Richard A. Herasme M. AG-0902Francisco A. Brioso BB-3549Martn Herrera 96-5345Universidad Autnoma de Santo DomingoFacultad de Ingeniera y ArquitecturaDepartamento de electromecnicaPlanta y Subestaciones II IEM-611UASDProf. Cervantes Hernndez G. sec. 02

IntroduccinEn las centrales y subestaciones de energa elctrica es imprescindible contar con un sistema de energa ininterrumpido, de modo que aunque exista un apagn general, ciertas reas no queden desabastecidas.Es por esta razn que son alimentados con corriente directa, ya que la energa de corriente alterna no garantiza su funcionamiento en rgimen de falla. Entre estos circuitos se encuentran circuitos de control para la operacin de interruptores, circuitos de sealizacin, circuitos de proteccin, alumbrado de emergencia, alarmas y medidores con memoria.La demanda en los sistemas de control puede ser dividida en dos clases. La primera es de bajo consumo y de carga prcticamente constante, como son indicadores de posicin, lmparas piloto, reles, bobinas de medicin y otros equipos similares. La segunda clase de carga es de mayor consumo y la constituyen los equipos como solenoides y motores de operacin de equipos tales como breaker de potencia. Los elementos principales en los sistemas de control de corriente continua son las bateras de acumuladores. Los voltajes de operacin de estos sistemas pueden ser 6, 12, 24, 48 o 120Vdc.Las Bateras

Las BaterasUna batera es un dispositivo que puede ser utilizada repetidas veces para, en un instante almacenar energa elctrica y utilizarla en otro. Como tal, una batera no puede almacenar directamente la energa elctrica sino que realmente almacena energa qumica mediante un proceso de reaccin electroqumica. Y, mediante un proceso inverso, la energa qumica es reconvertida en energa de corriente directa. El proceso de almacenamiento de la energa se le llama carga y al inverso descarga.

Concepto

Elaboracin de una batera

Las bateras estn constituidas por tres partes principales

ElectrodosElectrolitoRecipiente

Una batera consiste en una o ms celdas conectadas en serie (o en paralelo). Cada celda consta de tres partes principales: dos electrodos o placas metlicas (uno positivo y otro negativo) y una solucin llamada electrolito donde estn sumergidos los electrodos, entre placas adyacentes se introducen separadores. En todos los tipos de bateras, las placas son fabricadas en forma de grillas, esto tiene dos funciones: sirve como soporte a las partes activas y sirve como conductor para trasmitir la corriente entre el terminal del electrodo y todas las partes del material activo. Las Bateras

Las Bateras

Operacin de las bateras Cuando la batera se descarga, la composicin qumica de sus tres elementos cambia; cuando se carga vuelven a la condicin original. El voltaje en circuito abierto de las celdas depende directamente de los elementos qumicos que la constituyen y de la temperatura de operacin del electrolito. El voltaje de una batera es igual al voltaje de una celda multiplicado por el nmero de celdas conectadas en serie. Adems, debemos destacar que las celdas pueden ser conectadas tambin en paralelo y en serie-paralelo. El voltaje nominal (en circuito abierto o en carga) de una celda vara entre 2.0 y 2.4VEn funcin del tipo de electrodos y electrolito las bateras pueden ser de dos tipos: acidas o de plomo (plomo-acido-sulfrico) o alcalinas (nkel-hierro o nkel-cadmio). Las mas utilizadas son las acidas.Las Bateras

Las BaterasTipos de baterasLa aplicacin requiere bateras estacionarias:

plomo cido, placas planas plomo cido, placas (celdas) tubulares plomo cido, celdas Plante alcalinas, celdas nquel cadmio, nquel hierro

Cuando se requiere una gran capacidad de descarga combinada con una baja capacidad (pocos amper-hora) la solucin recomendable es nquel cadmio. Las bateras alcalinas tienen una caracterstica de duracin de 25 o mas aos y requieren poco mantenimiento, y poco cuidado en los ciclos de carga y descarga, utilizndolas en lugares no atendidos.

