BATERIAS Y TIPOS DE BATERIAS.

 

RESUMEN: Esta investigación da a conocer diversas características y elementos que permiten saber la funcionalidad de los elementos que almacenan energía en los sistemas fotovoltaicos abordando desde su funcionamiento hasta los diferentes arreglos necesarios para una buena función del sistema.

 

I.                INTRODUCCION

 

 Las baterías son elementos capaces de almacenar energía para su posterior uso y naturalmente ocurren los procesos llamados    carga y descarga, durante este proceso se suele modificar los parámetros de voltaje corriente, temperatura. Los llamados acumuladores de energía se utilizan principalmente en aplicaciones fotovoltaicas, estos son los encargados de proporcionar el respaldo de suministro de energía cuando la usencia del sol provoca que los paneles no estén en estado de generación de energía

Es importante conocer el comportamiento de las baterías de ciclado profundo para poder analizar las fases de carga y descarga así también conocer los tiempos de mantenimiento ya que un banco de baterías en el abandono hace que tengan un tiempo menor de vida útil.

 Fig. 1 Acumulador electroquímico. [1]

A)     Funcionamiento

Una batería de ácido-plomo está formado por un ánodo (electrodo positivo) con PbO_2, un catado (electrodo negativo) con Pb, y el electrolito usado es a base de H₂SO₄ disuelto en agua. El funcionamiento general de este tipo de acumuladores es una reacción electroquímica de óxido–reducción:

Mientras trascurre la descarga, los dos electrodos cambian la materia activa en sulfato de plomo y agua en el ánodo provocando:

a.      El electrolito disminuye su densidad.

b.      Los volúmenes de los materiales activos sufren cambios (el PbSO₄ es superior al PbO₂ y este al Pb).

 

Las reacciones químicas se llevan a cabo en la superficie porosa de la materia activa, la variación de volumen dificulta la homogeneidad del proceso y la óptima difusión del electrolito entre la materia activa.  Cuando la concatenación de cambios de volumen provoca tensiones mecánicas en las rejillas y el material activo se desprende y se precipita al fondo del acumulador. La degradación de las placas y la perdida de material activo es producida por las descargas repetidas. La sulfatación es el resultado de la descarga rápida y cuando la batería ha permanecido descargada durante mucho tiempo y el sulfato se cristaliza y no es recuperable.

Durante la carga del acumulador, el sulfato de plomo se transforma en oxido de plomo, plomo y acido. Se libera oxígeno e hidrógeno en la reacción química de electrolisis del agua cuando la carga está por finalizar. Este desprendimiento produce perdida de agua del electrolito, pero ayuda a la homogeneización del electrolito por agitación. Esta liberación reduce la estratificación del electrolito a causa de la gravedad y el poco movimiento provocando mayor concentración en la zona inferior, pero contribuye a la corrosión ya que la rejilla positiva se oxida. [2]

 

A)     Características

 

Esto se define como una batería recargable o secundaria, con la cual almacenamos energía eléctrica mediante un proceso químico y sus principales funciones son: (ver Fig. 2)

·   Es autónoma ya que satisface lo necesario en cuestión de consumo en cualquier momento que requeríamos independientemente de la generación.

·        En ocasiones suministra valores de intensidad mayormente lo que nos da un generador fotovoltaico.

         Evita acciones dañinas para los aparatos de consumo. [3] 

 

II.              ACUMULADOR ELECTROQUIMICO

 

 Es una batería recargable, que almacena energía eléctrica a partir de energía electroquímica (ver Fig. 1). La gran variedad de acumuladores se basa en la tecnología de ácido-plomo.

 

Fig. 2 Acumuladores electroquímicos de baterías. [4]

Cada celda está formada por los siguientes componentes básicos:

·        Electrodos.

o   Ánodo. Es el electrodo negativo de la celda, cuando la batería está en carga, esta forma un metal en estado reducido (M^o) durante el proceso de descarga el material M^o se oxida liberando electrones “z”:

 

M^o           M^z+ + ze^-

 

o   Cátodo. Es el electrodo positivo cuando la batería está en carga, esta forma un material en estado oxidado (N^z+). En cuanto el proceso de descarga el material  N^z+ absorbe los electrones que se generan del circuito externo y se reduce (N^o):

N^z+ + ze         N^o

 

·        Electrolito. Es la solución que contiene Iones funciona como (conductor iónico) permite la transferencia de carga a través de cada uno de los iones, entre el ánodo y cátodo, cerrando el circuito eléctrico.

