Banco de Baterias

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Investigación banco de baterías

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BANCOS DEBATERAS.

Son bancos de bateras estacionarios con capacidad para suministrar potencia en corriente directa a los esquemas de proteccin, control, sealizacin y todo lo que requiera de corriente directa a travs de centros de carga. Como se muestra en la siguiente figura.

Banco deBateras (imagen de del blogger IngenieraElctricaExplicada)

El sistema de banco bateras se utiliza para energizar lossiguientesequipos :1.-Protecciones2.-Lmparas piloto3.-Cuaro de Alarmas4.-Registrador de eventos5.-Circuito de transferencia de potenciales6.-Sistemas contra incendio7.-Equipo de onda portadora (OPLAT)8.-equipos de micro onda9.-Control de Disparo de los interruptores de altatensiny bajatensin10.-Control de Apertura de los interruptores de altatensiny bajatensin11.-Control de los seccionadores12.-Sistemas de iluminacin de emergencia13.-Sistemas ininterrumpido de energa (UPS)Estos bancos de bateras deben estar alimentados por su cargador - rectificador que convierte la corriente alterna en corriente directa para la carga de los mismos.

Las bateras, que se utilizan en las subestaciones son del tipo de electrolito pueden ser cidas o alcalinas.

BATERADE TIPO CIDO

Cada celda est formada por las siguientes partes:

Recipiente. Es un envase que puede ser poliestireno transparente. O de vidrio, que ofrece la ventaja de permitir la inspeccin visual de los elementos interiores. Dentro del recipiente se localizan las placas activas, el electrolito y los separadores.

Placas. Las placas positivas estn formadas por dixido de plomo (PbO2) y pueden estar fabricadas en dos formas:a) Placa plana empastada de una masa de dixido de plomo. Este tipo seutiliza en la industria automotriz por ser ms barata, pero es de menor duracin, ya que con el uso y la vibracin se va disgregando la pasta.

b) Placa multitubular. Formada por una hilera de tubos fabricados con malla de fibra de vidrio trenzada, dentro de los cuales se introduce una varilla de aleacin de plomo. Al unir todos los tubos en su parte superior queda formada la placa. Este mtodo tiene la ventaja de producir mayor energa por unidad de peso y adems evita la sedimentacin del material activo, por lo que llega a tener una duracin de hasta 20 aos. Las placas negativas son planas en ambos casos, y estn formadas por plomo puro.

Separadores. Son los elementos aislantes que mantienen separadas las placas positivas de las negativas. Son lminas ranuradas. Fabricadas de hule microporoso para permitir la circulacin del electrolito, sin que este afecte qumicamente.

Electrolito. Est formado por cido sulfrico diluido en agua. Cuando la celda tiene carga elctrica completa, la densidad del electrolito es de 1.21.

En las siguientes figuras se muestra los componentes que integran a la batera de tipo acido,

Partes que componen a unabacteriadel tipocido(cortesaTECHNO SUN)

Operacin de una celda de tipo cido.

Cuando una celda est completamente cargada, en la placa positiva hay dixido de plomo y en la negativa solamente plomo. Ambas placas estn baadas por el electrolito.Al cerrarse el circuito exterior de la batera, comienza la liberacin de la energa elctrica almacenada, y el radical sulfato (SO4) del electrolito, se combina con el plomo contenido en las placas, transformndose en sulfato de plomo y diluyndose el electrolito.

Ventajas:Bajo costo.Fcil fabricacin.

Desventajas:No admiten sobrecargas ni descargas profundas, viendo seriamente disminuida su vida til.Altamente contaminantes.Baja densidad de energa: 30 Wh/kgPeso excesivo, al estar compuesta principalmente de plomo; por esta razn su uso en automviles elctricos se considera poco lgico por los tcnicos electrnicos con experiencia. Su uso se restringe por esta razn a aplicaciones estacionarias, adems de para automviles, para el arranque, tambin como fuentes de alimentacin ininterrumpidas para equipos mdicos.Voltaje proporcionado: 2 V Densidad de energa: 30 Wh/kg

Por lo tanto en los cuartos en donde se instalan las bateras del tipo cido, deben estar provisto de un extractor de gases, que deber ponerse en funcionamiento antes de la apertura de la puerta de entrada del personal, con el fin de eliminar la posibilidad acumulacin de hidrgeno que se desprende durante la descarga intensa de las bateras que, en presencia de alguna chispa originada en la ropa de la personal (electricidad esttica) que entra, puede provocar una explosin.

Los locales destinados a bateras deben ser secos, bien ventilados y sin vibraciones que puedan originar desprendimientos excesivos de gases y desgaste prematuro de las placas. La temperatura ambiente debe variar entre los 5 y 25 grados centgrados. La instalacin elctrica deber ser del tipo anti-explosiva. El suelo debe ser a prueba de cido o lcali, segn sea el tipo de batera y deber tener una ligera pendiente con un canal de desage, para evacuar rpidamente el lquido que se pueda derramar o el agua de lavado. Las paredes techo y ventanas deben recubrirse con pintura resistente al cido o los lcalis segn se trata.

