Baterías Monoblock

¿Que son las baterias monoblock?

Las baterías monoblock (sin tener en cuenta las baterías de litio) son baterías compuestas por varias celdas de 2V formando un solo bloque con dos terminales de conexión, uno positivo y uno negativo. Las tensiones de salida de las baterías monoblock suelen ser 6v y 12v y las capacidades desde unos pocos amperios hora hasta unos 800Ah. Para capacidades mayores es necesario la utilización de baterías estacionarias.

La capacidad de una batería suele expresarse en Ah o en kWh. Así una batería de 12v con 200Ah tendrá 2400Wh o lo que es lo mismo 2,4kWh. Como la tensión de la batería puede ser diferente una de otra, es más conveniente hablar de kWh. Aunque cuando se habla de baterías monoblock normalmente se presupone que la tensión de trabajo es de 12v y la capacidad suele expresarse en Ah.

Las baterías de litio son otro mundo, con tensiones de trabajo de unso 300v o 400v y con capacidades hasta los 12kWh han llegado para quedarse. La fuerte apuesta en investigación en baterías de litio de grandes fabricantes como Tesla, Fronius o Victron han dado como resultado baterías capaces de competir en funcionamiento y precio con las baterías estacionarias ya conocidas en el mercado.

Tipos de baterías monoblock y características principales

Dentro de las baterías monoblock pordemos distinguir los siguientes grupos:

Baterías monoblock plomo-ácido abiertas: Son baterías de 6v o 12v con placas de plomo inundadas con electrolito y cada celda viene tapada con un tapón para evitar derramar el electrolito. Las tensiones de las baterías monoblock fluctuan entre los 12v cuando están descargadas, los 14,4v en la fase de absorción para llegar al 100% de carga y unos 13,5v de tensión de mantenimineto (flotación). Deben protegerse para evitar las sobredescarga, sobre unos 10,5v o 11v porque tensiones inferiores suponen descargas profundas que podrían dañar la batería. La tasa de corriente de carga/descarga es baja por lo que debe respetarse el máximo de corriente de un 10% de la capacidad nominal de la batería en C10. Cuando la tensión se eleva para realizar una carga se produce burbujeo en el interior de la batería por los gases producidos y que son evacuados al exterior de la batería, por lo que será necesario reposicionar el nivel del electrolito con agua destilada para que las placas estén siempre cubiertas. El número de ciclos de carga-descarga de las baterías monoblock plomo-ácido abiertas suele ser der orden de los 500 ciclos con una esperanza de vida de 2 a 4 años dependiendo del uso, cuando mayor sea el uso menor duración. Normalmente con garantía de 1 año. Este tipo de baterias son como las baterías de coche o camión, diseñadas para estar siempre a plena carga y proporcionar picos de arranque de motores, por lo que no solamente será conveniente utilizar en instalaciones solares con consumos muy bajos y esporádicos como en iluminación en casetas de campo.

Baterías monoblock de CICLO PROFUNDO: Estas baterías son más indicadas para energía solar que las anteriores, con gran número de ciclos de carga/descarga. La cantidad de plomo contenida en las placas y la calidad de los elementos que forman las baterías permiten a las baterías de ciclo profundo recuperarse mejor de las descargas profundas y tener un número de ciclos más elevado. Igualmente se produce gasificación con la carga y necesitan reponer agua destilada para cubrir las placas de plomo. Las tensiones de carga son las mismas y se debe respetar el máximo de corriente de carga del 10% de la capacidad nominal en C10. Estas baterías son las más indicadas para instalaciones solares ya que tienen mejor respuesta a las descargas profundas y su esperanza de vida en aplicaciones solares puede alcanzar los 7 o 10 años. Dependiendo del modelo de batería.