En la placa positiva el material activo es el dixido de plomo (PbO2) y plomo esponjoso (Pb) en la placa negativa. El electrolito es una solucin de acido sulfrico (H2SO4) diluido en (H2O).Bateras acidas o de plomoLas Bateras

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Partes de las bateras plomo-acidoPlacasEstn fabricadas de plomo puro cubiertos con una pequea cantidad de amoniaco o calcio. Las grillas pueden ser rectangulares, circulares o en forma de diamantes. Las placas positivas son recubiertas con el dixido de plomo.ElectrolitoComo sabemos, consiste en acido sulfrico diluido en agua. La razn del agua al electrolito es de aproximadamente 2.4 a 1 por peso, o de 4.5 a 1 por volumen para una gravedad especifica de 1.2 g/cm3 SeparadoresSe insertan entre placas adyacentes positivas y negativas, tienen tres funciones:Espaciador mecnico y aislador elctrico entre placasSirven como canales para la circulacin del electrolito, evitando la acumulacin de partculas en las placas negativas.Ayudan a mantener el material activo en su lugar.Normalmente son fabricados de madera tratadaRecipienteEl recipiente de estas bateras se fabrica de ebonita, cristal o plsticoLas Baterasacumulador de plomo

Parmetros tpicosCapacidad (c)

Se expresa en ampereshora y representa la cantidad de amperes de descarga que es capaz de entregar la batera en un tiempo dado. Esta capacidad solo es garantizada para valores de la corriente que la corriente nominal.

Corriente mxima (Imax)Es el valor mximo que puede tomar la corriente en la batera, tanto para carga como para descarga.

Voltaje final de descarga (Vf).Es el valor mnimo que puede alcanzar el voltaje de la batera durante la descarga sin que las celdas sufran daos considerables. Este valor normalmente es de 1.7V por celda.

Densidad del electrolito (G)Esta es un indicador muy importante del nivel de carga de la batera. Cuando la batera esta plenamente cargada, la densidad es mxima, y va disminuyendo conforme se descarga.

Eficiencia ()Nos da la relacin entre los amperes-hora de la descarga y los de la carga, en por ciento. Las Bateras

Las BaterasComportamiento en la descargaCuando una celda esta siendo descargada, una corriente elctrica es producida como consecuencia de la combinacin gradual del acido en el electrolito con el material activo de las placas. Este se combina con el material activo en ambas placas y lo convierte en sulfato de plomo. Se forma agua y a la vez es diluido el electrolito. A medida que avanza la descarga, el acido adicional es eliminado del electrolito y la formacin de sulfato de plomo y agua continua. Cuando el acido en el electrolito esta en su nivel mnimo la descarga esta completa.

Nota:En trminos sencillos el material en el electrodo negativo se oxida y se liberan electrones por lo que se convierte en ms negativo (reaccin catdica). Al mismo tiempo el material en el electrodo positivo se reduce y el electrodo se convierte en ms positivo. Los electrones viajan entre los electrodos por un circuito exterior el cual conecta el polo positivo con el negativo. El proceso produce sulfato de plomo tanto en la placa positiva como en la negativa.

Comportamiento en la cargaDurante este proceso, la direccin de la corriente fluye a travs de cada celda en direccin contraria a la descarga y se revierte la accin electroqumica. Las placas retornan gradualmente a su composicin original: dixido de plomo en la positiva y plomo esponjoso en la negativa. Todo el acido previamente absorbido es retornado al electrolito y a medida que aumenta la carga se incrementa lentamente el acido en el electrolito. El proceso de carga se completa cuando todo el acido es retornado al electrolito. Las reacciones qumicas son representadas por las mismas ecuaciones observando que estas deben ser ledas de derecha a izquierda.

Nota: Durante ambos procesos, son formados gases de oxigeno y de hidrogeno, parte de estos gases son expulsados al exterior, los mismos son combustibles y pueden causar explosiones.

Las bateras ms modernas emplean una aleacin de plomo que inhibe cinticamente la electrlisis del agua y reduce las prdidas de agua; por lo tanto pueden ser selladas.Las Bateras

Bateras AlcalinasComo habamos visto, estas bateras pueden ser de hierronikel o de nkel-cadmio.

