Baterías navales: ¿Plomo, Níquel-Cadmio o Litio? Claves para elegir el almacenamiento de energía a bordo

El almacenamiento de energía es el respaldo vital de cualquier buque. Elegir la tecnología adecuada no solo afecta a la autonomía, sino a la seguridad, el espacio disponible y los costes operativos. En esta nueva entrega de nuestra serie de artículos técnicos sobre el sector naval, analizamos las diferencias entre las tecnologías de Plomo, Níquel-Cadmio y Litio, así como las normativas de ubicación y capacidad que debes tener en cuenta.

Tipos de baterías: Ion-Litio vs Níquel-Cadmio vs Plomo (VRLA AGM)

1. ¿Cuándo usar cada una?

Estos últimos años hemos estado viendo como la implementación y la utilización de baterías de litio en cualquier sector del transporte ha ido ganando terreno, dejando de lado el uso de baterías convencionales, como las baterías de plomo o níquel-cadmio.

Antes de comprar cualquier batería, debemos escoger el tipo de la más adecuada. En función de la utilización y el uso que le queramos dar, cada tipo de batería será mejor en unas condiciones de trabajo y peor en otras.

Teniendo en cuenta la naturaleza electroquímica de las baterías, distinguimos tres familias:

1. Baterías de níquel-cadmio.
2. Baterías de plomo, de las que a su vez distinguimos dos tipos: abiertas y herméticas.
3. Baterías de litio.

2. Comparativa de características

En la siguiente tabla se muestran las diferentes características de cada tipo de batería:

A modo de resumen, podemos observar que las baterías de mayor duración, en términos de vida útil, son las baterías de níquel-cadmio y litio que son al mismo tiempo las baterías más compactas. Por contra, este tipo de baterías tienen un coste más elevado que cualquier otra.

En el otro extremo, encontramos las baterías de plomo herméticas, cuya vida es inferior, pero con unos costes de mantenimiento e inversión mucho más reducidos.

3. Ubicación y normativa

En función de la naturaleza electroquímica de las baterías, podemos encontrar ciertas restricciones de ubicación y almacenamiento de las baterías.

En el caso de las baterías abiertas, hay que instalarlas en locales especiales y dedicados exclusivamente para las baterías, donde se deben tomar especiales medidas de ventilación y de instalación eléctrica, teniendo que diseñar instalaciones especiales para locales con alto riesgo de incendio y explosión.

Esto lo podemos ver citado en el punto 9.4 Instalación de baterías, de la Parte 4, capítulo 8, sección 2 de DNV.

4. Capacidad energética

La capacidad de las baterías está dimensionada para suministrar energía en el tiempo mínimo indicado, en función de su utilización, teniendo en cuenta una temperatura ambiente de 0 °C, a menos que se proporcione calefacción.

Los sistemas de baterías deben cumplir, por normativa, lo siguiente:

• Cada batería debe disponer de su propio sistema de carga.
• Los sistemas de baterías se clasifican de manera que puedan alimentar a los consumidores durante el período requerido, con el 80% de su capacidad nominal.
• Cada dispositivo de carga debe tener, al menos, una calificación suficiente para recargar hasta el 80% de la batería nominal capacidad, dentro de 10 horas, mientras el sistema tiene carga normal.
• El cargador de batería debe ser adecuado para mantener la batería en condiciones de carga completa (carga de flotación), tomando en cuenta las características de la batería, la temperatura y las variaciones de carga.
• El tipo de unidad UPS empleada, ya sea fuera de línea o en línea, debe ser adecuada para la fuente de alimentación de la carga conectada.

5. Protección y monitorización de las baterías

Todo circuito de baterías, debe disponer de un sistema de control y aviso por alarmas cuando:

• Falla la carga de una batería, independientemente de si la batería se está descargando.
• Alarma cuando el bypass automático está en funcionamiento para unidades SAI en línea.
• Alarma para el funcionamiento del dispositivo de protección de la batería (cuando la batería no está conectada).

6. Actualidad: tendencias del mercado

A día de hoy, los principales tipos de baterías que se utilizan en las SAI marinas son las baterías de plomo herméticas AGM, utilizadas en el 95% de las ocasiones, ya que tienen muy bajo mantenimiento y no necesitan locales especiales para su instalación por la baja emisión de gases.

Sin embargo, esta tendencia está cambiando hacia las baterías de ion litio pues ofrecen numerosas ventajas respecto las de plomo:

• Forma y tamaño: La batería de litio puede construirse de formas muy variadas, lo que permite usar de manera más eficiente el espacio respecto a las de plomo.
• Peso: Son más ligeras que las de plomo, lo que aumenta el rendimiento de la máquina y la energía necesaria para moverla (Wh/kg).
• Sin efecto memoria: El no preocuparse de realizar cargas completas permite realizar varias cargas parciales a lo largo del día.
• Sin mantenimiento: Ambos tipos de baterías se caracterizan por la ausencia total de mantenimiento evitando los costes y planificación del mismo.
• Carga rápida: En poco más de 1 hora las baterías pueden estar al 80% de su capacidad, lo que contrasta con las largas horas de carga y enfriamiento de una de plomo.
• Vida útil: Se estima que la vida útil de las baterías de litio es de unos 5 años, comparado con los 2 años de las de plomo.
• Rendimiento: Se estima que una máquina alimentada por batería de litio usa un 50% menos de energía para hacer el mismo trabajo que una de plomo.

7. EXIDE Marine: baterías que demuestran su garantía en los principales astilleros europeos

EXIDE es especialista en la fabricación de baterías y ofrece una gama específica para el sector naval: EXIDE Marine.

Esta gama de baterías se encuentra especialmente equipada con tecnología AGM de materiales altamente preparados para entornos marinos y con certificación naval expedida por la clasificadora DNV.

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8. Características gama Exide Marine AGM

La gama de baterías Marine Exide AGM está equipada con placas de fibra de vidrio capaz de mantener el electrolito inmovilizado y en contacto constante con el material activo de plomo en las placas.

El diseño AGM ofrece una menor resistencia interna y mayor área de placa, lo que proporciona:

• Mayor potencia de arranque.
• Hasta un 50% de ahorro de tiempo de recarga.
• Apta para montaje lateral. Alta resistencia a las vibraciones y a la inclinación.
• Recombinación interna de gases. Sin restricciones de ubicación.
• Segura y limpia (antiderrame y filtro anti-llamas).
• Libre de mantenimiento.

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El suministro eléctrico a bordo no admite fallos. En Grupo Elektra somos especialistas en el suministro de material eléctrico naval certificado, como las baterías navales EXIDE, asegurando la continuidad del servicio en las condiciones más duras.

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