Dimensionamiento del banco de baterías de litio-hierro-fosfato
Las baterías son una gran adición a la energía de respaldo cuando no tienes acceso a la red eléctrica. Y si se queda sin energía debido a una tormenta o cualquier otra situación de emergencia, es fundamental tener suficiente capacidad de almacenamiento en su banco de baterías. Un banco de baterías debe hacer funcionar todos sus electrodomésticos esenciales durante al menos tres días sin interrupción. Este artículo analizará el tamaño de un banco de baterías de fosfato de hierro y litio.
Un banco de baterías es simplemente un grupo de baterías conectadas entre sí con el mismo voltaje y capacidad nominal. En la mayoría de los casos, conecta dos o más baterías de 12 voltios en serie, desde el terminal positivo al negativo para aumentar el voltaje.
El tamaño de un banco de baterías de litio o de litio-hierro-fosfato (que es un tipo particular) es similar a lo que haría con un banco de plomo-ácido típico. La parte más importante es conocer sus necesidades en términos de cuánta energía requieren sus electrodomésticos, el consumo máximo que necesitará y la cantidad de espacio que tiene para almacenar las baterías. Pero primero, le explicaremos las especificaciones de la batería que debe tener en cuenta:
- Requisitos de voltaje
El voltaje en una batería se refiere a la diferencia de potencial eléctrico entre los terminales positivo y negativo. Las baterías de fosfato de litio se componen de celdas con un voltaje nominal de celda de 3,65. Una batería típica de 12 V para un sistema solar será de 14,6 V, que son 4 celdas, mientras que una batería del tipo Golf de 6 V será de 7,3 V.
La mayoría de los paneles solares o inversores de energía usan 12 voltios y no pueden usar menos que eso (9 voltios) y si conecta varias baterías en serie para duplicar el voltaje a 24 voltios, 48 voltios, 96 voltios. Las celdas de litio no deben almacenarse a un voltaje demasiado alto ni demasiado bajo y, por lo general, se almacenan a alrededor de 3,4 V.
- Clasificación de amperios-hora
Las baterías están clasificadas en Ah (amperios-hora). La clasificación de amperios-hora es una medida de la producción actual a lo largo del tiempo. Por ejemplo, una batería de 1 amperio debería poder proporcionar 1 amperio de forma continua durante una hora.
La capacidad es relativa al tamaño de la batería y generalmente está impresa en un lado. La clasificación de amperios-hora determina cuánto tiempo puede usar la batería y en qué tipos de cargas puede colocarla. Recuerda que el objetivo es mantener la batería funcionando durante un largo periodo de tiempo.
Por ejemplo, si tienes una batería de 100 amperios hora, puedes consumir 100 amperios en una hora, pero eso no es recomendable, también puedes consumir 10 amperios en 10 horas o 20 amperios en 5 horas. Más adelante también analizamos por qué puede que no sea posible extraer una gran cantidad de energía de algunas baterías.
- 3 . Grado de batería “C”
La clasificación "C" es la cantidad de amperios que la batería puede entregar continuamente al mismo tiempo, sin que la batería se sobrecaliente ni se dañe. Por ejemplo, si su batería tiene una capacidad de 100 Ah, sería seguro utilizar un inversor que pueda consumir hasta 150 amperios continuamente sin que la batería se sobrecaliente o se dañe con el tiempo. Esto está escrito en el costado de la mayoría de las baterías. Por ejemplo, una batería de 11 Ah con una clasificación de descarga de 10 C puede proporcionar una corriente máxima de: 11 A (10 x C = 10 x 1,1 = 11 A).
- Capacidad de memoria (potencia)
La capacidad o potencia de la batería se mide en kilovatios hora. Se diferencia de la clasificación de amperios-hora en que proporciona la capacidad total de almacenamiento derivada del voltaje y los amperios-hora: Capacidad (vatios-hora) = voltaje x Ah
- 5 . Ciclo vital
Esto se refiere a la cantidad de veces que la batería se puede cargar y descargar antes de que comience a degradarse o pierda su capacidad de mantener la carga. La mayoría de las baterías de iones de litio tienen una capacidad nominal de más de 2000 ciclos, según la marca, mientras que la mayoría de las baterías de plomo-ácido solo tienen una capacidad nominal de 400 a 500 ciclos en condiciones normales.
El tiempo del ciclo también se basa en la profundidad de descarga de la batería cada vez. Si utiliza el 80% de la capacidad de la batería, esto se considera una descarga profunda y acortará el ciclo de vida. La mejor manera de verlo es si desea que su banco dure 10 años, divida la vida útil nominal entre 10 y esa es la cantidad de veces que puede cargar o descargar completamente la batería antes de que expire su vida útil.
Por ejemplo, una batería de iones de litio de 100 Ah tiene una capacidad nominal de 2000 ciclos. Esto significa que si quieres que tu escritorio te dure 10 años, habría que cargarlo o descargarlo 1.000 veces.
Pasos para dimensionar las baterías de fosfato de hierro y litio
Las baterías de litio (y, por lo tanto, también las baterías de fosfato de hierro y litio) son un dispositivo eficaz de almacenamiento de energía, pero también deben proporcionar suficiente energía para su aplicación, ya sea que esté en un barco o en una casa rodante. Conozca los pasos que puede seguir para determinar el banco de baterías adecuado para su aplicación.
Paso 1 : haga un inventario de lo que necesita como combustible
Lo primero que debe hacer al dimensionar su batería es hacer un inventario de todo lo que necesita para alimentar sus baterías y determinar sus necesidades energéticas totales.
Cada dispositivo electrónico indicará la carga eléctrica que consume, en su etiqueta o en su embalaje. Esta carga se dará en amperios o vatios. Si suministra amperios, calcule, en horas, cuánto tiempo se utilizará este dispositivo cada día y multiplíquelo por la corriente en amperios. Esto le dará su requisito de amperaje diario.
Si enumera los vatios, simplemente divídalos por el voltaje para obtener la corriente en amperios. Nuevamente, calcule (en horas) cuánto durará cada día y multiplíquelo por la corriente en amperios. Ahora tienes los amplificadores para cada dispositivo. Súmalos todos y tendrás tu impulso de energía diario. Esto determinará la capacidad de la batería que necesita.
Paso 2 : determine su requisito máximo de potencia en amperios o vatios
El segundo paso es determinar la potencia máxima requerida. Esto se puede hacer en amperios o vatios. Como ya determinaste los amplificadores en el primer paso, ya tienes toda la información que necesitas. Determine la corriente máxima requerida sumando todos los consumos de corriente potenciales que pueden ocurrir al mismo tiempo. Ahora conoce los requisitos actuales de su batería.
No importa qué batería compre, debe poder recargarla. Si su fuente de carga (por ejemplo, cargadores, paneles solares, etc.) no puede satisfacer sus necesidades diarias, deberá reducir las cargas o aumentar la potencia de carga. De lo contrario, la batería no se cargará por completo y reducirás la capacidad disponible para una posterior descarga.