¿Cuántos vatios puede proporcionar una batería de 50 Ah?

Técnicamente, si buscas un consumo de energía relativamente bajo, toma su capacidad (ejemplo: 60 Ah) y multiplícala por 12 V para obtener la potencia de salida durante una hora (vatios-hora): 12 x 60 = 720 Wh. En el uso práctico, podrá obtener entre el 50 % y el 70 % de ese valor antes de comenzar a ver problemas de caída de tensión. Sin embargo, tenga esto en cuenta: la batería de un automóvil no está diseñada para consumos significativos y, por lo general, no se espera que agote más del 10 al 20 % de su capacidad durante el funcionamiento normal.

Las unidades de medida a conocer

Una batería almacenará una carga eléctrica mediante un proceso químico reversible. Al inyectar energía en la batería, esta se recargará, más o menos rápidamente dependiendo de la potencia (flujo de energía) inyectada.

• Watt [W]: mide la potencia eléctrica que entra o sale de la batería, directamente relacionada con su velocidad de carga y descarga. Un banco de energía externo común de bolsillo, por ejemplo, generará hasta 18 W al cargar un teléfono inteligente.
• Watt-hora [Wh]: Una medida de la capacidad total de la batería. Multiplicar un caudal y una duración da un caudal. Entonces esta medida indica cuántas horas la batería podrá proporcionar una determinada energía. Por ejemplo, una batería externa que tenga una capacidad de 74 Wh, entonces podrá cargar un dispositivo durante 4,11 horas con 18 W de potencia o durante 7,4 horas con 10 W de potencia de salida.
• Mili-Amperios Hora [mAh]: Otra medida de la capacidad de la batería, a menudo utilizada para capacidades más pequeñas, como una batería externa (power bank). También se puede convertir a Wh.

Cómo convertir Ah a Wh

Como sugiere el nombre, los amperios hora son la multiplicación de una corriente (amperios) y una medida de tiempo (horas). Es por tanto la cantidad de carga total acumulada cuando se recoge una determinada corriente (flujo de electrones) en un tiempo determinado.

Sin embargo, el concepto de Amperios Hora es un poco engañoso, porque omite un detalle fundamental: ¿a qué voltaje? De hecho, esta información suele estar indicada en otros lugares (por ejemplo, batería de 12 V – 100 Ah) o incluso implícita (para las baterías de iones de litio, el voltaje de funcionamiento promedio es de 3,7 V). Sin esta información, es imposible determinar la capacidad de la batería y compararla con otros modelos.

Para calcular la capacidad en Wh, multiplique el valor en Amperios hora por el voltaje para obtener la capacidad de la batería: P= V∙I, P∙t=(V∙I)∙t, por lo Watt-horas=Voltios∙Amperios-hora . Por lo tanto, si tengo una batería de 50 Ah y 12 V, podrá proporcionar 50 x 12 = 600 Wh, es decir, 600 W durante 1 hora o 60 W durante 10 horas, y así sucesivamente.

¿Y qué pasa con los mAh?

Un miliamperio es simplemente una milésima de amperio. Entonces puedes convertir una capacidad dada en mAh a Wh haciendo: Vatios-hora=Voltios∙(miliamperios-hora)/1000

Así que tendrás que encontrar el voltaje de la batería para que el cálculo sea correcto. Para la mayoría de los dispositivos electrónicos que funcionan con baterías de litio, este valor de referencia será de 3,7 V.

Ejemplo: Supongamos que tiene una batería solar portátil que tiene una capacidad de 4.000 mAh y funciona con una batería de litio de 3,7 V. La capacidad en Wh es, por tanto: 3,7 V × (4000 mAh)/1000 = 14,8 Wh.

 

Dado que la mayoría de los dispositivos funcionan con una única celda de litio de 3,7 V, puedes comparar las mediciones de mAh entre sí sin ningún problema. Tan pronto como compare dispositivos que funcionan con diferentes fuentes de energía, deberá convertirlos a Wh.

¿Cuánto tiempo se tarda en cargar mi batería solar portátil?

Ahora que has aprendido los conceptos y las unidades, puedes calcular cuánto tiempo tarda en cargarse tu batería solar portátil:

• tiempo necesario para cargar [h] = capacidad de la batería [Wh]
• potencia del panel solar [W].

Sin embargo, lo más probable es que tenga una medición de la potencia máxima del panel solar, no una medición de la potencia real que produce en las condiciones a las que está expuesto. Este cálculo le dará el tiempo mínimo de carga, que sólo es posible si se expone a condiciones óptimas.

Los cálculos presentados anteriormente permiten realizar estimaciones en un mundo perfecto. Desafortunadamente, todos sabemos que la realidad es mucho más compleja y que las sutilezas del mundo real tienden a hacer que la teoría y la práctica diverjan.

Un panel solar es sensible a varios factores.

El factor principal es la intensidad de la luz que recibe. Afortunadamente, el sol brilla (más o menos) constantemente y la Tierra recibe 1360 W/m² fuera de su atmósfera. Pero la intensidad de la luz que llegará a la superficie terrestre se puede reducir notablemente y varía dependiendo de;

• La posición geográfica
• Estación
• La hora del día
• La orientación del panel solar con respecto al sol.
• El clima (nubes, humedad).

El segundo factor secundario, pero aún importante, es la temperatura. De hecho, los paneles solares ven disminuir su rendimiento a medida que aumenta la temperatura. La temperatura del panel solar dependerá de:

• Por la intensidad de la luz que recibe.
• De la temperatura del aire circundante.
• Del viento
• Si el panel solar está bien ventilado en la parte trasera.

Finalmente, algunas características del panel solar influirán en su potencia:

• Limpiar el panel solar
• La elección del material que recubre la célula solar.
• La edad del panel solar
• Calidad celular y resistencia al microcracking.
• Pérdidas óhmicas internas durante la captación y transmisión de energía.

Pérdidas de conversión

Una batería externa portátil (powerbank) históricamente se carga con un voltaje de 5V para funcionar con protocolos USB (recientemente también con voltajes más altos como 9V y 12V). Sin embargo, la celda de litio requiere un voltaje de aproximadamente 3,7 V. Para no dañar la celda de litio, es necesario convertir el voltaje de 5 V a 3,7 V mediante un circuito de conversión.

Cuando la batería se agota, este proceso se invierte y se debe aumentar el voltaje de 3,7V a 5V para cargar un dispositivo portátil. Lamentablemente, esta conversión va acompañada de pérdidas y parte de la energía almacenada en la batería se perderá.

Además, cuando el dispositivo se carga desde la batería externa portátil, tendrá que bajar el voltaje para recargar su propia batería, lo que generará pérdidas adicionales. Estas pérdidas dependen de la calidad del circuito de control integrado en el producto. Un producto económico a menudo será susceptible a circuitos menos optimizados.