 

·        Separador. Se localiza entre el ánodo y el cátodo, ambos electrodos se separan físicamente, impidiendo que se produzca un corto circuito dentro de la celda. El separador debe de permitir que se mantenga la continuidad iónica; cuando la celda se llena con el electrolito. [5]

 

Fig. 3 Conexión serie-paralelo para baterías. [3]

A)     Tipos de baterías

 

Baterías electrolíticas.

Principalmente se encuentran en plomo-acido, su principal funcionamiento es a la reacción química oxidación-reducción.

Se caracterizan por el uso del potencial electroquímico entre el ánodo y cátodo sumergidos en un electrolito, es decir en una célula electrolítica. (ver Fig. 4)

En ocasiones si nos encontramos con la batería descargada y continuamos a recargarla debemos tener en cuenta que es necesario acoplar una fuente de C.C. de 2 Volts ya que la batería a recargar consta de 6 paneles de 2 Volts lo que nos indica que necesitaríamos 12 Volts lo que iniciaría una reacción química

Fig. 4 Celdas electrolíticas. [6]

Baterías de plomo-acido.

Para conocer el proceso químico de un batería de plomo-acido. Si queremos cargar la batería la debemos de acoplar a una fuente de corriente continua de 2 o 2.2 Volts por cada celda, lo que conllevara a una reacción de reducción sobre el sulfato de plomo a dióxido de plomo en el ánodo. Por lo tanto, se reduce la capacidad de la batería al igual que su potencia y se reduce la superficie de contacto entre el metal y el electrolito. (ver Fig. 5)

Fig. 5 Cargador automático para baterías de plomo-acido. [7]

·        Ventajas de la batería plomo – acido

o   Tecnología generalizada y bien establecida.

o   Tipo de batería fácilmente reciclable.

o   Capacidad para altos picos de intensidad.

o   Menor número de celdas den serie para mayor tensión.

 

·        Desventajas de la batería plomo–acido

o   Muy sensible a carga y descargas que reducen su capacidad de vida útil.

o   2 a 5 años de vida útil.

o   Reduce su energía especifica por el alto peso del plomo.

o   Mantenimiento constante en el nivel del electrolito por la evaporación.

Batería de níquel-hidruro metálico.

En los procesos químicos de estas baterías de carga y descarga debemos tener en cuenta y diferenciar los tipos de hidrocarburos metálicos. (ver Fig. 6)

Su electrolito está compuesto de hidróxido de potasio, las reacciones que se dan en la carga y descarga.

·        Ventajas de la batería níquel–hidruro metálico.

o   Alta energía específica y potencia.

o   Menos efecto de memoria que las de ácido–plomo.

o   Libre de cadmio y por ende menos contaminante.

 

·        Desventajas de la batería níquel–hidruro metálico.

o   Precio más elevado que las de ácido–plomo por raras aleaciones que se emplean en el electrodo negativo, mayor costo y son fabricadas para altas temperaturas.

o   No ocupan mucha tecnología generalizada como las de ácido–plomo, su producción es menor y por lo tanto es escaso su compra en el mercado.

o   Elevadas acciones de descarga por lo generalmente de un 25 a un 45% mensual.

Fig. 6 Batería de Hidruro metálico de Níquel.  [8]

Baterías iónicas

Se basan en reacción química, ánodo y cátodo, así como oxidación y reducción se basan en el proceso de inserción y deserción de iones.

El litio es un material liviano y ofrece mayor energía con un valor máximo teórico de 3860Ah/kg.

Existen diversos tipos de baterías ion litio, las baterías de tipo de electrodo negativo se compone de metal positivo y carbones se efectúan como anfitriones durante la inserción. (ver Fig. 7)

·        Ventajas de baterías li-ion.

o   Elevada densidad y energía específica, menor peso con capacidad mayor a 160Wh/kg.

o   Elevada acción de carga y descarga lo que la carga permite la acción más rápidamente con seguridad sin que se degrade.

o   Baja acción de descarga en un 6% mensual y muy alto almacenamiento prolongado.

·        Desventajas de baterías li-ion.

o   Elevado coste en comparación con tecnologías de plomo, acido, níquel.

