La tecnología de las baterías ha evolucionado a lo largo de los años, y las organizaciones industriales y de servicios públicos tienen muchas opciones para sus requisitos de almacenamiento de energía para la energía de respaldo. Esta guía electrónica explica cómo las tecnologías de plomo-ácido probadas, como las baterías de plomo-ácido ventiladas (VLA) o las baterías de plomo-ácido reguladas por válvula (VRLA), se han perfeccionado para proporcionar a los usuarios finales ganancias de rendimiento incrementales que pueden responder a sus necesidades operativas. Estas baterías están más que a la altura de las químicas alternativas de las baterías que a veces no están probadas a gran escala.
Las baterías de plomo-ácido son uno de los tipos de baterías más antiguos y establecidos que se utilizan en los sectores industrial y de servicios públicos. Representan una solución probada y confiable en múltiples aplicaciones: proporcionan respaldo para sistemas de alimentación ininterrumpida, almacenan energía en sistemas fuera de la red y respaldan una amplia gama de tareas industriales en la fábrica. En resumen, las baterías de plomo-ácido son una tecnología fiable, rentable y bien entendida, que también apoya las iniciativas de sostenibilidad a través de niveles extremadamente altos de reciclabilidad al final de su vida útil.
Sin embargo, no se puede dar por sentada la posición de las baterías de plomo-ácido en los mercados industriales y de servicios públicos. Por lo tanto, los fabricantes de este tipo de baterías invierten mucho en investigación y desarrollo para garantizar el perfeccionamiento de sus soluciones. En consecuencia, las organizaciones industriales y de servicios públicos se benefician de la mejora del rendimiento en áreas como el tamaño, la densidad de potencia, la capacidad de carga y la reducción de los costes de mantenimiento. Esta actividad hace que las baterías de plomo-ácido avanzadas sean más que un rival para las químicas de batería alternativas que han llegado al mercado más recientemente.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIFERENTES TIPOS DE BATERÍAS DE PLOMO-ÁCIDO
Entonces, ¿cómo es la evolución de las baterías de plomo-ácido a nivel práctico? ¿Cómo ha mejorado el refinamiento el rendimiento a lo largo del tiempo y qué significa eso para las organizaciones industriales y de servicios públicos que siguen confiando en este tipo de soluciones?
Respondamos a esas preguntas reconociendo los distintos tipos de baterías de plomo-ácido. Las baterías convencionales de plomo-ácido ventiladas (VLA) o de plomo-ácido reguladas por válvula (VRLA) se utilizan principalmente en los sectores industrial y de servicios públicos porque son conocidas por su fiabilidad, su coste relativamente bajo y su capacidad para suministrar altas corrientes de sobretensión.
De los dos tipos de diseño, las baterías VLA (inundadas) han sido la opción preferida, especialmente en América del Norte, aunque esto está cambiando gradualmente. Dentro de Europa, el mercado está mucho más impulsado por las baterías VRLA. En particular, los operadores de redes de distribución y los operadores de sistemas de transmisión suelen favorecer el VRLA, con los productos químicos Planté (un tipo de batería inundada) y NiCd que también entran en la mezcla.
CONCEPTOS ERRÓNEOS QUE DESAFÍAN LA ADOPCIÓN DE VRLA
Hay varias razones por las que un comprador puede optar por seleccionar baterías VLA (inundadas):
La familiaridad genera confiabilidad
Los compradores que están acostumbrados a las baterías VLA (inundadas) pueden encontrar consuelo en su familiaridad, sabiendo cómo se han comportado estas baterías en diversas condiciones durante años de uso. Esta experiencia de usuario puede traducirse en una sensación de fiabilidad, proporcionando tranquilidad en su continuidad operativa.
Costo inicial
Las baterías de inundación generalmente tienen un costo inicial más bajo en comparación con las baterías VRLA. Esta ventaja de costo inicial puede ser significativa para los compradores, especialmente para aquellos con un presupuesto ajustado.