Bateras de hierro-nkel

Cuando la celda esta totalmente cargada los materiales activos consisten en dixido de nkel (NiO2) en la placa posita y hierro metlico (Fe) en la placa negativa, el electrolito es una solucin de hidrxido de potasio (KOH) (o bien, hidrxido de litio) en agua (H2O). (en las de nkel cadmio la placa positiva es la de nkel y la negativa es la de cadmio, el material activo en la placa positiva es igual)Las Bateras

Comportamiento de la carga y descargaDurante la descarga, el material activo en la placa positiva, dixido de nkel, es reducido a oxido de nkel (NiO), mientras que el hierro de la placa negativa es oxidado, formndose oxido de hierro (FeO). El electrolito prcticamente no cambia, sus componentes se dividen en iones de potasio e hidrxido y se reforman en hidrxido de potasio, la reaccin es la siguienteFe + 2KOH + H2O + NiO2IonizndoseFe + 2K + 2O + 2H + O +Ni + 2OLa ecuacin general es como sigueFe + 2KOH + H2O + NiO2 = FeO + 2KOH + H2O + NiODurante la carga se inicia una accin inversa. La reaccin electroqumica es la misma, se representa por la ecuacin anterior leda de derecha a izquierda.En resumen, el efecto de las reacciones puede ser descrito como la trasferencia de oxigeno, durante la descarga pasa de la placa positiva a la placa negativa y en la carga el proceso inverso.Algunas bateras tienen hidrxido de litio como catalizador, el mismo no toma ninguna participacin en la reaccin qumica, solo acta como preservativo del metal ferroso y hace posible el uso de acero en la parte estructural de la celda y a la vez incrementa la vida til de la batera. Las Bateras

Bateras de litio Las bateras de litio junto quiz a las de hidruro metlico son las que van encontrando un mayor consenso en cuanto a su potencial y un mayor esfuerzo en su investigacin y desarrollo a nivel mundial.

Por otro lado, cuando un nodo de litio metlico se combina con ctodos de ciertos xidos de metales de transicin las celdas electroqumicas reversibles que resultan presentan valores de voltaje superiores al de otros sistemas; ello contribuye a una alta densidad de energa. La tecnologa de litio es de las ms verstiles y puede llegar a encontrar aplicaciones comerciales en muy distintos mbitos, desde los que requieren pequeas y delgadas micro bateras hasta bateras de alta capacidad y reducido peso para automviles.

En los primeros prototipos de bateras de litio, el electrodo positivo (ctodo) era normalmente un xido o sulfuro metlico con la capacidad de intercalar y desintercalar iones litio en los procesos de descarga y carga de la batera de un modo reversible; el electrodo negativo (nodo) en estos primeros sistemas estaba constituido por litio metlico que deba sufrir procesos igualmente reversibles de disolucin durante la descarga y deposicin durante la recarga. El ms serio obstculo para la comercializacin de bateras de litio recargables se deriv precisamente de la gran reactividad del litio metlico que podra representar problemas de seguridad; el uso del metal como nodo se vio asociado a problemas de crecimiento dendrtico del litio durante los procesos de recarga continuados. las bateras de "ion-litio", y el desarrollo de electrolitos polimericos plsticos menos reactivos que sus anlogos lquidos. En las baterias de ion-litio el nodo no est formado por litio metlico sino por otro material mucho ms seguro, como por ejemplo el grafito, capaz de intercalar (o almacenar) iones de litio en una forma menos reactiva que la del litio metlico, sin un notable detrimento de su densidad energtica. Las Bateras

A pesar de su diversa constitucin, todas las bateras pueden ser definidas mediante unas caractersticas comunes que se consideran seguidamente: Resistencia interna.- Formada por la resistencia hmica de sus componentes (terminales, electrodos, soportes y electrolito) y por una resistencia virtual variable en funcin del estado de carga y de las distintas polarizaciones y concentraciones. Aumenta con las bajas temperaturas, con la descarga de la batera y con el envejecimiento. Rendimiento.- Es la relacin entre la energa suministrada durante la descarga y la que se necesita para cargar plenamente la batera. Las prdidas en una batera se deben sobretodo a una produccin de energa calorfica en los procesos qumicos que tienen lugar durante la carga y descarga. Velocidad de carga y descarga. - Las corrientes de carga y descarga a menudo se especifican con unos trminos que indican la descarga completa en un perodo continuo de una hora. Estos trminos son los regmenes C y sus mltiples y submltiplos son un medio muy cmodo para especificar las velocidades de carga y descarga. Caractersticas de las bateras

