. 

Las baterías tienen una cantidad de energía acumulada, la que se llama: Capacidad, y se mide en Amperios-hora (Ah). La Capacidad aumenta, cuando aumenta el tamaño físico de la batería, es decir cuando hay en su interior mayor cantidad de material. 

Voy a plantear un problema digamos práctico para entender mejor esto del cálculo de la autonomía:

Se trata de atender el consumo de lo siguiente:

1) Desktop que consume 350 watts.
2) Cinco focos ahorradores que en total consumen 200 watts

Se requiere que todo funcione a través de una batería (contando con un UPS claro está), por un tiempo de 10 horas cada día.

Bien tenemos entonces una potencia a servir de: 550 watts

Calculemos ahora los watts-hora: 550 x 10 = 5,500 watts-hora

Bien los procesos tienen una eficiencia. Para el caso de las baterías consideremos:

-Envejecimiento de la batería.
-Eficiencia del UPS.
-Eficienica propia del proceso de carga y descarga.

Todo lo anterior nos mueve a estimar un factor de uso de la batería. Asumiremos un 60% de eficiencia del conjunto. Es decir de cada Ah de la batería, solo es útil el 0.6 de ella. Por tanto los watts-hora necesarios a atender son: 5,500 / 0.6 = 9,166.66.

Bien ahora dividamos el anterior valor por 48, o sea 48 voltios que sería el voltaje de entrada al UPS. Tenemos por tanto: 9166.66 / 48 = 190.97 Ah. y este será el valor en Ah de la batería a emplear.

Conclusión necesitamos cuatro baterías de 200 Ah (es el valor más cercano a 190.97 Ah) conectadas en serie. 

Otra solución puede ser conectar cuatro baterías de 200 Ah conectadas en paralelo. Así la entrada al UPS será en 12 V.

Yo prefiero la conexión en serie, ya que la cantidad de corriente que circula en el lado de las baterías es menor.

Si el objetivo es tener menos baterías, o baterías de menor tamaño, puede apelarse a usar focos de menor consumo.

Importante: Un UPS no solo debe estar dimensionado para atender una determinada potencia, sino también para satisfacer el tiempo de autonomía que de el se espera.

Saludos amigos.


Carlos Torres, especialista en acumulación de energía (pilas y baterías), planos eléctricos, mantenimiento eléctrico doméstico e industrial. Móvil 996583864 (24 horas al día).





2 comentarios:

CEMA Technologies dijo...

Saludos a solo horas de comenzar el año 2015! Esperando que este todo bien y en familia que es lo mas importante.

Lo quiero ocupar con la siguiente cuestion:

Tengo un UPS marca CDP modelo G-UPR756, dicho equipo al estar nuevo, duraba un aproximado de media hora, con un consumo promedio (computadora, monitor lcd, equipo de sonido, modem y router).

Paso mas de 1 año sin que lo abriera en ningun momento, hasta que hubo una baja de rendimiento muy grande, como solo 5 minutos de duracion.

No estoy muy informado sobre como se le realiza un mantenimiento correcto a una bateria, en mi caso solo compre un envase de litro de agua desmineralizada en una estacion de servicio, y una jeringa.

Abro el UPS, procedo a desconectar la bateria, y a abrirla, no recuerdo ahorita el amperaje, pero creo que es de 7 amperes, y claro 12 voltios.

El problema viene aca, cuando la destapo hay un fuerte olor a podrido dentro de la bateria, destape los 6 tapones, toque el fondo con la aguja de la jeringa (supongo yo el acido, de color blanco) y estaba pastoso mas no seco, asi que ingrese mas o menos unos 6ml de agua desmineralizada en cada conducto, procedo a volver a montar la bateria en el ups, y a enchufarla a la corriente.

Espere unas cuantas horas antes de probar, pero lastimosamente el tiempo de duracion no aumento, aunque tampoco se ha degradado, de esta ya hace unos 5 meses atras.

Ahora mis preguntas para ti son estas:

¿cuanto tiempo de vida util se debe esperar de una bateria de este tipo?

¿cual es la frecuencia correcta en tiempo para hacer mantenimiento a este tipo de baterias?

¿Que me falto hacer con mi bateria? o mejor dicho, si me puedes decir ¿cual es la manera correcta de hacer el mantenimiento a una bateria de este tipo?

de antemano muchisimas gracias, Feliz año para ti y los tuyos.

Saludos

Carlos Mendez. Venezuela

Carlos T dijo...

Buen día Carlos Melendez

Pues por lo que describe la batería está ya en su fin de vida. Le sugiero el reemplazo. De ser posible por una de mayor Ah. Quizás 12 Ah.

Una batería como la que describe no requiere abrirla para echarle líquido. Trabajan estancas.

Si usted usaba su equipo hasta agotar la batería totalmente, pues la va descargando al 100%. Si una batería la descarga solo hasta el 80%, pues vivirá más. Y si la descarga solo hasta el 50% el tiempo de vida crece.

La mejor manera de que una batería "viva" más, es evitar las descargas totales y reiterativas. También deben recargarse las baterías tan pronto como sea necesario.

Espero mis respuestas le ayuden.

Saludos
Carlos el baterillero