En términos generales, la capacidad de una batería es la cantidad de carga disponible, expresada en amperes horas [Ah]. Un ampere es la unidad de medida usada para la corriente eléctrica y es definido como un Coulomb de carga pasando por un conductor metálico en un segundo. La capacidad de una batería está relacionada con la cantidad de material activo existente dentro de ella, la cantidad de electrolito y el área de la superficie de sus placas. La capacidad de una batería es medida descargando esa batería a una corriente constante, hasta que alcance su voltaje final (usualmente 1,75V para la celda de una batería de plomo-ácido). Esto es normalmente realizado a una temperatura constante, bajo condiciones estándar de
El término más comunmente usado para describir la
habilidad de una batería para entregar corriente es su rated capacity (capacidad
nominal). Los fabricantes frecuentemente especifican la capacidad nominal
de sus baterías en ampere horas a una velocidad de descarga específica (I en
amperes de descarga). Por ejemplo, esto significa que una batería de plomo-ácido
especificada en 200Ah (para 10 horas de descarga), entregará 20A de corriente
durante 10 horas bajo condiciones de temperatura estándar (20ºC ).
La capacidad de una batería varía con la velocidad de descarga.
Cuanto mayor sea la velocidad de descarga, menor será la capacidad. Las
velocidades de descarga más bajas, dan como resultado una mayor capacidad.
La literatura de los fabricantes sobre baterías, normalmente
especificarán varias velocidades de descarga (en amperes) con el asociado
tiempo de descarga (en horas). La capacidad de las baterás para cada una de
estas velocidades de descarga puede ser calculada como discutimos más arriba.
La capacidad de descarga para baterías de plomo-ácido es
especificada en velocidades de descarga de 8, 10 o 20 horas. Las baterías de las
UPS´s suelen ser especificadas en capacidades de 8 horas y las baterías de
telecomunicaciones en capacidades de 10 horas.
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Fig.1
Especificación de la capacidad nominal de una batería Yuasa de Pb-ácido
YPC8-12. http://www.rcmicro.es/baterias-de-plomo-acido-valvula-regulada-vrla-industrial.html
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Los errores y las confusiones
Los
erores se dan cuando a Ud le dan el valor de la capacidad de una batería y no
le especifican la velocidad de descarga, o el tiempo en el que debe ser
considerada.
Por
ejemplo le venden una batería y solo le dicen que su capacidad es de 100Ah.
Entonces, si Ud está fuera de tema, piensa erroneamente que esa batería podrá
entregarle 100A durante 1 hora.
Pero
resulta que hay un dato que no le dieron y es que los 100 Ah de capacidad de
esa batería eran para un tiempo de 20 horas, por ejemplo. De esta manera, Ud
podrá conseguir que la batería le suministre solo 100/20= 5A y no 100A.
Ley de Peukert
La ley de Peukert nos permite conocer el tiempo que una batería
demorará en descargarse, en función de una velocidad de descarga diferente de
la que especifica el fabricante y de los parámetros especificados por el
fabricante. Se expresa matemáticamente de la siguiente manera:
Donde:
t – Es el tiempo
en horas que durará la carga de la batería entregando la corriente I (velocidad de descarga)
H – Es el tiempo de descarga en horas
dado prara la capacidad especificada por el fabricante. Por ejemplo si Ud tiene
una batería con una capacidad nominal especificada por el fabricante de 100Ah
para una velocidad de descarga de 20 horas, H sería igual a 20 horas.
C – Es la capacidad nominal de la
batería dada por el fabricante. Para el ejemplo anterior, sería 100 Ah.
I – Es la corriente (velocidad de
descarga) a la que nosotros resolvimos que la batería nos entregue su carga.
Por ejemplo, si queremos que nos entregue una corriente de 10 A , deberemos colocar ese
valor.
K – Es el
exponente de Peuker. Cada batería tiene su exponente de Peuker. A veces el
fabricante nos dará ese valor y otras veces deberemos nosotros obtenerlo en
otro lugar.
Ejemplo: Consideremos el caso de una batería
Plomo-ácido de electrolito líquido que tiene una capacidad nominal dada por el
fabricante de 100 A-h, para una
velocidad de descarga de 20hs y una tensión final de 10,5V.
En
base a esta especificación, nosotros sabemoa que esta batería suministrará 5 A durante 20 hs, mientras
mantengamos su voltaje por encima de 10,5V.
Si
nosotros incrementáramos la velocidad de descarga a 10A, podríamos pensar erroneamente que la
batería demoraría 10hs en descargarse.
Si
nosotros usamos la ecuación de Peuker: I = 10A, H
=20hs, C = 100 Ah y el exponente de Peuker
que nos estaría faltante tiene un valor entre 1,2 y 1,6 para una batería de
plomo-ácido de electrolito líquido. Tomaremos k=1,4.
Entonces,
reemplazando todos los valores:
1,4
t
= 20 (100 / 10x20)
t = 7,6 horas
Cut
off Voltage: Para prevenir daños a las baterías, las baterías de
buena calidad y los dispositivos que ellas alimentan suelen incluir mecanismos
que cortan el suministro de las baterías a una cierta tensión, llamada cut off
voltage (tensión de corte), que suele coincidir con la tensión final del
fabricante y a veces un poco mayor. Esto es porque si la batería llegara a
carga cero, después no acepta ser cargada nunca más. Esto es facilmente
observable en los teléfonos celulares y en las laptops.
“Energy
capacity” of the battery: (“Capacidad de
energía” de la batería): son los vatios horas disponibles cuando la batería sea
descargada a cierta corriente de descarga especificada por la velocidad de
descarga desde el estado de 100% de carga hasta la tensión de corte. La energía
es calculada multiplicando la potencia de descarga (en vatios) por el tiempo de
descarga (en horas). Al igual que la capacidad, la energía disminuye con la
velocidad de descarga mayor.
Este parámetro se ha puesto de moda para especificar baterías de vehículos
eléctricos, donde aparentemente resultaría más cómodo hablar de potencia y
energía, que de carga eléctrica y corriente.
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RECOMENDACIÓN
Si le especifican la capacidad de una batería en “Amperes/hora”, o en “W/h”,
si es una nota, deje de leerla y si es una batería que le ofrecen, no la
compre, porque esas unidades no existen y quien habla de ellas no es
confiable, porque no tiene la menor idea del tema. (Recuerde
que la h debe ir siempre multiplicando y no dividiendo)
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Lo felicito, muy interesante lo de la ley de Peukert, primera vez que la veo en literatura de baterías.
ResponderEliminarLo felicito, muy interesante lo de la ley de Peukert, primera vez que la veo en literatura de baterías.
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