Muy peligrosas si se manipulan mal pueden incendiarse o liberar vapores y gases altamente dañinos. [9]

 

Fig. 7 Baterías de iones fluoruro. [8]

Las baterías están clasificadas en Primarias y Secundarias. Las primarias no pueden ser recargadas, por lo tanto, no se utilizan en Sistemas Fotovoltaicos y en cuanto a las Secundarias; estas si pueden ser recargadas (ver Fig. 8)

Fig. 8 Ejemplos de baterías para uso en sistema FV.  [10]

Las baterías más utilizadas en los sistemas fotovoltaicos son las de plomo-acido, debido principalmente a su costo, necesitan menor mantenimiento y tienen un menor auto descarga a comparación con otros tipos. La siguiente tabla informativa nos muestra los tipos y características de las baterías secundarias  

TABLA I.

TIPOS Y CARACTERÍSTICAS DE BATERÍAS SECUNDARIAS.

Tipo	Precio	Ciclado profundo	Mantenimiento
Plomo-acido
Plomo-antimonio	Bajo	Bueno	Alto
Plomo-calcio abiertas	Bajo	Pobre	Medio
Plomo-calcio selladas	Bajo	Pobre	Bajo
Hibridas (antimonio/calcio)	Medio	Bueno	Medio
Electrolito inmovilizado
Gel	Medio	Muy bueno	Bajo
AGM	Medio	Muy bueno	Bajo
Níquel-Cadmio
Placas “Sintered”	Alto	Bueno	Ninguno
Placas “Pocked”	Alto	Bueno		Medio

Nota: Clasificación de las baterías secundarias según sus tipos y características [10]

Baterías de plomo-acido.  (ver Fig. 9)

Estas pueden clasificarse en:

·        Baterías de tracción. Fabricadas para ciclos muy profundos, son utilizadas principalmente en autos eléctricos, diseñadas para una mayor durabilidad, estas baterías utilizan rejillas con alto contenido de Plomo-antimonio para mejorar el ciclado profundo.

·        Baterías de arranque. Fabricadas para ciclos poco profundos, son utilizadas principalmente en sector de arranque para la automoción, produciendo corrientes elevadas, en menor tiempo.

·        Baterías estacionarias. Diseñadas para los sistemas de alimentación interrumpida para sistemas de telecomunicaciones, están en continuo estado de cargas de flotación y raramente se descargan.

Las características de los distintos tipos de baterías de Plomo-acido son:

·        Baterías de Pb-antimonio. Requieren de antimonio como elemento principal, para la fusión con el plomo en las rejillas, ya que proporciona una mayor fuerza mecánica tanto a las rejillas y altos regímenes de descarga; con buena profundidad de ciclado. Limitan la perdida de material activo y tienen mayor tiempo de vida a comparación con las de Pb-calcio cuando funcionan a temperaturas muy altas.

·        Baterías de Pb-calcio. Requieren de calcio como el elemento fundamental, para la fusión de las rejillas. Existen dos tipos, selladas o abiertas, estas no requieren de agua, pero a la vez están limitadas porque si se les agrega agua reducen su tiempo de vida, mientras que las selladas almacenan la cantidad suficiente de electrolito para su tiempo de vida sin requerimiento de agua.

·        Baterías hibridas. Están diseñadas con placas positivas tubulares de calcio y placas planas negativas de antimonio, fusionando las ventajas de ambos elementos, son de tipo abierto con capacidades a los 200 Ah.

 Reacciones químicas de una batería de Plomo-Acido

Fig. 9 Baterías de plomo-ácido. [11]

Baterías de electrolito inmovilizado.

Este tipo de baterías son muy sensibles a la regulación de voltajes y cuando funcionan a temperaturas extremas, también son consideradas de plomo-acido solo que de otro tipo. (ver Fig. 10)

Su característica especial es tener el electrolito inmovilizado, las baterías más comunes de este tipo son:

·        De Gel. Utilizan rejillas de plomo-acido, algunas contienen pequeñas cantidades de ácido fosfórico mezclado al electrolito para una mejor profundidad de descarga en el ciclado, con ello también se combate la corrosión de la rejilla funcionando a bajas cargas.

·        AGM: La principal función de este tipo de baterías es que protegen la perdida de agua en la sobrecarga, el electrolito se encuentra en forma cristalina formando capas entre las placas.

