martes, 24 de marzo de 2015

FENÓMENOS QUE ENVEJECEN UNA BATERÍA DE PLOMO-ACIDO

Las baterías de plomo - ácido se aplican ampliamente en los sistemas de generación fotovoltaicos.
Dentro de la categoría plomo - ácido, las de plomo - antimonio, plomo - selenio y plomo - calcio son las más comunes.
La unidad de construcción básica de una batería es la celda de 2 Volts, dentro de la celda, la tensión real de la batería depende de su estado de carga, si está cargando, descargando o en circuito abierto.
En general, la tensión de una celda varia entre 1,75 Volts y 2,5 Volts, siendo el promedio alrededor de 2 Volts, tensión que se suele llamar nominal de la celda.

Las baterías cumplen  dos misiones importantes:
  • Suministrar una potencia instantánea superior a la que el campo de paneles podría generar aún en los momentos más favorables posibles. Tal es el caso de los arranques de los motores de un frigorífico, que requieren durante unos segundos una potencia varias veces superior a la de su normal funcionamiento,
  • Mantener un nivel de tensión estable. La tensión de salida del panel varía en función de la intensidad radiante, lo cual puede no ser adecuado para el funcionamiento de los aparatos. La bateria proporciona un voltaje estable y constante independientemente de las condiciones de radiación.
Fenómenos que envejecen una batería de plomo-ácido

Estratificación del electrolito
la densidad disminuye en la parte superior y aumenta en la inferior, alterando el comportamiento eléctrico y produciendo una sobrecarga en la parte baja de los electrodos.


 Sulfatación
 Si una batería descargada no se recarga pronto, se produce una recristalización, haciéndose mayores los cristales de sulfato de plomo, lo cual dificulta su descomposición química necesaria para el proceso de carga, obstaculizándose dicho proceso hasta hacerse imposible la recarga.Debido a la estratificación, la sulfatación tiende a comenzar en la parte inferior de los electrodos. Existen aditivos para ayudar a disolver los cristales de sulfato, pudiendo prolongar la vida de las baterías parcialmente sulfatadas.
Corrosión
El elevado potencial eléctrico del electrodo positivo, conlleva una irreversible corrosión del plomo, disminuyendo la sección efectiva del material conductor y aumentando la resistencia eléctrica.
La corrosión es mayor con voltajes inferiores a 2V y superiores a 2,4V.
La utilización de placas de plomo más gruesas ayuda a a paliar el efecto de la corrosión.
Erosión
En cada ciclo de operación, las placas sufren esfuerzos mecánicos, debido al mayor volumen relativo del sulfato de plomo con respecto al plomo puro y al dióxido de plomo. Como consecuencia, se producen fracturas y desprendimientos de material, más acusados cuanto mayor sea la profundidad de descarga. Esto provoca que la capacidad de la batería disminuya, e incluso, al caer el material desprendido al fondo de los vasos, existe peligro de cortocircuito entre placas, al actual de puente entre ellas.
Cortocircuitos
Normalmente son debidos a desprendimientos de material. Estos desprendimientos también pueden tener su origen en la fuerte corrosión que sufren los conectores de las placas positivas en su parte superior.
Para evitar el riesgo de cortocircuitos se colocan separadores entre los electrodos. Aún así, todas las baterías de plomo-ácido desarrollan  pequeños filamentos capaces de producir micro-cortocircuitos, especialmente en periodos de bajo nivel de carga (baja concentración de ácido), los cuales aumentan considerablemente la autodescarga de la batería, llegando a provocar su muerte funcional.
Inversión de carga
Con el paso del tiempo, las diferentes celdas que conforman una batería envejecen de manera desigual. Las más afectadas pierden capacidad con respecto a las restantes, y se descargan antes.
Como consecuencia, las placas de plomo en mejor estado invertirán parte de su energía en el trabajo de cargar las placas deterioradas.
Congelación de una bateria
Si una batería con bajo nivel de carga queda expuesta a temperaturas muy bajas, se puede producir la congelación del electrolito, imposibilitando la carga. Incluso puede romperse la carcasa, debido a la expansión volumétrica, produciendo el fin de la batería.
Sobrecalentamiento
Aunque una temperatura ambiente alta puede, en ciertas circunstancias, tener un efecto positivo, debido a la aceleración de los procesos electroquímicos, a largo plazo acelera el envejecimiento de la batería y disminuye apreciablemente su capacidad útil.
Las altas temperaturas también pueden originarse por un proceso de carga y descarga efectuado a una intensidad de corriente demasiado elevada. Se recomienda que la temperatura de la bateria no supere los 20ºC.

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