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Como entender las tensiones de batería y estado de carga

La única forma de medir el estado de carga de una batería es midiendo la tensión de la misma entre bornes. Pero debemos tener en cuenta varios aspectos para saber interpretar esta medición. Para facilitar la explicación, en este post hablaremos de baterías plomo-ácido abiertas de 24V. (para baterías de 12V solamente hay que dividir los valores entre 2)

Las tensiones de batería pasan por las siguientes fases:

Absorción (bulk): 28,8V

Durante esta fase se aumenta la tensión de la batería hasta los 28,8V inyectando a la batería la máxima corriente de carga disponible.

Flotación: 27V

Una vez alcanzada la tensión de absorción y tras un tiempo que dependerá del algoritmo de carga del regulador o cargador de baterías, se pasa a flotación. En este momento la batería se considera cargada al 100%. En esta etapa se disminuye la tensión suministrada a la batería a 27V y se reduce la corriente de carga a unos pocos amperios para compensar la autodescarga de la batería y mantenerla cargada al 100%.

Cuando se pone el sol:

Una vez la fuente de energía desaparece, deja de aplicarse tensión a la batería y por lo tanto la tensión de la batería baja a unos 25V – 25,6V .

Durante la noche:

Todos los consumos nocturnos consumirán energía de la batería, además de la propia autodescarga de la misma. Por lo tanto, la tensión de la batería bajará en proporción a la descarga que se realice a la batería. Esto es lo que se conoce como Profundidad de descarga (DOP, Depth of Discharge). Cuanto mayor sea la descarga más bajará la tensión y peor será para la batería. Los inversores se paran cuando la tensión de batería baja por debajo de unos 21V para proteger la batería contra sobredescargas.

*Hay que evitar descargas muy profundas para alargar la vida de la batería lo máximo posible.

Cuando vuelve a salir el sol:

Por la mañana, después del consumo nocturno, es habitual tener tensiones en la batería entre 24V a 25V, dependiendo del consumo.

Una vez sale el sol, la tensión de la batería irá subiendo hasta llegar de nuevo a los 28,8V.

*Es conveniente realizar cargas al 100% todos los días. O al menos 4 días a la semana para asegurar un buen mantenimiento de la batería.

 

Analizamos una curva real de tensiones de batería durante 24h:

De 9h a 13h se produce la carga de absorción.

A las 13h se alcanza la tensión de absorción: 28,8V.

A las 13:10h se pasa a flotación 27V.

A las 17:30h se va el sol y la tensión de batería baja a unos 25,6V.

Desde las 18h hasta que sale el sol a las 9h la tensión de batería se mantiene a unos 25V.

A las 7:20h hay un pico de consumo que hace bajar la tensión de batería a unos 23,9V. Pero al desaparecer el consumo la tensión se recupera.

 

¿Que relación existe entre la tensión entre bornes de batería y el porcentaje de carga?

La tensión de la batería es proporcional al estado de carga de la misma, pero hay varios factores que afectan a esta medición.

La resistencia interna de la batería:

Cuando hay corriente de entrada a la batería. Para cargar la batería es necesario aplicar una tensión superior a la de la batería, para de este modo poder forzar el paso de corriente hacia misma. Al aplicar tensión a la batería veremos como la tensión en bornes de la misma sube.

Cuando hay corriente de salida de la batería. Cuando hay consumos la corriente sale de la batería y por lo tanto la tensión de la batería baja. Esta bajada es proporcional a la tasa de corriente de salida. Cuando se para el consumo la tensión de la batería se recupera al valor anterior menos un poco que dependerá del consumo realizado.

La homogeneinización del electrolito:

Hay que dejar 2 horas para que se homogenice el electrolito en el interior de la batería y poder medir una tensión proporcional al estado de carga.

CONCLUSIÓN:

No es fácil conocer el estado real de la batería midiendo la tensión de la misma. Los reguladores e inversores utilizan un algoritmo para calcular el porcentaje de carga dependiendo de la tensión de la batería y los amperios de entrada y de salida de la batería.

En las instalaciones en las que la carga se realiza mediante un regulador solar pero la descarga se realiza desde un inversor ninguno de los equipos es capaz de realizar el cálculo de amperios almacenados en la batería y por lo tanto el porcentaje de carga de batería mostrado será erróneo o muy dependiente de las fluctuaciones de las tensiones. En estos casos se puede utilizar un monitor de baterías para conocer el estado de carga: Monitores de baterías

Para facilitar el concepto puedes quedarte con estas ideas:

  • Cada día la batería debe alcanzar la tensión de final de carga. 28,8V
  • Cuando sale corriente de la batería la tensión de la misma baja.
  • Cuando entra corriente a la batería la tensión de la misma sube.
  • La batería necesita 2h sin entrada ni salida de corriente para que la medición de tensión sea proporcional al estado de carga de la batería.
  • Intenta que tu batería no se descargue por debajo de los 24V muy a menudo. Y no descargarla nunca por debajo de los 21V.

 

Tienes dudas? deja un comentario y te las resolvemos.

Acerca de Jorge Insa

Soy un apasionado de la tecnología y la naturaleza, si juntas las 2 descubres todo un mundo de posibilidades con las energías renovables. Y como todos tenemos que trabajar, yo lo hago siguiendo una idea bien clara, la sostenibilidad del planeta. Mis esfuerzos están dirigidos a promover, divulgar y concienciar a la gente en el uso de energías alternativas por un futuro sostenible.

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