Fig. 10 Batería de Gel y AGM. [12]

Baterías de níquel-cadmio.

La gran ventaja de este tipo de baterías es que tienen una larga duración de vida, las sobre cargas no le afectan y su mantenimiento es mínimo, por lo que hace que el precio de estas baterías sea muy superior a las de plomo-acido. (ver Fig. 11)

Existen dos principales baterías de este tipo:

·        Las de placas “Sintered” presentan un efecto llamado efecto memoria, en el cual la batería que es descargada constantemente hasta solo un porcentaje de su capacidad registrara este ciclado y limitara descargas mucho más grandes, dando como resultado una pérdida de su capacidad y el electrolito permanece inmovilizado.

·        Las de placas “Pocked” requieren de adición prolongada de agua, pero en estas no presentan el efecto de memoria.

 Reacciones químicas en una batería de níquel-cadmio son: 

Fig. 11  Baterías de níquel-cadmio. [13]

 Se utilizan dos tipos de baterías cuando se requiere para aplicaciones fotovoltaicas, plomo-acido y níquel-cadmio, ambas cuentan con ventajas y características diferentes, pero cabe destacar que las baterías de plomo-acido son más económicas, aunque las de níquel-cadmio a pesar de ser más elevadas en cuanto al precio; cuentan con la gran ventaja de no sufrir descargas profundas o que estén funcionando a largos periodos en carga baja, sin que sufran algún deterioro. (ver Fig. 12) [10]

Fig. 12 Partes de una batería de Plomo-acido. [14]

 

A)     Bancos de baterías

 

Los bancos de baterías son agrupaciones que conforman dos o más baterías interconectadas, con la finalidad de almacenar y entregar una cierta cantidad de energía en específico, dependiendo el voltaje y su intensidad. (ver Fig. 13)

Un banco de baterías es un grupo de dos o más baterías, estas están conectadas en serie o en paralelo, estos bancos se utilizan para hacer funcionar una fuente, equipo, subestación o equipos auxiliares, principalmente cuando ocurre un fallo, así como el debido mantenimiento que lo requiera.

 

Fig. 13. Banco de baterías para sistemas FV. [15]

 

 

 

Dentro de los bancos existen tres tipos básicos entre sus configuraciones.

·        Conexión en serie. Conexión en dónde el negativo de una batería se conecta al positivo de la otra y así continuamente hasta formar las pilas que nosotros deseamos tener.

·        Conexión en paralelo. Ambas se conectan en positivo, dependiendo la cantidad de baterías y así mismo con las terminales negativas.

·        Conexión mixta. Se muestran más híbridas, ya que las podemos conectar en función de lo que sea requerida, estás las podemos conectar en las terminales positivas con positivas y negativas con negativas y sus últimas terminales conectar en paralelo.

Al conectar las baterías en paralelo, el amperaje (amperios hora) aumenta mientras el voltaje sigue siendo el mismo. Estás baterías son fuentes de almacenamiento y su función varía dependiendo de su conexión. El uso o eficiencia de un banco de baterías depende del funcionamiento o duración en horas que se ha utilizado.

Para su cálculo:

En general para calcular un banco de baterías.

·        Es necesario conocer al voltaje en qué trabaja el equipo o carga que se alimentará.

·        Depende la carga, conocer la potencia del trabajo de carga o tipos de carga a alimentar.

·        También es importante determinar el tiempo mínimo que deben permanecer las baterías abasteciendo la carga

·        Es importante también el determinar la energía total necesaria para tener acumulada en el banco para dar abastecimiento a la debida carga en un tiempo estipulado.

·        Conocer las características del voltaje y corriente de la batería que serán utilizadas para el banco.

Es muy importante no tener una conexión mal instalada, ya que disminuye su eficiencia, también una batería en mal estado afecta la mayor eficiencia de todo el sistema, lo ideal es que todas las baterías sean del mismo fabricante y modelo, en otras palabras, la misma vida útil de todos los bancos de baterías.

Es necesario tener en completa perfección una buena instalación y requerimiento de buen equipo para la operación del banco, tener en supervisión el banco y verificar que no haya ninguna falla que afecté todo el sistema del banco de baterías. (ver Fig. 14) [16]

 

 

Fig. 14. Instalación del banco de baterías FV. [17]

 Arreglos de baterías

·        Conexión en serie

o   La conexión en serie (ver Fig. 15) se lleva a cabo mediante la unión del polo positivo con el polo negativo y viceversa obteniendo volts con capacidad máxima. Se utiliza para aumentar el valor del voltaje de salida del banco.

