Batería de potencia

Tipos de baterías de energía

• Niquel-Cadmio (NiCd)

  Las baterías de níquel-cadmio alcanzaron notoriedad a principios de la década de 2000 cuando los escándalos de baterías de teléfonos celulares que explotaban hicieron que el mundo reconsiderara la seguridad de las baterías. Antes de esto, eran ampliamente utilizadas por su rendimiento confiable y su longevidad, lo que las convertía en la batería preferida para herramientas eléctricas, equipos médicos y cámaras digitales. Estas baterías ofrecían capacidades de descarga excepcionales incluso en circunstancias desafiantes, ganándose la confianza de las industrias que no podían comprometerse con la falla de la batería. Sin embargo, su efecto memoria, que requiere descargas completas regulares para un rendimiento óptimo, exigía un cuidado y atención adicionales. Las baterías de níquel-cadmio están siendo reemplazadas lentamente por tecnologías más nuevas a raíz del escándalo de las baterías que explotan y la menor toxicidad de las baterías alternativas.

• Hidruro Metálico de Níquel (NiMH)

  Las baterías AA que utilizan tecnología de hidruro metálico de níquel son conocidas por su calidad recargable. Acumuladas como reemplazos de las baterías alcalinas desechables, muestran una capacidad de ciclos recargables, funcionando en un nivel de eficiencia natural de la batería. Presentan un efecto memoria menor que sus antecesoras NiCd, eliminando el requisito de descargas completas normales. Su mayor densidad de energía las convierte en una opción ideal para dispositivos como controles remotos, unidades de flash de cámara y consolas de juegos portátiles. En el lado negativo, están sujetas a autodescarga, pero en manos de usuarios que practican una buena gestión del almacenamiento, eso nunca debería ser un problema.

• Litio-ion (Li-ion)

  Ya sean videocámaras, controladores o teléfonos celulares, las baterías de iones de litio se han convertido en una fuente de alimentación irremplazable para los dispositivos compactos de hoy. Como proveedor principal de energía para la electrónica de consumo, esta batería recargable de iones de litio es imprescindible para los fabricantes de dispositivos electrónicos compactos y ligeros. Los dispositivos alimentados por estas baterías pueden ser más pequeños, ligeros y densos. Más que eso, las baterías secundarias de iones de litio pueden contener hasta 150 Wh/kg o incluso más, proporcionando tiempos de funcionamiento más largos para un peso y tamaño determinados. También vienen en varias formas y tamaños para adaptarse a los diferentes diseños de productos. Como si eso no fuera suficiente, las baterías de iones de litio pueden tener circuitos incorporados para monitorear la seguridad y el rendimiento generales y controlar la integración del sistema.

• Polímero de Litio (LiPo)

  Las baterías LiPo se han convertido en la opción preferida para los helicópteros RC, el equipo táctico y otras industrias de utilización profesional. Sus estructuras ligeras y compactas permiten que los drones y otros dispositivos portátiles conserven el ahorro de peso y espacio al mismo tiempo que funcionan con mayor potencia. Más allá de los tamaños más pequeños, estas baterías de polímero de litio requieren menos mantenimiento y ofrecen proporciones de potencia a peso más excelentes. Esta característica las hace muy adecuadas para aplicaciones de alta velocidad y de cambio rápido. A pesar de todas las ventajas, las baterías LiPo necesitan una carga adecuada para evitar el hinchazón y las explosiones.

• Plomo-ácido

  Las baterías de plomo-ácido no suelen asociarse con las soluciones modernas de suministro de energía, pero son los héroes de muchos vehículos eléctricos e híbridos. Su bajo costo y su capacidad para manejar un ciclo de carga y descarga de alta corriente las hacen ideales para aplicaciones de arranque, iluminación e ignición (SLI) en vehículos de gasolina. Se utilizan comúnmente en aplicaciones que no requieren descargas prolongadas pero sí grandes subidas de tensión, como el arranque de motores potentes. El uso de estas baterías también es más conveniente hoy en día debido a los avances en la tecnología de alternadores, que permiten que los vehículos más antiguos se carguen durante el funcionamiento normal. Otras mejoras modernas, incluida la carga más rápida, la baja tasa de autodescarga, la construcción a prueba de fugas y un mejor reciclaje, han contribuido a la continua popularidad de las baterías de plomo-ácido.

