Inversores y baterías

Hola lectores de Energicentro. Un lector me escribe desde República Dominicana. La patria de Juan Bosch. El me describe una necesidad: vida útil de las baterías de su instalación domiciliaria con uso de inversor. Aquí la consulta:

Buen día

Carlos tengo un inversor Trace 24V con 4 baterías de 6V Trojan 105. En principio las baterías me duraban 3 a 4 años de vida útil, actualmente me están durando 1 a 1.5 años y tengo que cambiarlas. En mi país Rep. Dominicana sufrimos interrupciones de energía muy frecuentemente en mi caso particular estoy en un ciclo de 4 horas de energía y 4 sin ella de esta manera tengo en total 12 horas con energía y otras 12 sin ella en ciclos de 4 horas.

El inversor tiene cargador automático y carga con 18 Amperios las baterías y un voltaje aproximado de 25 Voltios conforme las baterías se cargan el cargador utilizara menos corriente y posteriormente solo utilizara una carga de mantenimiento.

Me han recomendado cambiar el electrolito de las baterías para no tener que comprarlas nuevamente (en este momento las baterías me duran aproximadamente 30 minutos), siempre verifico su nivel de agua, pero ahora no sé qué hacer, esta es una buena práctica? En caso de que lo sea cual sería la proporción de ácido sulfúrico y agua destilada, se recomienda hacer la mescla fuera y después echarla en cada celda, cuál sería el mejor procedimiento o consejo para prolongar la vida de mis baterías. En espera de sus comentarios

Mi respuesta:

Buen día Stomme

Nota Previa Importante: llamaré ciclo, a cada periodo de cuatro horas, seguido de cuatro horas de carga. La batería en su interior tiene placas positivas y negativas y es en estas placas donde se acumula la energía. Yo las llamo simplemente placas.

Usted dice que en estos momentos las baterías le duran treinta minutos. Quiere decir que se queda más de cuatro horas sin energía hasta la reposición de la red pública.

Usted dice también que antes le duraban de tres a cuatro años. 

Preguntas: 

¿En esos años, el corte de energía era como ahora. Es decir periodos de cuatro horas, tres periodos por día? 

¿Hace cuatro años, la instalación suya era la misma, o varió e incrementó su consumo con más aparatos conectados a su instalación? 

¿Las baterías que ahora tiene, inicialmente cuánto de tiempo de servicio en minutos le daban?

No quisiera aventurar una conclusión apurada, pero yo diría que sus baterías están respondiendo como comportamiento natural de envejecimiento.

Las técnicas tendientes a mejorar el desempeño son:

1) Poner el doble de baterías, para así evitar que sus baterías se descarguen más allá del 50% de su capacidad nominal (225 Ah) en cada ciclo de trabajo. Ciertamente duplicando el No de baterías, logrará más del doble de tiempo de vida útil de las baterías antes de requerir su reemplazo.

2) ¿Cuál es la densidad con la que se llenan de ácido las baterías? ¿1250, 1260, 1270 o mayor?

Densidades altas permiten lograr más capacidad, pero a cambio tienen una acción corrosiva mayor sobre las placas internas. Lo anterior sumado a que si la temperatura anual tiene una media superior a 28 grados Celsius, pues acrecienta la capacidad corrosiva del ácido. Utilizar densidades bajas contribuye a preservar mejor las partes internas de la batería, pero se pierde Amperios-hora. Es decir la densidad del ácido de las baterías es una elección de compromiso. Yo hago lo siguiente, si se trata de una instalación en un sitio de mucho calor. Pongo las baterías bajo sombra. Pongo densidad baja 1240 (clima tropical). O pongo una densidad de 1260 y las baterías las instalo en cubetas de agua. Así las tengo refrigeradas.

No sé si será conveniente el recambio de ácido de sus baterías actuales. En realidad dudo que sea efectivo.

Siento no poder responder a su consulta con una respuesta alentadora. Me gustaría si saber más de los criterios de diseño de su instalación. En ocasiones ocurre que cuando las baterías se proyectan muy justas, pues se reduce el tiempo de vida útil.

Espero me comente su parecer acerca de mi respuesta. Me gustaría conocer más acerca de la realidad de su país. Frecuentemente tengo visitantes lectores de su patria.

Saludos

Carlos el baterillero


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

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.

Los Posts Que No Escribí

Hola amigos. Las disculpas a quienes nos siguen por la temática "baterilleril"..., si, ya van días que no escribimos sobre baterías, pero estoy convencido que sobre energía si. A poco, que escuchar al cantante Fedor, no provoca un chispazo de energía en nuestro adentro. O no es acaso una explosión de energía..., para el alma..., contemplar el cuadro de Ilya Repin: Los Barqueros del Volga.