§  Ejemplo: Se conectan 2 baterías de 12 V en serie la salida del banco es de 24 V y si se conectan 4 baterías de 12 V en serie la salida del banco es de 48 V. [18]

 

Fig. 15 Conexión en serie. [19]

 

·        Conexión en paralelo.

o   La conexión de baterías paralelo se realiza al enlazar todos los polos positivos por un lado y todos los negativos por otro, para así obtener el mismo potencial. En este caso la ganancia es en corriente.

§  Conectar en diagonal.

§  Usar un positivo y un negativo, así sacar los cables de las baterías.

§  Conectar en el centro del banco de las baterías.

§  Se utiliza barras de cobre o busbars.

 

 

Fig. 16 Conexión en paralelo. [19]

 

En la figura anterior se puede observar un banco de baterías conectadas en paralelo, la corriente circula por la primera batería y sus cables, después a la siguiente batería y así continuamente tiene que transcurrir por cada una de ellas hasta la última, esto nos causa que una batería estará cargada y la última no alcanza a cargar. [20]

 

I.                CARGA DE BATERÍAS

 

A)    Carga a tensión constante

 

La tensión constante (ver Fig. 17) permite que toda la corriente fluya hacia la batería hasta que la fuente de alimentación alcance su tensión preestablecida. La corriente disminuirá hasta un valor mínimo cuando se alcance ese nivel de tensión. [21]

 

Fig. 17 Diagrama de Carga a tensión constante. [22]

 

 

La batería no almacena toda la energía eléctrica que recibe por lo que la cantidad de electricidad suministrada debe ser mayor que la teóricamente necesaria. Trabajando entre 5 y 25 °C, el factor de carga es de 1.4, es decir debe suministrarse una carga que sea un 40% superior a la deseada. [23]

Con este sistema de carga la tensión se mantiene constante en los bornes de cada elemento. La generatriz produce corriente continua a una tensión mayor que necesitan los tres elementos de cada batería, por ejemplo 8.5 voltios, sería suficiente para forzar el paso de la corriente aún en el final de la carga. [22]

 

B)     Carga a intensidad constante

 

El principio básico se muestra en la Fig. 18, se extrae una derivación de la línea de corriente continua (CC) y se hace una conexión de las baterías en serie, de manera que la misma intensidad (I), las traspasa a todas de la misma forma; un amperímetro (A) muestra el valor de la intensidad (I) y a diferencia de un reóstato (R) este la regula.

En tanto que la carga incrementa la contra tensión de cada componente obtiene valores cada vez más altos, por consiguiente, es fundamental, para vencerla, o incrementar la tensión aplicada, lo más conveniente, es usar un reóstato en serie con una batería que admita mantener una corriente de carga con un valor constante. [24]

 

Fig. 18 Forma de carga de baterías a intensidad constante. [24]

 

La corriente de carga inicial de una batería permanece constante hasta que se desprenden gases; en consecuencia, su valor se reducirá al 40% hasta que la carga es completa. [24]

La resistencia de un reóstato debe tener la capacidad de disminuir la tensión a 2.5 V en cada componente y su corriente de carga debe ser equivalente a la carga final en un 50 % es decir (0.4 de I) esto es igual a:

0.5 x = 0.4 *I igual a 0.2 I

Este valor corresponde a K_I

 

 

 

La batería y el valor máximo de la resistencia en serie de ser:

 

 

·        La tensión de la línea es representada por la letra V

·        El número de elementos es representado por la letra N

·        La corriente inicial es representada por la letra I

 

Por lo tanto, tenemos:

·        La corriente inicial de la carga (constante) es igual a I

·        La corriente final de la carga (constante) es igual a 0.4 I

 

La mitad de la corriente final de la carga se representa con la letra K_I y es igual a 0.2 I [24]

En el gráfico de la Fig. 19  podemos observar cómo ocurre el recorrido general de los fenómenos en la carga a intensidad constante.

