BATERÍA DE PLOMO ÁCIDO INUNDADA

Tipos de baterías de plomo ácido

Hay muchos tipos de baterías de plomo-ácido que se utilizan en sistemas de almacenamiento de energía fotovoltaica. Hay tres tipos que se utilizan principalmente: baterías de plomo-ácido inundadas, baterías de plomo-ácido selladas reguladas por válvula y baterías de plomo-carbono.

Batería de plomo-ácido de tipo inundado

El ácido sulfúrico en el electrolito de las baterías de plomo-ácido participa directamente en el proceso de reacción de carga y descarga de la batería. En las baterías tradicionales de plomo-ácido, el espacio restante en el recipiente de la batería, a excepción de las placas polares, los separadores y otras piezas sólidas de ensamblaje, está completamente lleno de electrolito de ácido sulfúrico, que es una batería de plomo-ácido húmeda de ciclo profundo, en la que el electrolito está en un estado de exceso, por lo que se denomina batería “inundada” con las placas polares de la batería completamente sumergidas en el electrolito de ácido sulfúrico. Hay una tapa en la parte superior de la batería inundada que puede ventilar y evitar que el líquido salpique. Durante el uso, debido a la pérdida de agua por evaporación y descomposición, la tapa debe abrirse regularmente para agregar agua destilada y ajustar la densidad del electrolito. por lo que habitualmente se denomina batería de “tipo abierto”. Las baterías de plomo-ácido inundadas tienen las características de alta eficiencia de conversión de energía, ciclo de vida prolongado, alto voltaje terminal, seguridad sólida, rendimiento de alto costo, instalación y mantenimiento simples, etc. Actualmente es la fuente de alimentación química preferida en varios sistemas de almacenamiento de energía. fuente de alimentación de emergencia y dispositivos de puesta en marcha. 

Baterías de plomo-ácido selladas reguladas por válvula (baterías VRLA)

También se conocen como baterías libres de mantenimiento, que se pueden dividir en dos tipos: baterías de plomo-ácido AGM y baterías de plomo-ácido selladas con gel. La batería AGM utiliza una solución acuosa de ácido sulfúrico puro como electrolito, la mayor parte del cual se encuentra en la membrana de fibra de vidrio, y una parte del electrolito se absorbe dentro de la placa polar. Las baterías de plomo selladas AGM tienen menos electrolito, placas polares más gruesas y una menor utilización de material activo que las baterías abiertas, por lo que la capacidad de descarga de la batería es aproximadamente un 10% menor que la de las baterías abiertas. En comparación con las baterías selladas de gel actuales, las baterías de plomo selladas AGM tienen una capacidad de descarga menor. La batería de almacenamiento de plomo sellada con gel (es decir, la batería de tipo GEL) y la batería de plomo-ácido de gel son mejoras de la batería de plomo-ácido ordinaria con electrolito líquido. Reemplaza el electrolito de ácido sulfúrico con el electrolito en gel, lo que mejora la seguridad, la capacidad de almacenamiento, el rendimiento de descarga y la vida útil en comparación con las baterías normales. Su electrolito está compuesto por sol de sílice y ácido sulfúrico. La concentración de la solución de ácido sulfúrico es menor que la de las baterías AGM y la cantidad de electrolito es mayor que la de las baterías AGM, lo que equivale a las baterías inundadas. Este electrolito existe en estado de gel y se llena en el separador y entre los electrodos positivo y negativo. El electrolito de ácido sulfúrico está rodeado de gel y no saldrá de la batería. Su electrolito está compuesto por sol de sílice y ácido sulfúrico. La concentración de la solución de ácido sulfúrico es menor que la de las baterías AGM y la cantidad de electrolito es mayor que la de las baterías AGM, lo que equivale a las baterías inundadas. Este electrolito existe en estado de gel y se llena en el separador y entre los electrodos positivo y negativo. El electrolito de ácido sulfúrico está rodeado de gel y no saldrá de la batería. Su electrolito está compuesto por sol de sílice y ácido sulfúrico. La concentración de la solución de ácido sulfúrico es menor que la de las baterías AGM y la cantidad de electrolito es mayor que la de las baterías AGM, lo que equivale a las baterías inundadas. Este electrolito existe en estado de gel y se llena en el separador y entre los electrodos positivo y negativo. El electrolito de ácido sulfúrico está rodeado de gel y no saldrá de la batería.