Sin incentivo por rendimiento
En algunos casos, las baterías VLA (inundadas) aún pueden cumplir adecuadamente con los requisitos de rendimiento de la aplicación. Por lo tanto, puede haber poco o ningún incentivo para cambiar a las baterías VRLA.
Consideraciones de mantenimiento
Si bien las baterías VRLA no necesitan el riego regular que requieren las baterías VLA (inundadas), algunos usuarios finales pueden tener la capacidad de realizar el mantenimiento internamente y desean tener un mayor control del proceso.
Preocupaciones medioambientales
Algunos compradores pueden percibir que las baterías VLA (inundadas) son más fáciles de reciclar o más respetuosas con el medio ambiente que sus contrapartes VRLA debido a su construcción simple.
Si bien es comprensible que los compradores puedan tener sus razones para seleccionar las baterías VLA (inundadas), es importante destacar los avances en las baterías VRLA que abordan estos conceptos erróneos y ofrecen beneficios adicionales que pueden convertirlas en una opción más atractiva.
AVANCES EN LA TECNOLOGÍA VRLA
La tecnología de baterías VRLA ha evolucionado a lo largo de los años, ofreciendo mejoras en el rendimiento, la fiabilidad y la seguridad en comparación con los tipos VLA (inundados). Los avances en los materiales, los procesos de fabricación y el diseño han llevado a una mayor adopción de las baterías VRLA en aplicaciones industriales y de servicios públicos.
La introducción de la tecnología de placa delgada de plomo puro (TPPL) representa un avance notable dentro de la categoría de baterías VRLA. Las baterías TPPL emplean placas delgadas hechas de plomo puro, lo que permite más placas y una mayor superficie reactiva, lo que reduce la resistencia interna y las pérdidas de energía, lo que resulta en un diseño de batería más eficiente y duradero. En comparación con las baterías VRLA tradicionales a base de plomo-calcio, las baterías TPPL ofrecen varias ventajas, incluidas densidades de energía más altas, rendimiento mejorado a temperaturas extremas, tasas de carga más rápidas y mayor entrega de corriente con menor caída de voltaje, menores requisitos de mantenimiento y mayor ciclo de vida.
Investiguemos estos avances con más detalle.
Densidad de energía mejorada
Los avances en el diseño y la fabricación de baterías TPPL han llevado a mejoras en la densidad de energía en comparación con otras tecnologías VRLA. Con la transición mundial hacia la energía sostenible, los sectores industrial y de servicios públicos se enfrentan al reto de la seguridad energética. Los parques eólicos y solares son formas intermitentes de generación de electricidad, lo que provoca una inestabilidad de la red que solo puede superarse mediante el almacenamiento de energía. En lugar de baterías que manejan autonomías de 8 a 12 horas, es posible que se necesiten autonomías de hasta 72 horas, lo que requiere tres veces más capacidad de almacenamiento. Si bien las empresas industriales y de servicios públicos desean aumentar la capacidad de su sistema de almacenamiento de baterías, el acceso a un mayor espacio físico puede ser un problema, especialmente cuando estas instalaciones están situadas en ubicaciones urbanas. En escenarios como este, la capacidad de almacenar más energía en un espacio más pequeño hace que la tecnología TPPL sea una alternativa atractiva a otras tecnologías VRLA. Las baterías PowerSafe® SBS XL 2V, que están diseñadas específicamente para aplicaciones de flotación de red estable, pueden cumplir con este requisito de capacidad de almacenamiento triple en el mismo espacio.
Rendimiento optimizado a temperaturas extremas
También hay que tener en cuenta los cambios de temperatura, ya que puede haber diferencias significativas entre los inviernos helados y el calor intenso en los veranos en varias instalaciones de todo el mundo. Aunque estas fluctuaciones afectarán la capacidad de almacenamiento y la autonomía, operar por encima de la temperatura especificada acortará la vida útil operativa de estas baterías, aumentando los costos porque deberán reemplazarse con mayor frecuencia.