Funciones y características de la batería de energía

Las baterías de energía al por mayor tienen varias características que impactan significativamente en su rendimiento y eficiencia. Una característica crucial es la capacidad de la batería de energía, medida en kilovatios-hora (kWh). Esta capacidad indica cuánta energía puede almacenar la batería de energía. Cuanto mayor sea la clasificación de kWh, más energía podrá almacenar la batería de energía y viceversa.

Otra característica importante es la profundidad de descarga (DoD) de la batería de energía. DoD se refiere a la cantidad de capacidad que una batería de energía ha descargado en relación con su capacidad total. Por ejemplo, un DoD del 60% significa que la batería de energía solo ha descargado el 60% de su capacidad total. Las baterías de energía con un DoD más alto permiten que se utilice más capacidad, aumentando así la eficiencia general de la batería. Además, el DoD afecta la vida útil de la batería de energía. Un DoD más alto permite que las baterías de energía duren más, mientras que un DoD más bajo significa que la batería de energía deberá reemplazarse antes.

Además, la vida útil del ciclo de la batería de energía es otra característica importante a considerar. La vida útil del ciclo se refiere a la cantidad total de ciclos de carga y descarga que una batería de energía puede soportar antes de que su capacidad disminuya a un nivel mínimo. En este caso, la disminución mínima de la capacidad significa que una batería de energía ya no puede mantener la carga en una cantidad suficiente y, por lo tanto, necesita ser reemplazada. Además, las diferentes baterías de energía tienen diferentes grados de eficiencia según el modelo y la marca. La eficiencia afecta el rendimiento general y la efectividad de la batería de energía.

Finalmente, cuidar bien cualquier batería de energía puede ayudar a mejorar su vida útil y su capacidad de funcionamiento. Aunque las diferentes baterías de energía pueden necesitar diferentes tipos de atención y cuidado, algunas formas generales de cuidar una batería de energía incluyen seguir siempre las instrucciones del fabricante, mantener la batería de energía limpia y asegurarse de que la batería de energía se mantenga en un ambiente seguro con los niveles de temperatura correctos.

Aplicaciones de las baterías de energía

Las baterías de energía juegan un papel esencial en diversas industrias, habilitando funciones como energía de respaldo de emergencia, operaciones ininterrumpidas y movilidad para vehículos eléctricos.

• Sistema de alimentación ininterrumpida (UPS): Las baterías EPS son fundamentales para los sistemas UPS, ya que ofrecen soporte de energía instantáneo durante los cortes de energía o las irregularidades de voltaje, asegurando así servicios esenciales como la preservación de datos a través de los sistemas informáticos, especialmente en organizaciones financieras donde la precisión y la coherencia son vitales. Dichos establecimientos no pueden permitirse nada cercano a una falla total, por lo que dependen de estos para seguir funcionando correctamente, incluso cuando se va la luz.
• Telecomunicaciones: Los sistemas de telecomunicaciones dependen en gran medida de las baterías de energía para su funcionamiento continuo. Estas baterías proporcionan energía de respaldo a las torres de telecomunicaciones, los centros de conmutación y otra infraestructura crítica, asegurando la comunicación ininterrumpida incluso durante cortes de energía prolongados.
• Almacenamiento de energía renovable: En los sistemas de energía renovable, como los sistemas de energía solar más baterías o los sistemas de energía eólica más baterías, las baterías almacenan el exceso de energía producida cuando hay mucha disponible, por lo que no tenemos que desperdiciar ninguna, y también liberan la energía almacenada por la noche o cuando no hay suficiente capacidad de generación para satisfacer la demanda, proporcionando así un suministro constante que ayuda a reducir la dependencia de los combustibles fósiles al mismo tiempo que reduce las emisiones de la red.