Confieso que me cuesta un tanto el escribir. Por eso aprecio las consultas y preguntas de los lectores. Me ayudan a "centrar" el blog y me proveen de temas para las entradas.

Confieso también, que con el objeto de poder tener una mayor continuidad de posts, doy inicio a algunas redacciones. Los avanzo un poquito y los "guardo" como archivos. Resulta que el tiempo pasa y suelo olvidarme de esos ya iniciados escritos. Allí hay temática variada. Son de los posts, que  están demorando su llegada a la pantalla, para un disfrute de lectura. Dije, hay variedad de temas, aquí algunos títulos:

Resistencia, Inductancia y Capacitancia: A partir del recuerdo de una clase magistral sobre estos tres elementos de un circuito eléctrico y/o electrónico. Genial , la comparación del conferenciante de la resistencia con los tipos "indiferentes". La capacitancia, con los tipos "oportunistas". Y la inductancia con los tipos "reaccionarios". Espero terminarlo prontamente... así sea.

Baterías e Inversores: Tengo el propósito de detallar, el "mejor maridaje" entre batería y equipo inversor, considerando la necesaria autonomía y la inversión (en dinero) necesaria.

Recarga de Baterías: sobre todo, de las baterías que están extremadamente descargadas y a las que es necesario aplicar una lenta y continua corriente, cuidando los efectos nocivos de sobretemperatura. La idea es relatar una recarga con fotos incluidas, mostrando el progreso de la operación.

Tipos de Baterías: Aunque tema ya tocado en anterioridad, siempre hay algo nuevo que decir, y eso es precisamente lo grato: Siempre hay algo que decir, para consitar la novedad.

La canción de Arjona, El Problema: "El problema, no es que mientas. El problema es que te creo", dice parte de la letra de este cantautor guatemalteco. La historia, habla de amor, o mas bien de amor fallido. Pero en mi opinión, letra que como anillo al dedo nos cae a los peruanos, que estamos viviendo un periodo electoral.

La filmación de la película, Ben Hur: Mi amigo Jesús, el librero, me ha conseguido una publicación de la Metro Goldwyn Meyer de 1959. La publicación, a manera de brochure (catálogo) describe el proceso de filmación en los estudios de Cinecita en Italia. Hay fotos impresionantes, espero darme el espacio necesario para terminar este post.

Ya que hablamos de escrituras, pues aquí un cuadro de Ilya Repin: Cosacos, escribiendo al sultán.

Saludos

Pregunta de un Lector:

Tengo un Inversor-Cargador de 1000 VA, 24 VDC de Salida y 600 watts como máximo de carga. Necesito alimentar un motor de 250 watts a 220 voltios AC, durante 4 horas. Pregunta: ¿Que batería debo usar?

Esa fue la consulta de un lector. Aquí mi respuesta:

1) Para 4 horas, el motor consume: 250 x 4 = 1000 watts-hora.

2) Esos 1000 watts-hora, serán la energía que deben cubrir las baterías. Consideraremos un factor de eficiencia de 60% para las baterías. Por tanto los watts hora que deben entregar las baterías serán: 1.6 (1000) = 1600 watts -hora.

3) Las baterías se venden por su capacidad en A-h. Si multiplicamos la capacidad por el voltaje (que es 12 voltios, para una batería estándar), obtenemos watts-hora.

4) Sea una batería de 150 A-h. Multiplicamos el valor de capacidad por 12 voltios, obtenemos: 1800 watts-hora. Esta batería cumpliría el requerimiento.

5) Del punto anterior: se requieren de dos baterías conectadas en serie (para lograr los 24 voltios) de 150 A-h cada una.

6) ¿Que batería escoger?

Las más populares y más económicas son las automotrices. Si esta es su elección, aconsejo adquirir dos de 200 A-h (o 33 placas). Es decir excederse, para que las baterías trabajen reposadas y no se descarguen mas allá del 60%, ya que esto disminuirá su vida.

Pueden seleccionarse las de ciclo profundo, como las Trojan, pero en esta opción se fabrican de 6 voltios y 225 A-h: el modelo T-105. Si esta es su elección, será necesario adquirir cuatro baterías y conectarlas en serie para lograr 24 voltios.

Puede optarse también por las llamadas baterías de uso estacionario AGM. Algunos erróneamente las llaman GEL. Aquí escoger de 150 A-h o la mas cercana a ese valor por el lado de arriba (160 o 170).

Las baterías se deben seleccionar, no solo atendiendo a la carga y la autonomía, sino también a la vida que de ellas se espera. Antes de instalar las baterías, verifique que estén plenamente cargadas (voltaje igual o mayor a 12.50 voltios).

Saludos amigos. Espero esta data sea de utilidad.

Carlos el baterillero.