BATERIAS SELADAS PORQUE DURAM POUCO!
POR DESCONHECIMENTO TÉCNICO, O USO DE BATERIAS SELADAS NAS MAIS DIVERSAS APLICAÇÕES, EXIGE CRITÉRIOS E ESPECIFICAÇÕES QUE, SE NÃO FOREM SEGUIDAS, COM CERTEZA ,REDUZIRÁ SUA VIDA ÚTIL.
ESCREVO O TÓPICO COMO FORMA DE ESCLARECIMENTOS.
BATERIAS SELADAS PORQUE DURAM POUCO ?
A Bateria Selada ainda é desconhecida por muitos usuários que, comumente, confundem os dois tipos existentes ( AGM e GEL ) com baterias ventiladas blindadas tipo automotivas por exemplo.
Na realidade a pesquisa para dispormos de uma bateria confiável, com uma durabilidade aceitável levou um bom tempo. O uso de ligas metálicas, processos de formulação das placas, separadores, colas especiais etc., resultavam sempre numa dificuldade de durabilidade, devido ao processo de estabilização do ciclo de recombinação e conseqüentemente a contaminação interna.
Os resultados mais estáveis conseguiu-se com chumbo puro em liga com cálcio. Mesmo assim, algumas primícias técnicas deveriam serem observadas em função do perfil cíclico de cada tipo de bateria como;
A) Projeto da grade ( isto é; tipo da liga,espessura,configuração da malha).
B) Formulações da Pasta ou Material Ativo ( isto é; densidade,tipo de óxidos, processo de mistura ).
C) Processo de tratamento da placa.
D) Tipos de separadores ( isto é; tamanho do poro,resistência interna, tipo de material ).
E) Processo de formação da placa.
Embora que a maioria dos projetos apresente similaridades, a capacidade cíclica de cada bateria projeta ,podem variarem em função da quantidade de ciclos que elas poderão fornecerem diretamente relacionada a profundidade das descargas. Portanto, os fabricantes realizam ensaios sucessivos de carga e descarga, objetivando obter uma vida útil estimada destas baterias.
Desta forma o primeiro fator que pode contribuir para o não atendimento da vida útil estimada, esta relacionada ao numero de ciclos e a profundidade das descargas como por exemplo;
Numero de Ciclos Profundidade de Descarga
150 200 100%
450 600 50%
1250 1500 25%
Ao contrario, tensão de flutuação muito baixa, ou armazenamentos acima de 6 meses, resultarão num lento e gradativo processo de descarga. A conseqüência é o processo de sulfatação das placas.
SULFATAÇÃO: Cabe aqui, fazer um esclarecimento do uso desta palavra.
Sulfato de chumbo se forma como parte natural do processo de descarga e, neste sentido, é uma parte necessária do funcionamento da bateria.Este sulfato tem estrutura finamente cristalina e é facilmente reduzido pela corrente de carga.
O segundo aspecto é aquele formado pela ação de auto descarga das placas, que também pode ser reduzido por uma correta recarga.
A terceira é a que nos interessa, é a que se aplica aos cristais grandes ou sulfato de chumbo duro, que podem se formarem nas placas, por um processo negligente ou de uso incorreto. Este processo é de difícil redução e podem causar danos permanentes nas placas.
O terceiro item importante é o ripple ou tensão rms residual sobre o DC total. A recomendação é que o ripple fique no máximo a 1,5% da tensão total.
Um de 4%´pode ser tolerado desde que ocorra de forma intermitente ( isto é, picos em situação transitórias ).
O quarto item se refere a aspectos de instalação ( baterias sem espaçamentos p/ventilação), conexões mal apertadas, oxidações nas conexões e projetos de aplicação.
Quanto à aplicação, deverá ser observado qual dos dois tipos se aplica ao uso pretendido e por isso mostramos abaixo os comparativos ente GEL e AGM.
AGM
Placa Positiva Plana (Empastada)
Ácido imobilizado num separador a base de xxxxxxxxxxxxxx Separador é a própria microfibra de vidro
Menor resistência interna ( Bom p/UPS) .
Maior estratificação do eletrólito.
Mais sensível a ciclagem
Mais sensível às altas temperaturas
Maior densidade de energia
Maior taxa de auto descarga 3%/mês
Maior taxa de recombinação 98%
Menor Custo ( preço).
Pode operarem varias posições
GEL
Placa Positiva Tubular
Ácido imobilizado em solução de sílica fibra de vidro
Separador Adicional ( Isolador das placas)
Maior resistência interna
Menor estratificação do eletrólito
Aplicação cíclica
Menos sensível às altas temperaturas
Menor densidade de energia
Menor taxa de auto descarga-2%/mês
Menor taxa de recombinação~95%
Maior custo
Pode operar em varias posições
O quinto item se refere à corrente de recarga ,que de uma forma direta, interfere no processo de recombinação com aquecimento interno do elemento. Em função disso, a recomendação é que os carregadores fiquem limitados em 10% da capacidade nominal das baterias . Ex: bateria de 12V/7A- A corrente de recarga deverá estar limitada em 0,7 A ( 700 mA.) .
Portanto esta ai a explicação porque estas bateria seladas de uso geral duram no máximo 4 a 6 anos em instalações condicionadas, com tensão compensadas/adequadas e de com uma média de 3 anos dentro de equipamentos ou ambientes não condicionadas.