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Por tanto, 10C es la corriente que descarga la batera en seis minutos, mientras que C/10 es la corriente que descarga la batera en diez horas. Vida til. - La vida til de una batera no se mide en aos, sino por la cantidad de ciclos de carga - descarga que es capaz de realizar. As, si se la somete a un rgimen de trabajo de muchos ciclos diarios, probablemente slo durar unos meses, mientras que si el rgimen es de un ciclo al da o incluso ms lento (como ocurre en el caso de iluminacin de viviendas con energa solar) la batera puede durar al menos diez aos. Adems de los ciclos de carga - descarga, tambin hay que considerar la profundidad de la descarga media que se produce en cada uno de ellos. Si dicha descarga es moderada, y slo de vez en cuando se alcanza una profundidad elevada, el nmero de ciclos que soportar la bateras ser elevado. A medida que se la someta a descargas ms profundas, el nmero de ciclos que podr realizar, y por tanto su vida til, ir disminuyendo. En cualquier caso la profundidad de descarga mxima admisible para un acumulador Pb - cido es del 80%. Con un rgimen de descarga diaria del 25% de su capacidad, y un 80% de descarga 2 veces al ao (condiciones que normalmente se dan en una instalacin fotovoltaica), la batera solar puede alcanzar una vida til de ms de 11 aos. Las Bateras

Otro factor que tambin puede influir en la vida til de una batera es la temperatura. Si es demasiado alta, la reaccin qumica que tiene lugar en el acumulador se acelera demasiado y la vida se acorta. Si la temperatura es baja, la vida se prolonga, pero si baja demasiado puede correr el riesgo de congelacin. En este caso, lo mejor ser mantener la batera en un nivel de carga alto, ya que cuanto mayor sea la concentracin del electrolito el punto de congelacin ser ms bajo. Las mayores formas de acortar la vida til de una acumulador son: someterlos a cargas y descargas violentas y repetidas descargarlo hasta el agotamiento trabajar a temperaturas extremas impurificar el agua que se aade, en el caso que sea necesario un mantenimiento Las Bateras

Capacidad de una batera. - Es la cantidad de electricidad que puede entregar cuando se descarga antes de que su tensin disminuya por debajo de un nivel mnimo. Su smbolo es C y se expresa en Ah.Otro factor que tambin puede influir en la vida til de una batera es la temperatura. Si es demasiado alta, la reaccin qumica que tiene lugar en el acumulador se acelera demasiado y la vida se acorta. Si la temperatura es baja, la vida se prolonga, pero si baja demasiado puede correr el riesgo de congelacin. En este caso, lo mejor ser mantener la batera en un nivel de carga alto, ya que cuanto mayor sea la concentracin del electrolito el punto de congelacin ser ms bajo. Otro factor que tambin puede influir en la vida til de una batera es la temperatura. Si es demasiado alta, la reaccin qumica que tiene lugar en el acumulador se acelera demasiado y la vida se acorta. Si la temperatura es baja, la vida se prolonga, pero si baja demasiado puede correr el riesgo de congelacin. En este caso, lo mejor ser mantener la batera en un nivel de carga alto, ya que cuanto mayor sea la concentracin del electrolito el punto de congelacin ser ms bajo. La capacidad de una batera vara segn el rgimen de descarga: aumenta a medida que la descarga es ms lenta, y disminuye cuando esta es ms rpida. Por esta razn, el valor de C debe venir referenciado con el tiempo de descarga. Tambin depende de la temperatura: Un incremento de la temperatura, dentro de unos lmites, aumenta la actividad de los procesos qumicos y, por lo tanto, la capacidad de la batera. Por el contrario, a bajas temperaturas la actividad qumica es menor y la capacidad disminuye considerablemente. Las Bateras

La historia de la batera afecta tambin a la capacidad.