En comparación con las baterías VRLA convencionales a base de plomo-calcio, la plataforma de fabricación avanzada de las baterías TPPL les permite funcionar eficazmente en un rango más amplio de temperaturas sin una pérdida significativa de capacidad o degradación del rendimiento. Esto los hace adecuados para su uso en condiciones ambientales adversas que se encuentran comúnmente en entornos industriales y de servicios públicos. Las baterías PowerSafe® SBS XL 2V, por ejemplo, tienen una vida útil de hasta 20 años.
EN COMPARACIÓN CON LAS BATERÍAS VRLA TRADICIONALES A BASE DE PLOMO-CALCIO, LAS BATERÍAS TPPL OFRECEN VARIAS VENTAJAS, INCLUIDAS DENSIDADES DE ENERGÍA MÁS ALTAS, RENDIMIENTO MEJORADO A TEMPERATURAS EXTREMAS, VELOCIDADES DE CARGA MÁS RÁPIDAS Y MAYOR SUMINISTRO DE CORRIENTE CON MENOR CAÍDA DE VOLTAJE, MENORES REQUISITOS DE MANTENIMIENTO Y UNA VIDA ÚTIL MEJORADA.
Tasas de carga rápidas
Con la creciente adopción de la electricidad, los sectores industrial y de servicios públicos requieren apoyo para posibles apagones continuos, lo que requiere baterías con ciclos de carga rápidos. Las baterías TPPL pueden aceptar velocidades de carga más altas en comparación con las baterías de plomo-calcio. Esto permite tiempos de carga más rápidos, lo que reduce el tiempo de inactividad y mejora la eficiencia general en aplicaciones en las que la reposición rápida de energía es crucial, lo que resulta en un menor uso de energía. Estos factores, en combinación, tienen beneficios potenciales de reducción de carbono a largo plazo.
Reducción de los requisitos de mantenimiento
Las instalaciones industriales y de servicios públicos pueden estar en zonas rurales remotas, lo que requiere largos tiempos de viaje para los ingenieros. Tener que programar un desplazamiento para que un ingeniero realice trabajos de mantenimiento puede tener un alto costo. También puede desviar la atención del ingeniero de mantenimiento de tareas más importantes. Es preferible elegir una opción de batería de bajo mantenimiento que las baterías VLA (inundadas), que requieren recargas frecuentes de electrolitos.
Las baterías TPPL avanzadas casi no requieren mantenimiento en comparación con las baterías estándar de plomo-calcio. El uso de la tecnología de estera de vidrio absorbente (AGM) minimiza el requisito de mantenimiento del electrolito, como el relleno con agua desionizada (riego), al tiempo que reduce la posibilidad de fugas o derrames de electrolitos. Esto conduce a menores gastos operativos, menos interacción humana por parte del personal de mantenimiento y menos desplazamientos de camiones, y una mayor confiabilidad y seguridad para los usuarios finales.
Ciclo de vida mejorado
Las baterías TPPL, al igual que las baterías PowerSafe® SBS XC+, ofrecen un ciclo de vida más largo en comparación con las baterías VRLA de plomo tradicionales. A través de innovaciones en el diseño de placas, la composición de electrolitos y los procesos de fabricación, las baterías TPPL pueden soportar un mayor número de ciclos de carga-descarga sin una degradación significativa en el rendimiento. Esto los hace ideales para aplicaciones que requieren ciclos frecuentes y descargas profundas, como el almacenamiento de energía renovable y la estabilización de la red.
Integración de sistemas avanzados de monitorización y gestión
Las baterías TPPL se pueden integrar a la perfección con sistemas avanzados de monitoreo y gestión, lo que permite el monitoreo en tiempo real del estado, el rendimiento y el estado de carga de la batería. Esto permite una programación proactiva del mantenimiento, estrategias de carga optimizadas y una mayor fiabilidad del sistema, lo que garantiza un funcionamiento ininterrumpido en aplicaciones industriales y de servicios públicos críticas.