Em compensação, nas baterias Top de Linha e uso em Telecom os fabricantes já desenvolveram baterias com vida estimada de 20 anos e, portanto, com duração real de 10 a 12 anos considerando os requisitos descritos acima.
Nas fotos abaixo apresentamos uma tabela de vida útil estimada em função da temperatura com e sem compensação e fotos em corte de dois elementos de baterias, sendo um AGM e outro GEL.
Baterias-efeito saco um perigo quase desconhecido !
BATERIAS
EFEITO SACO UM PERIGO QUASE DECONHECIDO !
UM INIMIGO QUASE DESCONHECIDO DOS NO-BREAK´S É ESTA CARACTERÍSTICA INTRINSÍCAS DAS BATERIAS.
QUANDO SUBMETIDOS A UMA CORRENTE DE DESCARGA, SAINDO DA SITUAÇÃO DE REPOUSO OU FLUTUAÇÃO, ELAS APRESENTAM UM DEGRAU DE TENSÃO, POR UM CURTO TEMPO.
NOTA 1: Vamos citar a seguinte situação exemplificativa;
- Cliente faz um chamado de assistência técnica, solicitando que seja feita uma manutenção corretiva.
- Indagado pela Empresa Técnica, responde o seguinte;
- Ocorreu uma falha da rede por X tempo e tudo correu normalmente, passados 15,20 ou 30 minutos voltou a faltar a rede, mais desta vez ,o No-break se desligou e toda carga do cliente foi desligada, gerando prejuízos.
- O Técnico quando verifica o equipamento não encontra falha alguma, mede as baterias com carga resistiva e não encontra anormalidades. Sem saber o que dizer, fala que fez reajustes , reapertos em conexões e que ficará em observação, o tal equipamento.
-
A RESPOSTA ESTA NO EFEITO SACO ,QUE NADA MAIS É QUE UMA CARACTERÍSTICA DAS BATERIAS CHUMBO ÁCIDAS.
ESTAS BATERIAS APRESENTAM UMA SUBTENSÃO QUE PODE CHEGAR A 20% DA TENSÃO DE CORTE NUM TEMPO DE 1 ms. DEPENDENDO DE SUA PROFUNDIDADE, DO ESTADO DE CARGA E DO TEMPO DE VIDA ÚTIL.
BATERIAS SUBMETIDAS A UMA DESCARGA, DEMORAM DE 3 A 24 HS PARA SE CARREGAREM NOVAMENTE E, MUITAS VEZÊS, NESTE MEIO TEMPO SÃO SOLICITADAS A REALIZAR UM TRABALHO QUE NÃO ESTÃO PREPARADAS. A PROFUNDIDADE PODERÁ CHEGAR A 1,75 V / ELEMENTO NUM TEMPO DE 3 ms.
DE QUE DEPENDE O EFEITO SACO :
DIRETAMENTE :
– 01) DA RESISTÊNCIA ( IMPEDÂNCIA ) INTERNA , QUE CONSISTE NA SOMA DAS RESISTÊNCIAS DO MEIO ELETROLÍTICO,PLACAS POSITIVAS E NEGATIVAS E CONEXÕES MECÂNICAS INTERNA.
– 02) DA PROFUNDIDADE DA DESCARGA.
– 03) DAS CONEXÕES MECÂNICAS EXTERNAS.
EXEMPLO:
No-break com as seguintes características:
Potência de 1200 Va. / Saída 110 Vac / Cosf de 0,6 / 48 Vdc de Baterias.
Então teremos: corrente de saída = 6,5 A
4 Baterias internas de 12V /7 A .
Grosseiramente poderíamos dizer que a corrente de descarga será de :
720W ¸ 48 = 15 A / 10 minutos ( vide curva de descarga)
Eu disse grosseiro porque no final de descarga ela será de :
1,75 x 6elementos= 10,50 Vdc x 4 Baterias = 42 V
Nesta situação 720 w ¸ 42 = 17,14 A / 5 minutos ( vide curva de descarga).
Portanto o correto é calcular o dimensionamento pela tensão média e seguindo uma fórmula confiável como mostramos abaixo:
– I BAT = ( S. COS f ) ¸ ( n. N. Vm) onde;
– I.BAT= Corrente de descarga
– S = Potência em kVA.
– n = Rendimento do Inversor.
– N = numero de elementos.
– Vm = igual a tensão média de descarga.
OBSERVE QUE UMA BATERIA DE 7 A É SUBMETIDA AO DOBRO DA CORRENTE ESPECIFICADA. E DAÍ , ELAS FORAM FEITAS PARA FORNECER SUA CARGA EM TEMPOS DE MINUTOS A HORAS DE FORMA SEGURA.
FINALIZO COM AS SEGUINTES DICAS:
- NÃO COMPRE BATERIAS DE SEGUNDA LINHA, ELAS SÃO BOAS PARA LUZ DE EMERGÊNCIA OU ALARMES , MAIS NUNCA PARA NO-BREAK´S.
- CUIDE QUE AS CONEXÕES EXTERNAS ESTEJAM BEM FIRMES , LIMPAS E NÃO VENHA AGRAVAR O EFEITO SACO.
- NÃO DEIXE QUE UMA BATERIA SELADA CAIA A ABAIXO DE 10 VDC, VOCÊ PODERÁ NÃO CONSEGUIR CARREGA-LAS NOVAMENTE COM A TENSÃO SIMPLES DO CARREGADOR NO-BREAK´S.
Bibliografia: Sec. Power / Power Battery - PM
José Amilton
CREA-RS 87746
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