Si una batera lleva un largo perodo sin ser recargada en toda su capacidad se produce un efecto memoria que impide que recupere su capacidad nominal, siendo necesarios varios ciclos de carga y descarga para recuperarla. El envejecimiento de una batera merma su capacidad y va disminuyendo a lo largo de su vida en funcin del servicio de carga - descarga a que sea sometida. Para el clculo de la capacidad nominal necesaria hay que tener en cuenta la vida til que se desea para la batera: si se desea una vida til de 3 aos y el fabricante indica que al final de este perodo slo se mantiene el 50% de la capacidad, habr que utilizar una batera de capacidad doble a la estimada necesaria.Las Bateras

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Autodescarga.- La autodescarga de una batera consiste en la prdida de energa por reaccin entre los materiales que forman los elementos de la batera en condiciones de circuito abierto, es decir, cuando no hay carga alguna conectada al circuito de la batera. Depende del tipo de batera y muy directamente de la temperatura, aumentando con esta. Por ello, y dado que los valores estndar suelen venir referidos a una temperatura media (unos 20 25C) es preciso tener en cuenta que este factor puede alterarse en algunos casos. La autodescarga hay que considerarla como un consumo adicional, que demanda un cierto porcentaje de energa almacenada. Su valor es aproximadamente de un 0,5 a un 1% diario en bateras de Pb - cido.Las Bateras

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Clasificacin de los acumuladores segn ciclo de carga - descarga Segn las caractersticas de ciclo de carga - descarga, el diseo del acumulador es diferente. Las diferentes clases de acumuladores pueden agruparse en acumuladores de: ArranqueTraccinEstacionarioEspeciales Acumuladores de arranque Se emplean para el arranque de motores de combustin interna. La mayor exigencia para este tipo de acumuladores es suministrar gran corriente durante un intervalo de tiempo corto y en condiciones desfavorables de temperatura. Acumuladores de traccin Diseados para la traccin en vehculos con motor elctrico. Son sometidos a fuertes descargas a intervalos de tiempo, durante un periodo que suele ser de 8 horas (una jornada laboral). Despus de este periodo deben ser recargadas rpidamente para la prxima jornada. Las Bateras

Acumuladores estacionarios Su aplicacin es la de almacenar energa elctrica sin tener que moverse la batera. Las aplicaciones son muy variadas, siendo la ms extendida la de funcionamiento en standby, para suministrar energa elctrica en caso de fallo de la tensin de la red.

Acumuladores especiales Otros tipos especiales son para los submarinos, en donde la salida de gases y la contaminacin del aire ha de ser mnimo y en los aviones, donde la diferencia de presin puede crear problemas de funcionamientoLas Bateras

Factores que afectan al funcionamiento de las bateras o acumuladores estacionarios Ciclos de carga-descarga El acumulador estacionario en una instalacin fotovoltaica est sometido a una serie de ciclos de trabajo. Cada ciclo comprende la descarga del acumulador, bajo un determinado rgimen, seguido de la subsiguiente recarga. El acumulador estacionario debe estar disecado para soportar el mximo nmero posible de ciclos de carga- descarga. Durante el da los paneles generan energa que se emplea en satisfacer los consumos; la energa sobrante ser absorbida por la batera (procesos de carga). Durante la noche, cuando el consumo es precisamente ms elevado, la energa se extrae exclusivamente de la batera (proceso de descarga). Se completa as un ciclo diario de carga-descarga, que se ir repitiendo si las condiciones de iluminacin son favorables. Sin embargo, si se produce un perodo de tiempo nublado, casi todo el consumo se hace a expensas de la energa acumulada en la batera, sin que esta pueda recargarse.

Al pasar del perodo desfavorable, los paneles irn recargando la batera, pero hasta llegar a la capacidad plena tardarn varios das ya que al existir consumo slo una parte de la energa que producen los paneles ser almacenada. De esta forma se completa un ciclo autnomo de la batera (la demanda energtica se satisface nicamente con la capacidad til de la batera) Las Bateras

Rgimen de descarga El rgimen de descarga de un acumulador estacionario de aplicacin solar es mucho ms lento que el de otros tipos (de arranque o traccin). Por ello la capacidad de la batera viene referida a una descarga de 100 horas, que es aproximadamente el perodo mnimo de autonoma exigible. Profundidad de descarga Se refiere a la intensidad con que se produce la descarga en un ciclo determinado de trabajo. Generalmente la batera en una instalacin fotovoltaica descarga cada da entre un 10 y un 30% de la energa almacenada. La profundidad mxima de descarga admisible no debe ser superior a un 80% de la capacidad nominal de la batera. Trabajo en baja carga Otra diferencia fundamental con los acumuladores empleados en otras aplicaciones es que estos no trabajan en baja carga; sin embargo el acumulador estacionario de uso solar puede soportar un rgimen de trabajo de tres meses sucesivos con el 30% de su capacidad, y luego recuperarse totalmente una vez cargado. Las Bateras