BATERIA DE TIPO ALCALINO.

La descripcin es practicante igual que las de tipo acido, por lo tanto conviene describir las diferencias, utilizando una celda de nquel-cadmio.

Recipiente. Son de plstico opaco y tienen el inconveniente de no permitir la inspeccin ocular del interior.

Placa positiva. Est formada por una hilera de tubos de malla de acero, que contiene hidrxido de nquel.

Placa negativa. Es igual a la positiva, pero rellena de xido de cadmio, el cual sereduce a cadmio metlico durante el proceso de carga.

Separadores. Se usan barras de hule o de polietileno.

Electrolito. Es una solucin de hidrxido de potasio, con una densidad que oscila entre 1.6 y 1.9 a 25, oscilacin que no se debe a la carga elctrica de la celda.

La vida de laBateradel tipo alcalino es de 25 aos, en promedio, que dura la vida de estas celdas se hace necesario cambiar el electrolito unas tres veces, debido al envejecimiento que se produce por el dixido de carbono de laatmsfera.

VentajasLarga Vida.Reacciona de manera eficiente frente a fuertes descargas.Mnimo mantenimiento.Facultad de aceptar altos regmenes de carga.Excelente desempeo frente a los diferentes cambios de temperatura.Resistentes a los abusos elctricos y mecnicos.Fciles de Instalar.Puede soportar un almacenamiento prolongado.Buenas caractersticas de servicio bajo cargas de flotacin.

Conexin del Banco de bateras.Existen dos formas de conectar un banco de celdas o bateras de plomo-acido.

En serieEn paralelo

Conexin en SerieEsta asociacin en serie es la ms conocida. En este caso, el borne positivo o negativo de una celda o batera, se conecta al borne opuesto de otra de idnticas caractersticas. De esta manera, la asociacin resultante tendr el doble de tensin y la misma capacidad que cada celda o batera en forma individual.

Y si agregamos una celda o batera ms a la serie anterior, la tensin resultante ser el triple. Y as sucesivamente. Por ejemplo, una batera de 24V/100Ah puede obtenerse asociando en serie 12 celdas individuales de 2V/100Ah o dos bateras del tipo monoblock de 12V/100Ah.

Es importante resaltar que las celdas o bateras que se asociarn en serie deben ser de la misma capacidad y, preferentemente, de la misma marca y modelo. De no ser as, tanto en la descarga como en la posterior carga, habr un comportamiento disparejo y esto afectar tanto el desempeo como la vida del conjunto.

Banco de Bateras conectado en serie.

Conexin en ParaleloAsociar en paralelo significa vincular elctricamente bornes de la misma polaridad. La asociacin en paralelo se utiliza cuando no es posible obtener una batera de la capacidad deseada. O, a veces, dicha capacidad existe en un determinado modelo o tipo constructivo y resulta ms econmico utilizar una asociacin en paralelo de otros modelos ms baratos.

Un caso tpico es el de algunas capacidades intermedias (200, 300 o 400Ah en tensiones de 12 o 24V), donde las mismas se pueden obtener asociando en serie y paralelo bateras monoblock de 100Ah, segn necesidad, y esto resulta ms econmico que utilizar celdas de 2V y de la capacidad deseada.

Banco de Bateras conectado en paralelo.

Conexin Serie-Paralelo de un Banco de Bateras

Reglas para Conectar en Paralelo un Banco de Bateras

Solo deben asociarse en paralelo series completas. La conexin en paralelo de celdas o bateras intermedias de una serie est totalmente desaconsejada. Un ejemplo aclarar este concepto: supongamos que necesitamos armar una batera de 48V/300Ah y disponemos solo de monoblocks de 12V/100Ah. Lo correcto es formar tres series de cuatro bateras cada una. De esta manera, cada serie tendr 48V/100Ah.Para lograr la batera que necesitamos, lo que debemos hacer ahora es asociar en paralelo los bornes positivo y negativo de cada serie completa (o sea, los bornes extremos). Y lo que no se debera hacer es asociar en paralelo tres monoblocks de 12V, para obtener una batera equivalente de 12V/300Ah y luego asociar en serie cuatro de estos paralelos. Observar que en este segundo caso puede enmascarar celdas o bateras con fallas (por ejemplo, una batera abierta), adems de sobrecargar las conexiones en paralelo.

Al igual que en el caso de las asociaciones en serie, solo se deben utilizar celdas o bateras del mismo diseo (o sea, de la misma marca, del mismo modelo).Si esto no se respeta, las celdas o bateras con menor resistencia interna se descargarn en forma ms profunda.

Las condiciones ambientales entre las diferentes series a asociar en paralelo deben ser tan idnticas como sea posible. Nos referimos a la temperatura ambiente y a las posibilidades para disipar calor. Por ejemplo, si las series a poner en paralelo se encuentran dentro de un gabinete (y esto ocurre en el caso de las