Cómo elegir una batería de energía

Al seleccionar baterías de energía para la adquisición, es esencial tener en cuenta varios factores para garantizar la compatibilidad, el rendimiento y la confiabilidad. Estas son algunas consideraciones cruciales que se deben tener en cuenta:

• Aplicación: Se debe identificar la aplicación específica para la que se utilizará la batería de energía. Las diferentes aplicaciones, como la electrónica portátil, los vehículos eléctricos o el almacenamiento de energía de la red, tienen diferentes requisitos de potencia y energía. Las baterías de energía deben elegirse en función de la aplicación prevista para garantizar un rendimiento y una funcionalidad óptimos.
• Química de la batería: Las diversas químicas de las baterías, como el ion de litio, el plomo-ácido y el hidruro metálico de níquel, tienen características únicas con respecto a la densidad de energía, la eficiencia de carga/descarga, la vida útil del ciclo y el impacto ambiental. La química de la batería debe comprenderse para evaluar su idoneidad para la aplicación específica.
• Características de rendimiento: Deben considerarse las características de rendimiento, como la densidad de energía, la densidad de potencia, la vida útil del ciclo y la tasa de autodescarga. La evaluación de la densidad de energía y de potencia de la batería es crucial para discernir su capacidad para contener y entregar energía en relación con su tamaño y peso. Además, se debe determinar la vida útil del ciclo de la batería, es decir, la cantidad de ciclos de carga y descarga que puede soportar antes de que la capacidad disminuya significativamente. Por último, se debe evaluar la tasa de autodescarga para garantizar una pérdida mínima de energía cuando la batería está almacenada.
• Calidad y fiabilidad: Se deben buscar baterías de fabricantes de renombre. Se deben examinar las reseñas, los testimonios y los estudios de caso para identificar el rendimiento y la confiabilidad de la batería en aplicaciones similares. El soporte y la garantía proporcionados por el fabricante son decisivos en caso de cualquier problema o defecto.
• Cumplimiento y certificación: El cumplimiento de las normas y certificaciones de la industria es esencial para las baterías de energía que se utilizan en diversas aplicaciones. Las baterías deben evaluarse para su cumplimiento con las regulaciones y certificaciones relevantes para garantizar la seguridad, el rendimiento y la compatibilidad. Dicho cumplimiento confirma que las baterías cumplen con estándares específicos de calidad y confiabilidad, lo que las hace más adecuadas para la aplicación prevista.
• Costo y valor: Se debe comparar el costo de las baterías con el valor que proporcionan, considerando factores como el rendimiento, la confiabilidad y el soporte. Un análisis de costo-beneficio es crucial para evaluar el valor a largo plazo de la batería. En otras palabras, se debe evaluar el retorno de la inversión (ROI) en función de su rendimiento y vida útil.

Preguntas y respuestas

P: ¿En qué mercados están disponibles las baterías de energía?

R: Los principales mercados de la energía de las baterías incluyen China, Estados Unidos, Japón, Europa y Corea. Estos lugares producen cantidades significativas de baterías de energía y representan una parte importante del mercado global. La creciente demanda de vehículos eléctricos y fuentes de energía renovables ha impulsado la producción de baterías en estas regiones.

P: ¿Qué materiales se utilizan para fabricar baterías de energía?

R: Las baterías de energía se fabrican con diferentes materiales según el tipo de batería. Las baterías de iones de litio utilizan litio y cobalto, mientras que las baterías de hidruro metálico de níquel tienen níquel e hidrógeno. Las baterías de plomo-ácido tienen plomo y ácido sulfúrico. Cada material afecta el rendimiento de la batería en términos de longevidad, tiempo de carga y seguridad.

P: ¿Cuáles son las tendencias emergentes en las baterías de energía?

R: Las baterías de estado sólido y el reciclaje de baterías son dos tendencias importantes. Con las baterías de estado sólido, el uso de un electrolito sólido en lugar de uno líquido podría mejorar la seguridad y la densidad de energía. El reciclaje de materiales de baterías de energía como el litio, el cobalto y el níquel ayuda a proteger el medio ambiente.

P: ¿Qué prueba la calidad de las baterías de energía?

R: Las certificaciones como ISO, CE y UL demuestran que las baterías cumplen con ciertos estándares de calidad y seguridad. Brindan tranquilidad a los compradores de que las baterías son confiables y seguras de usar. Obtener baterías de energía de proveedores confiables que cumplan con estas regulaciones ayuda a las empresas a evitar productos de baja calidad.