Introducción a las baterías de equipos eléctricos, parte 3: cómo elegir la batería adecuada

Nota del editor: El siguiente artículo fue aportado en exclusiva a Power Progress por el fabricante de baterías EnerSys , de Reading, Pensilvania, y editado por motivos de brevedad y estilo. Forma parte de una serie de tres partes de EnerSys sobre la comprensión de la tecnología de baterías para equipos y vehículos eléctricos.

A medida que los equipos propulsados por motores de combustión interna (MCI) se someten a un creciente escrutinio debido a la preocupación por las emisiones, la fluctuación de los precios del combustible y las dificultades de mantenimiento, las empresas están optando por la energía eléctrica para vehículos industriales, como carretillas elevadoras y equipos de mantenimiento de pisos. Actualmente, existen diversas opciones de baterías que satisfacen diferentes necesidades de aplicación, desde las tradicionales de plomo-ácido hasta las más avanzadas baterías de plomo-ácido de placa delgada (TPPL) y de iones de litio.

Una tecnología de baterías y un sistema de carga bien combinados optimizarán el potencial de una flota al maximizar la productividad, reducir el mantenimiento y eliminar las paradas imprevistas. Elegir la opción adecuada requiere una medición cuidadosa de los datos y la consideración de diversos factores operativos.

Capacidades energéticas adecuadas

Si bien existen varios atributos a considerar al elegir la batería óptima, las capacidades energéticas, incluyendo la capacidad y la eficiencia de recarga, son fundamentales para la evaluación general. Esto cobra cada vez más importancia a medida que las aplicaciones migran hacia un funcionamiento 24/7/365, lo que reduce el tiempo de carga disponible hasta el punto de que la única opción es cargar durante breves descansos de los trabajadores. Esta carga de oportunidad hace que la eficiencia y la velocidad de la carga sean aún más cruciales.

Datos: EnerSys. Tabla: Personal de KHL.

La mayoría de las baterías de plomo-ácido tradicionales están diseñadas para requerir un período prolongado de carga y enfriamiento, que puede tardar varias horas. Esto las hace poco prácticas para la mayoría de las aplicaciones de carga de oportunidad. Anteriormente, los usuarios solucionaban esta deficiencia manteniendo varias baterías para cada equipo y cambiándolas a medida que se agotaban durante los turnos.

Sin embargo, este enfoque se ha vuelto impráctico con la llegada de las tecnologías TPPL y de iones de litio, diseñadas específicamente para la carga de oportunidad. Ambas pueden conectarse cuando el equipo no se utiliza, como durante los descansos, entre turnos y otros periodos de inactividad.

Alineando las expectativas de vida

Así como los distintos tipos de equipos tienen diferentes esperanzas de vida, también las tienen las distintas tecnologías de baterías. Esto se complica aún más por el uso del equipo y, en particular en el caso de las baterías de plomo-ácido inundadas, por su mantenimiento. La longevidad de la batería seleccionada debe ser lo más cercana posible a la del equipo.

Por ejemplo, una batería tradicional de plomo-ácido inundada tiene una vida útil típica de 3 a 6 años. Las versiones de carga rápida tienen una vida útil promedio de 2 a 4 años. La vida útil típica de una batería TPPL es de 4 a 5 años, dependiendo de la intensidad de uso, y las baterías de iones de litio pueden durar de 5 a 7 años, dependiendo del uso.

Si bien muchos abordan la vida útil de la batería en términos de la frecuencia de reemplazo de la batería, también tiene poco sentido pagar de más por una batería que durará más que el alquiler de un equipo o la vida útil esperada del equipo.

Tolerancia al mantenimiento

El mantenimiento de la batería también puede ser una preocupación importante para las aplicaciones que tienen poco o ningún tiempo de inactividad programado o aquellas con alta rotación de trabajadores u operadores sin experiencia.

Las baterías de plomo-ácido suelen requerir un alto nivel de mantenimiento. Por ejemplo, es necesario añadir agua semanalmente hasta alcanzar el nivel adecuado y ecualizarlas regularmente para eliminar los cristales de sulfato que se acumulan con el tiempo. Si no se mantienen adecuadamente, es probable que su vida útil sea menor y deban reemplazarse con mayor frecuencia.

Por el contrario, las TPPL y la mayoría de las baterías de iones de litio no requieren ningún tipo de mantenimiento.

Implicaciones para las instalaciones

Hay algunas consideraciones a considerar al elegir una batería en cuanto a las instalaciones. La primera es el espacio, especialmente si la operación elige baterías tradicionales de plomo-ácido inundadas y las demandas de energía de la aplicación requieren varias baterías para cada equipo. Las baterías de plomo-ácido inundadas requieren espacios amplios y dedicados para carga, almacenamiento y mantenimiento, lo que implica menos espacio para otros artículos u operaciones.

Otro factor es la infraestructura eléctrica. Las tecnologías de carga de oportunidad más avanzadas y rápidas podrían requerir inversión en mejoras eléctricas de las instalaciones para suministrar la potencia de carga necesaria si la carga de oportunidad es la única opción.

En cuanto a las baterías de iones de litio, el seguro también puede ser un factor a considerar. Muchas aseguradoras de instalaciones exigen cláusulas adicionales, primas o inspecciones antes de ofrecer cobertura para operaciones que utilizan baterías de iones de litio. Esto se debe a ciertas preocupaciones de seguridad, especialmente con baterías de iones de litio mal diseñadas o con sistemas de gestión de baterías (BMS) cuestionables. Asegúrese de consultar con su compañía de seguros antes de adquirir baterías de iones de litio.

Aprovechar los datos de energía

Si bien varios factores influyen en la elección de la tecnología de batería y el sistema de carga óptimos, es crucial determinar sus necesidades energéticas. Con el avance de la tecnología de baterías, esto se ha vuelto complejo debido a la gran cantidad de variables y opciones. Los cálculos manuales y las hojas de cálculo tradicionales ya no son suficientes para una evaluación exhaustiva.

El mejor enfoque es capturar el consumo real de energía y otros datos de los equipos de la flota en lugar de usar cifras anecdóticas o estimadas. Los dispositivos de monitoreo de baterías pueden recopilar información como el consumo de energía, los intervalos de carga y otras medidas críticas para proporcionar un panorama completo de las demandas energéticas de una aplicación.

Pero esto es solo el comienzo. Introducir los datos de energía de los equipos en un sistema avanzado de modelado de simulación permite comparar diversas tecnologías de baterías y cargadores. Esto puede proporcionar una evaluación completa, lo que facilita la optimización real de la solución energética de sus equipos basándose en datos reales de la flota, no en estimaciones ni suposiciones. Algunos programas de simulación también pueden modelar cambios futuros en el rendimiento de las instalaciones, los factores de costo y otra información crucial para tomar la decisión correcta para sus operaciones.

Introducción a las baterías de equipos eléctricos, parte 1: tecnologías tradicionales La batería de plomo-ácido inundada tradicional sigue siendo una tecnología confiable para una variedad de aplicaciones de equipos y vehículos industriales.

Introducción a las baterías de equipos eléctricos, parte 2: tecnologías avanzadas En los últimos años han surgido tecnologías de baterías más avanzadas para abordar las deficiencias de las baterías de plomo-ácido inundadas tradicionales.