Cómo calcular la capacidad de las baterías: Guía de Cálculo

 

Te has preguntado, ¿Cómo calcular la capacidad de las baterías? Cuando compras una batería Kaise, te proporcionamos las especificaciones técnicas del producto:

• Capacidad e energía que proporciona,
• La forma de maximizar su duración,
• El tamaño
• Y algunos detalles más.

Cómo calcular la capacidad de las baterías
Pero lo que no sabemos es la energía que va a proporcionar la batería para la aplicación en la que la vamos a emplear. Entre otras cosas porque la mayor parte de las baterías se irán cargando cíclicamente mediante diversas formas (paneles solares, redes públicas, etc. Debido a que la batería supone un activo muy importante es relevante que sepamos con precisión como calcular la capacidad de las baterías que necesitamos en función de la demanda prevista.
A continuación indicamos como saber los amperios que vamos a necesitar para dar energía a cualquier dispositivo.

Paso 1. Averiguar el consumo
Si la corriente consumida la medimos en amperios y el tiempo en horas, entonces capacidad en amperios-hora T C es:
C = xT
Por ejemplo, si una bomba consume 120 mA y deseamos que funcione durante 24 horas
C = 0,12 Amperios * 24 horas = 2.88 Amperios hora

 

Cómo calcular la capacidad de las baterías

 

Paso 2. Ciclo de vida
Un punto muy importante para calcular la capacidad de las baterías es tener en cuenta su ciclo de vida. Recuerda que no es bueno descargar una batería hasta llegar a cero en cada ciclo de carga. Por ejemplo, si desea utilizar una batería de plomo ácido en muchos ciclos no debe trabajar extrayendo más del 80% de su carga, dejando el 20% restante en la batería. Esto amplía el número de ciclos disponibles y consigue que la batería se degrade menos y mantenga su capacidad de carga durante más tiempo.
C = C/0.8
Para el ejemplo anterior
C = 2,88 AH / 0,8 = 3,6 AH

Paso 3: Cambio de las consideraciones de descarga
Algunos químicos de la batería dan mucho menos Ah si se descargan rápido. Este efecto es grande en alcalinas, carbón y zinc, zinc-aire y baterías de plomo ácido. Es un efecto pequeño en NiCad, de iones de litio, polímero de litio, y las baterías de NiMH.
Para las baterías de plomo ácido la capacidad nominal (es decir, el número de AH grabado en la batería) se suele dar con una tasa de 20 horas de descarga. Si se descarga a una velocidad lenta obtendremos el número nominal de amperios-hora previstos. Sin embargo, a velocidades de descarga alta la capacidad cae abruptamente.

Una regla de oro es que para una velocidad de descarga de 1 hora (es decir, extraer 10 amperios de una batería de 10 Ah, C1), sólo se obtendrá la mitad de la capacidad nominal (o 5 amperios-hora de una batería de 10 amperios-hora). Para conseguir mayor precisión en el proceso de cómo calcular la capacidad de las baterías pueden utilizarse los gráficos del fabricante que detallen este efecto de la velocidad de descarga.

Veamos un ejemplo: Si tenemos un grupo de servidores cuya potencia total consuma 20 amperios y deseamos que dure una hora, comenzaríamos con lo indicado en el Paso 1:
C = 20 amperios * 1 hora = 20 AH
A continuación, proceder al paso 2
= C 20 AH / 0,8 = 25 AH
Luego tomaremos en cuenta una velocidad de descarga alta:
C = 25 / 0,5 = 50 AH
Por lo tanto se necesitan 50 amperios hora de la batería de plomo sellada para hacer funcionar el amplificador durante 1 hora con una corriente promedio de 20 amperios

Paso 2 ¿Qué ocurre si no tenemos una carga constante? En estos casos debemos calcular la corriente promedio del periodo estudiado. Consideraremos la posibilidad de un ciclo repetitivo en el que cada ciclo es de 1 hora. Consiste en 20 amperios por 1 segundo seguido por 0.1 amperios por el resto de la hora. La corriente promedio se calcula de la siguiente forma.

Cómo calcular la capacidad de las baterías

El Paso 3 es muy difícil de predecir en el caso de que tengamos períodos cortos con altas intensidades de corriente.
Si conocemos los vatios en vez de amperios, seguiremos el siguiente procedimiento:

Paso A: Convertir vatios a amperios
En realidad, los vatios son la unidad de potencia y los vatios-hora la unidad de energía almacenada.
Vatios-hora = vatios * hora = 250 vatios * 5 horas = 1250 vatios hora
Tengamos en cuenta que la eficiencia del inversor sea por ejemplo del 85%.
Vatios-hora = vatios * horas / eficiencia = 1250/0,85 = 1,470 vatios hora
Ya que vatios = amperios * voltios dividimos los vatios-hora por el voltaje de la batería y obtenemos los amperios-hora de almacenaje de la batería.
Amperios-hora (a 12 voltios) = vatios-hora / 12 voltios = 1470 / 12 = 122.5 amperios-hora.

Si se está utilizando una batería de voltaje diferente los amperios-hora cambiarán dividiéndolo por el voltaje de la batería que se está utilizando.

Esperamos te sea últil esta información, si ya cuentas con un equipo UPS y deseas orientación en su cálculo de autonomía,  puedes ingresar aquí:

¿CÓMO CALCULAR EL TIEMPO DE AUTONOMÍA DE LAS UPS ?

 

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