DURANTE LA DESCARGA: Los iones litio (amarillos) cambian espontneamente del electrodo negativo (negro) al electrolito (azul) y de ste al electrodo positivo (rojo). El electrolito permite el paso de iones pero no de electrones. Al mismo tiempo, los electrones fluyen espontneamente del electrodo negativo al positivo a travs del nico camino que les dejamos libre: a travs de nuestro circuito elctrico. A medida que avanza la descarga, el potencial (E) de cada electrodo cambia de forma que su diferencia disminuye y cae por tanto el voltaje de la celda (DeltaE) a medida que sacamos carga elctrica (Q) de la batera.

DURANTE LA CARGA: Bombeamos electrones en el electrodo negativo y los extraemos del positivo. Hacemos por tanto el electrodo negativo ms negativo y el positivo ms positivo y aumentamos as la diferencia de potencial entre ellos, o, lo que es lo mismo, el voltaje de la celda. Este proceso fuerza tambin a los iones litio a salir del electrodo positivo y a intercalarse en el negativo.

NOTA: Siempre empleamos ms energa en cargar la batera de la que sta nos da durante la descarga. Las Bateras

Son muchas las razones que han originado este consenso. En primer lugar el litio es el metal ms ligero y esto da lugar a una alta capacidad especfica (Figura 1), lo que permite obtener la misma energa con un peso muy inferior (Figura 2). Las BaterasFigura 1 Figura 2

Las BaterasBatera de corriente continua

El tamao de las bateras de corriente continua se define a partir de un ciclo "crtico" de descarga, superando la indisponibilidad (falla) del cargador, si falta la corriente alterna durante largo tiempo, no puede reponerse la carga de la batera, pero si se da esta circunstancia la estacin misma no cumple funcin alguna.

Debe tenerse sumo cuidado con la carga de la batera, a veces se conecta a ella la iluminacin de emergencia, y sta ante una emergencia se transforma en la iluminacin principal, agotando en breve tiempo la batera, y dejando la estacin sin comando...

Es importante que a nivel de operacin se conozca el estado de carga de la batera, y su capacidad medida en forma de que se sepa como no agotarla, y que hacer en caso de largas salidas de servicio de la red.

Las BaterasDistribucin en corriente continuaLa distribucin mas simple es un tablero de distribucin (panel) con una batera y un solo cargador, es la mas econmica, y con adecuado control y mantenimiento es suficiente. Las estaciones importantes tienen bateras y cargadores redundantes, cada batera y cargador esta conectado a una barra distinta del tablero de distribucin.

La carga debe estar conectada a la batera, y no a los bornes del cargador, este entrega corriente y tensin pulsantes, el seccionamiento de las barras de distribucin con dos seccionadores (interruptores) facilita el mantenimiento, ambas barras normalmente pueden estar en paralelo, diodos de bloqueo en la entrada a barras impiden que una batera se descargue en la otra.

Las BaterasLas lneas de distribucin pueden ser radiales o en anillo, y si se hace este ultimo con seccionamientos que permiten dividir el anillo parte sobre una barra, y parte sobre la otra.

Regimenes de trabajo de las baterasFundamentalmente las bateras se someten a tres regimenes de trabajo: carga flotante, carga-descarga, carga-reposo-descarga.

Carga flotanteSe caracteriza porque las bateras trabajan en paralelo con un equipo cargador de bateras, para que las pequeas descargas que sufren sean suministradas rpidamente por el cargador. En este rgimen, las bateras se mantienen todo el tiempo en su carga mxima. Este sistema es muy empleado en grandes industrias y centrales elctricas.

Carga-descargaLa batera se descarga en una jornada de trabajo y se procede despus a la carga normal de esta. Durante este rgimen, la batera se descarga hasta que el voltaje final de cada celda sea el mnimo. Este rgimen es ms perjudicial que el anterior y es poco utilizado.

Carga-reposo-descargaLa batera se descarga solamente a causa de las perdidas por auto descarga o en el caso de eventuales operaciones de los equipos que se alimentan de los circuitos de corriente directa. Si no se originan demandas de energa, el sistema de bateras es capaz de alimentar los circuitos durante un periodo largo (entre 20 y 30 das). Este rgimen de trabajo se utiliza en pequeas centrales hidroelctricas y en la alimentacin de circuitos de sealizacin y control.Las Bateras

Carga de las baterasExisten tres tipos principales de cargas a que se someten las bateras, estos son: primera carga de una batera, carga normal y cargas ecualizadoras.