Baterías de plomo-carbono

Es una batería capacitiva de plomo-ácido, que es una tecnología desarrollada a partir de la batería tradicional de plomo-ácido. Agrega carbón activado al electrodo negativo de la batería de plomo-ácido, que es una batería de plomo-ácido inundada para energía solar, y puede mejorar significativamente la vida útil de las baterías de plomo-ácido. Las baterías de plomo-carbono son la tecnología más avanzada en el campo de las baterías de plomo-ácido, y también son el foco de desarrollo de la industria internacional de almacenamiento de energía para nuevas energías, y tienen perspectivas de aplicación muy amplias. Se utilizan ampliamente en los campos de almacenamiento de energía. como el almacenamiento de energía en centrales fotovoltaicas, el almacenamiento de energía eólica y la reducción de picos de red.

Diferentes voltajes de las baterías de plomo-ácido inundadas

Cuando la batería de plomo-ácido inundada se descarga, el plomo metálico es el electrodo negativo, que ocurre la reacción de oxidación y produce sulfato de plomo; el dióxido de plomo es el electrodo positivo y se produce la reacción de reducción para producir sulfato de plomo. Cuando la batería se carga con corriente continua, se generan plomo elemental y dióxido de plomo en los dos polos respectivamente. Después de quitar la fuente de energía, vuelve al estado anterior a la descarga para formar una batería química. Las baterías de plomo se pueden cargar y descargar repetidamente, cuyo voltaje único es de 2V. La batería es un paquete de baterías compuesto por una o más celdas, lo que se conoce como batería de almacenamiento. Las más comunes son las baterías de plomo-ácido inundadas de 6v, las baterías de plomo-ácido inundadas de 8v y las baterías de plomo-ácido inundadas de 12v, y hay otras baterías de 2V, 4V y 24V.

El voltaje real de la batería de almacenamiento no es un valor constante. El voltaje es alto cuando no hay carga, mientras que el voltaje disminuirá cuando hay carga. Cuando se descarga una gran corriente repentina, el voltaje caerá repentinamente. Existe una relación aproximadamente lineal entre el voltaje de la batería y la energía restante. Esta simple asociación existe solo cuando no hay carga. Cuando se aplica una carga, el voltaje de la batería se distorsionará debido a la caída de voltaje causada por la impedancia interna de la batería. Según el voltaje de la batería y el valor de referencia de la energía restante de la batería, se supone que el voltaje cuando la batería está completamente cargada es de 12,8 V. Se puede saber que la batería con una potencia nominal de 12V, cuando el voltaje es de 12V, la energía restante es aproximadamente del 50%; cuando el voltaje es inferior a 12 V, 

La batería es bidireccional y tiene dos estados, cargando y descargando, y la corriente es limitada. Las diferentes baterías tienen diferentes corrientes máximas de carga y descarga.

La corriente de carga y descarga de la batería está relacionada con el sistema. Si no está bien diseñado, afectará el rendimiento del sistema. La descarga de ciclo superficial ayuda a prolongar la vida útil de la batería. La operación de ciclo poco profundo de la batería tiene dos ventajas obvias: primero, la batería generalmente tiene un ciclo de vida más largo; en segundo lugar, la batería a menudo retiene más capacidad disponible en amperios-hora, de modo que la tasa de garantía de suministro de energía del sistema fotovoltaico es mayor. Según la experiencia operativa real, la profundidad moderada de descarga es del 60% al 70%.