Fig. 19 Gráficos de la carga de baterías a intensidad constante. [24]

 

·        La intensidad (I) permanece a un valor constante, durante una cierta cantidad de horas y posteriormente se reduce a 0.4 I equivalente al 40% hasta el final de la carga.

·        El valor de la densidad del electrolito persigue el ritmo del incremento de la carga.

·        La temperatura va incrementando, con una inflexión al reducir el régimen de carga.

·        La tensión persigue la forma del diagrama de la fig.3, para padecer una variación al reducir el régimen de carga. [24]

 

 

Fig. 20 Diagramas de carga de baterías. [24]

 

Se entiende que la tensión de la línea es de 220 V y que se pretenden cargar hasta 28 baterías, con un total de 84 elementos, esto es, ser capaz de llegar a disponer de algo más de 2.6 V por elemento. El reóstato se encuentra previsto con diversos puntos para conseguir distintos regímenes de intensidad, indicados por el amperímetro. Se refiere a una instalación netamente industrial-comercial, destinada a conseguir un máximo rendimiento del gasto de la corriente, o sea, que el coste de la carga de cada batería sea mínimo. Esto se logra gastando la tensión de línea en su totalidad (conectando un amplio número de baterías en cadena) y utilizando la menor resistencia posible en la regulación de la intensidad.

 

Numerosos negocios, instalaciones o establecimientos priorizan utilizar lámparas incandescentes en vez de reóstato para regular el valor de la intensidad de la carga. En ambos casos consumen energía eléctrica (R x I2) que se transforma en calor, o en luz. [24]

La Fig. 23 describe otro ejemplo de carga de baterías a intensidad constante.

Fig. 21 Método industrial de carga de baterías a intensidad constante. [24]

  

C)   Carga a intensidad y tensión constante

 

Se utilizan distintas formas para poder cargar una batería, pero en los llamados sistemas fotovoltaicos, estas formas varían ya que podemos encontrar distintos tipos de carga como son:

 

·        Carga de ecualización: la cual es una carga que mantiene consistencia en las células que se encuentran en la batería consiste principalmente en una carga a corriente limitada.

·        Carga normal: es la carga que no causa que el voltaje sobrepase el voltaje de gaseo.

·        Carga de flotación: la materia activa se ha convertido a su forma original y se requiere una limitación en la sobrecarga

 

El gaseo es cuando la batería se encuentra casi completamente cargada en este punto casi todos los materiales que se encuentran activos son convertidos a su composición en carga y el voltaje aumenta rápidamente. [25]

Los métodos de carga usados que son imprescindibles para obtener una buena vida útil de la batería sin importar sus condiciones de uso, es sabido que el rendimiento de cualquier batería, así como su vida útil depende en gran medida dependerá de la calidad y algunos elementos del cargador. Sabemos que entre los tipos de recarga de batería de plomo acido que son mediante voltaje constante, corriente constante, entre otras.

La carga a intensidad y tensión constante también es conocida como carga en dos pasos es una combinación de la carga de corriente y tensión constante que funciona principalmente en dos etapas (ver Fig. 22) en la primera etapa se busca controlar que el cargador de dicha batería cargue en un tiempo muy corto y la segunda etapa entra en función para proteger la batería de sobrecargas. [26]

 

Fig. 22 Representación del comportamiento de la carga a intensidad y tensión constante. [27]

 

 

D)   Carga tensión creciente

 

La carga de una batería a tensión creciente se lleva a cabo a través de un proceso controlado en el que se suministra corriente eléctrica a la batería a una tensión ligeramente superior a la tensión nominal de la batería. Durante la carga, la corriente fluye hacia la batería y el ácido sulfúrico de la solución electrolítica se convierte en agua, liberando oxígeno e hidrógeno gaseoso.

El proceso de carga se divide en varias etapas:

·        Etapa de carga a corriente constante (CC): Durante esta etapa, la batería se carga a una corriente constante, lo que significa que la corriente suministrada a la batería se mantiene constante mientras que la tensión aumenta gradualmente. En esta etapa, la batería absorbe la mayor cantidad de energía posible.

·        Etapa de carga a tensión constante (CV): Una vez que se alcanza la tensión nominal de la batería, la corriente disminuye gradualmente y se mantiene constante mientras que la tensión se mantiene constante. Durante esta etapa, se completa la carga de la batería.