Baterías monoblock AGM: Las baterías monoblock AMG fueron diseñadas en un principio para aplicaciones de tracción de vehículos. El electrolito es absorvido e inmovilizado por una malla de fibra de vidrio lo que le da la particularidad de poder ser instaladas de lado sin posibilidad de derrame. No tienen problemas de vibraciones por lo que son ideales para los vehículos eléctricos. Las baterías AGM son selladas y no requieren mantenimiento, poseen una válvula regulada que permite el escape de gases en caso necesario para evitar explosiones. Con muy buena respuesta a las descargas profundas, elevado número de ciclos de carga y descarga y debido a su pequeña resistencia interna, aceptan tasas de corriente mucho mayores a las baterías de plomo ácido. La capacidad de las baterías AGM viene normalmente expresada en C20 ya que están pensadas para ser descargadas durante una jornada de trabajo de unas 20h y cargadas el mismo día para estar operativas para el día siguiente. Las características de estas baterías junto con su reducido coste ha hecho que las baterías AGM tengan una gran aceptación en el mercado. Debido a su excelente respuesta frente a descargas profundas y su elevado número de ciclos son unas baterías muy recomendadas para instalaciones solares pequeñas con consumos moderados. La esperanza de vida de estas baterías puede ser de unos 4 o 5 años.

Baterías monoblock GEL: Las baterías monoblock GEL son muy parecidas a las AGM, peron más caras. En estas baterías el electrolito es inmovilizado en forma de gel en el interior de la batería. Son baterías selladas y sin mantenimiento, con una válvula regulada para evitar explosiones por sobrepresiones de gases. La respuesta de tensión de la batería es más estable frente a la temperatura, y las tensiones de carga de la batería son menores a las anteriores. Unos 14,2v en absorción y NO se necesita realizar ecualizaciones. Las baterías monoblock GEL son más adecuadas para usos donde no haya ventilación y pueda haber gente como en caravanas.

Baterías monoblock Litio: Las baterías de litio o de ion-litio no tienen efecto memoria, capaces de utilizar el 100% de la capacidad de la batería, por lo que no tienen problemas con las descargas profundas. Elevadas tasas de carga y descarga de corriente y las más eficientes del mercado. Hasta hace poco las baterías de litio estaban reservadas a aplicaciones electrónicas con pequeños consumos, pero con la reciente aparición de la Batería de litio Tesla Powerwall  se abre todo un nuevo horizonte en el mundo de las baterías para aplicaciones domésticas. La batería de Litio Tesla de 6,4kWh con una tensión de 350V - 450V, es capaz de almacenar la energía necesaria para abastecer los consumos de una vivienda durante varios días y utilizada junto con paneles solares cambiarán la forma de entender la energía en nuestros hogares. Otros fabricantes de baterías de litio son Victron con su batería de 24V y 180Ah con 4,75kWh y Fronius con baterías de litio desde 4,5kWh hasta los 12kWh.

Consejos para elegir e instalar una batería monoblock (exceptuando las de litio)

No instalar baterías en paralelo. Si necesitamos una capacidad superior a la que podemos encontrar con una batería monoblock es necesario utilizar baterías estacionarias con 6 elementos de 2v conectados en serie para formar una batería de 12v, 12 elementos de 2v en serie para formar una batería de 24v o 24 elementos de 2v en serie para formar una batería de 48v. La capacidad deseada de la batería será igual a la capacidad de cada elemento conectado en serie. Las capcidades de las baterías estacionarias van desde los 300Ah hasta más de 4000Ah.

Elegir el tipo de batería monoblock, según nuestras necesidades. Si tenemos muy bajo consumo como en una aplicación de iluminación y queremos una batería barata para unos pocos años podemos elegir las baterías monoblock plomo ácido abiertas. Para mayores consumos será necesario como mínimo baterías monoblock de ciclo profundo. Para un fuerte ciclado con cargas y descargas diarias son más convenientes las AGM y para aplicaciones con pequeños consumos pero continuos como en las telecomunicaciones son más indicadas las baterías GEL. Las baterías monoblock litio son ideales para el autoconsumo solar en nuestra casa.

Diseño de la capacidad con autonomía de 3-4 días: Para que la batería funcione correctamente y alargar la vida al máximo es necesario diseñar la batería para que tenga unos 3-4 días de autonomía, de esta forma evitaremos las descargas profundas y trabajaremos con profundiades de descarga cercanas al 20%.