EnerSys ofrece una amplia selección de soluciones de monitorización de baterías y optimización del rendimiento, que la empresa puede instalar y mantener. Se ha desarrollado un sistema de monitoreo de batería patentado y está disponible en ciertos productos y pronto en otros.
EVIDENCIA DE RESPALDO PARA CAMBIAR A BATERÍAS VRLA/TPPL
Volviendo a la sección anterior, en la que se analizaron las razones por las que las empresas eligieron las baterías VLA (inundadas), veamos las pruebas que respaldan la transición a las baterías VRLA, en particular a los tipos TPPL.
La falta de familiaridad socava la fiabilidad
Las baterías VLA (inundadas) pueden infundir una sensación de confiabilidad debido a años de uso y comprensión de su rendimiento en diversas condiciones. Sin embargo, optar por las baterías VRLA puede ofrecer claras ventajas. La transición a las baterías VRLA abre vías para mejorar la confiabilidad, la eficiencia operativa y el ahorro de costos a largo plazo, desafiando así la noción de que la familiaridad equivale a la confiabilidad.
Rentabilidad a largo plazo
A pesar de la mayor inversión inicial, las baterías VRLA a menudo ofrecen un costo total de propiedad más bajo debido a su vida útil prolongada y menores requisitos de mantenimiento en comparación con las baterías VLA (inundadas), lo que resulta en ahorros potenciales durante la vida útil del sistema de baterías.
ENERSYS HA ESTADO A LA VANGUARDIA DEL IMPULSO DE LOS AVANCES TECNOLÓGICOS EN LA TECNOLOGÍA DE BATERÍAS TPPL, IMPULSANDO LA INNOVACIÓN EN SOLUCIONES DE ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA PARA DIVERSAS INDUSTRIAS.
Potencial de rendimiento mejorado
Las baterías VLA (inundadas) a menudo cumplen adecuadamente con los requisitos de rendimiento actuales. Sin embargo, la transición a las baterías VRLA puede desbloquear el potencial para mejorar el rendimiento en el futuro. Con los avances tecnológicos, las baterías TPPL ofrecen una densidad de energía mejorada, capacidades de carga más rápidas y una mayor confiabilidad, lo que proporciona un camino para satisfacer las necesidades cambiantes de las aplicaciones.
Beneficios de mantenimiento optimizados
Las baterías VRLA requieren un mantenimiento menos frecuente en comparación con las baterías VLA (inundadas), por lo que los compradores pueden beneficiarse de un mantenimiento optimizado. Con menos tareas de mantenimiento, como el riego y las comprobaciones de corrosión, el personal puede asignar su tiempo de manera más eficiente a otras tareas críticas, mejorando la eficiencia operativa general.
Acción medioambiental a través de la innovación
Reconociendo las preocupaciones ambientales asociadas con las tecnologías de baterías, los compradores pueden ver la adopción de baterías VRLA como un paso hacia la administración ambiental a través de la innovación. Las baterías VLA (inundadas) pueden parecer más sencillas de reciclar, pero las baterías VRLA ofrecen oportunidades para técnicas avanzadas de reciclaje y recuperación de materiales, lo que contribuye a un enfoque más sostenible para la eliminación de baterías y la conservación de recursos
CONCLUSIÓN
En general, el progreso de la tecnología de baterías VRLA y la introducción de baterías TPPL han contribuido a la evolución de las soluciones de almacenamiento de energía, brindando a los usuarios opciones más eficientes, confiables y respetuosas con el medio ambiente. EnerSys ha estado a la vanguardia del impulso de los avances tecnológicos en la tecnología de baterías TPPL, impulsando la innovación en soluciones de almacenamiento de energía para diversas industrias. La empresa emplea técnicas de fabricación avanzadas para producir baterías de alta calidad de manera eficiente. Sus instalaciones de última generación utilizan procesos de automatización, robótica y control de calidad para garantizar la consistencia y la fiabilidad en la producción de baterías. Para obtener más información sobre las baterías industriales y de servicios públicos de alto rendimiento de EnerSys, visite EnerSys.com.