·        Etapa de mantenimiento: Después de completar la carga, se mantiene la batería a una tensión constante menor que la tensión nominal para evitar la sobrecarga y la posible liberación de gases peligrosos.

 

 

Es importante destacar que la carga de la batería a tensión creciente debe ser controlada y monitoreada de cerca para evitar daños en la batería y garantizar una carga completa y eficiente. Además, es importante utilizar un cargador específico para el tipo de batería que se está cargando y seguir las recomendaciones del fabricante.

La carga de una batería a tensión creciente se lleva a cabo mediante un proceso en el que se va incrementando progresivamente la tensión aplicada a la batería. Este proceso es conocido como carga de corriente constante a tensión creciente (CC-CV).

En la etapa inicial de la carga, se aplica una corriente constante a la batería, lo que permite que los iones de litio se desplacen desde el cátodo hacia el ánodo y se depositen allí. La corriente se mantiene constante hasta que la batería alcanza un determinado nivel de tensión.

A partir de ese momento, se inicia la fase de carga a tensión creciente, en la que se va incrementando progresivamente la tensión aplicada a la batería, mientras se mantiene la corriente constante. Esto se hace para que los iones de litio puedan redistribuirse por la estructura de la batería y así aumentar su capacidad de almacenamiento.

En esta etapa, es importante controlar la temperatura de la batería ya que un aumento excesivo de la misma puede afectar su rendimiento y vida útil. Por eso, el proceso de carga debe estar controlado por un circuito de carga inteligente que sea capaz de adaptarse a las características específicas de cada tipo de batería y que además permita controlar y mantener la temperatura dentro de los límites seguros.

Una vez que la batería ha alcanzado su nivel máximo de tensión y la corriente comienza a disminuir, se alcanza el final de la fase de carga. En este momento, la batería está lista para su uso y se recomienda desconectarla del cargador.

En resumen, la carga de una batería a tensión creciente se lleva a cabo mediante un proceso que consta de dos etapas: carga de corriente constante y carga a tensión creciente. Para lograr una carga eficiente y segura, es importante contar con un circuito de carga inteligente y monitorear la temperatura de la batería durante todo el proceso. [28]

Referencias

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[2]	O. P. Lamigueiro, «researchgate.net,» Marzo 2013. [En línea]. Available: https://www.researchgate.net/profile/Oscar-Perpinan-Lamigueiro/publication/249012821_Energia_Solar_Fotovoltaica/links/02e7e51e80783f1d9f000000/Energia-Solar-Fotovoltaica.pdf. [Último acceso: 12 Marzo 2023].
[3]	O. P. Lamigueiro, «https://oscarperpinan.github.io/esf/SFA_Componentes.pdf,» perpiñan, O., 2018. [En línea]. [Último acceso: 14 marzo 2023].
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[6]	F. S, «4.3. Celdas Electrolíticas | Química general.,» [En línea]. Available: http://corinto.pucp.edu.pe/quimicageneral/contenido/43-celdas-electroliticas.html. [Último acceso: 15 Marzo 2023].
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[8]	A, «Baterías de hidruro metálico de níquel (NiMH).,» 22 ENERO 2021. [En línea]. Available: https://www.electrodaddy.com/baterias-de-hidruro-metalico-de-niquel-nimh/. [Último acceso: 15 MARZO 2023].
[9]	t. l. d. reservados, « Caracterización de los acumuladores con condensadores en comparación con los acumuladores electroquímicos (Bachelor's thesis, Universitat Politècnica de Catalunya).,» Cucurella Royo, E., 2017. [En línea]. Available: https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2117/107569/129492_Carateritzaci%C3%B3+dels+acumuladors+amb+condensadors+en+comparaci%C3%B3+amb+els+acumuladors+electroqu%C3%ADmics.pdf?sequence=1. [Último acceso: 2023 marzo 14].
[10]	A. Abella, «Sistemas fotovoltaicos. SAPT Publicaciones Técnicas, SL.,» 2005. [En línea]. Available: https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/38373658/SISTEMAS_FOTOVOLAICOS-libre.pdf?1438653204=&response-content-disposition=inline%3B+filename%3DSistemas_fotovoltaicos_Sistemas_Fotovolt.pdf&Expires=1678612168&Signature=JUYFUEJxxI17jluUorqRPhyO~vK7rikzcg84RREm. [Último acceso: 12 Marzo 2023].
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