Primera carga Para esta primera operacin se siguen los procedimientos:1.- Llenar la batera con el electrolito2.- Aplicar una corriente de carga ininterrumpida durante 25 horas, esta corriente ser entre el 10 y el 20% de la corriente mxima

Carga normalEsta carga debe realizarse antes de transcurrir las 12 horas de descargada. La corriente de carga no sobrepasar el valor de la corriente mxima.

Cargas equalizadorasEl objetivo es evitar la sulfatacin de las bateras acidas. Adems, se paraliza el proceso de sulfatacin ya iniciado en bateras que no han operado correctamente; esta carga se aplica de la manera siguiente:

1.- Se descarga la batera a un voltaje de 1.8 v por celda2.- Se aplica una carga normal completa3.- Se descarga nuevamente a un voltaje de 1.8 por celda4.- Se reinicia la carga hasta la gasificacin interna de las placas5.- Se repite el proceso anterior dos o tres veces y finalmente se le aplica la carga normal.Las Bateras

Las BaterasEl cargadorEl rectificador es del tipo puente trifsico, con diodos de silicio y estabilizacin de la tensin de salida por medio de reactores saturables o tiristores. El transformador de alimentacin del puente es del tipo de aislamiento seco.

La tensin de salida deber mantenerse constante, admitindose variaciones da +/- 2% del valor estabilizado, para variaciones descarga entre 0 y 100 % de la corriente nominal, y con variaciones de tensin y frecuencia de la fuente de alimentacin de corriente alterna de +10, - 15 y +/- 2% respectivamente.

La corriente de salida deber ser limitada automticamente por los cargadores.

Tal limitacin se fija normalmente en el 100 % de la corriente nominal.El cargador deber permitir la carga de la batera en "flote" y a "fondo", la conmutacin de modos de carga deber poderse hacer en modo manual y automtico.

Con el cargador en "automtico", la posicin de carga habitual es en "flote" y se pasara automticamente a "fondo" por baja tensin de batera o con posterioridad a una falta de tensin de entrada.

Completada la carga de la batera se retornara automticamente a "flote". La duracin de la carga a fondo es controlada por un temporizador ajustable.

En la derivacin al consumo el cargador deber estar dotado de filtros para mantener el ondeo residual (ripple) dentro de los siguientes valores indicativos:

- con batera conectada: 2 % eficazcon batera desconectada: 5 % eficaz

Tambin en la derivacin al consumo deber preverse en el cargador dispositivos adecuados para que, cualquiera sea la condicin de carga de la batera, la tensin del consumo se mantenga dentro de los limites +/- 10 % de su valor nominal, 220 (o 110) V, valor estabilizado.

En caso de baja tensin en el cargador, deber evitarse la descarga de la batera sobre aquel.Las Bateras

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Las BaterasDiferencia en la construccinBateras de traccin. Las bateras de traccin estn sujetas a una constante y relativamente pequea descarga, durante largos periodos de tiempo, lo que supone un alto grado de descarga. Hay que procurar recargarlas, preferiblemente de 8 a 16 horas cada da antes de que se vuelvan a descargar. Las bateras de traccin tienen electrodos muy gruesos con rejillas pesadas y un exceso de material activo. - Bateras estacionarias. Las bateras estacionarias estn constantemente siendo cargadas y se debe tener cuidado de evitar que se sequen. El electrolito y el material de la rejilla del electrodo estn diseados de forma que se minimice la corrosin. - Bateras de arranque. Tienen que ser capaces de descargar el mximo de corriente posible en un corto espacio de tiempo manteniendo un alto voltaje. Tienen que ser capaces de aguantar muchas descargas incluso con cambios fuertes de temperatura. El peso, el diseo y la forma son tambin caractersticas determinantes. Para poder cumplir su tarea principal que es arrancar un motor, se necesita mucha energa en un periodo corto de tiempo. Las bateras de arranque tienen generalmente una baja resistencia interna. Esto puede lograrse con un gran rea de superficie de electrodo, un pequeo espacio entre placas y unas conexiones "heavy-duty" (resistentes a duros servicios) entre celdas.