La autonomía de un banco de baterías es crucial para sistemas solares, UPS y aplicaciones críticas de respaldo energético.
Calcular el tiempo de autonomía permite dimensionar correctamente el banco de baterías y evitar fallos inesperados.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora del tiempo de autonomía del banco de baterías
- ¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?
- ¿Cuánto tiempo durará un banco de baterías de 24V y 200Ah alimentando una carga de 500W?
- Si tengo un banco de 48V y 400Ah, ¿cuántas horas puede alimentar una carga de 2kW?
- ¿Qué autonomía obtengo con 12V, 150Ah y una carga de 300W considerando un 85% de eficiencia?
- ¿Cuántas horas de respaldo me da un banco de 36V, 100Ah para una carga de 800W?
Tabla de valores comunes para la Calculadora del tiempo de autonomía del banco de baterías
| Voltaje del Banco (V) | Capacidad (Ah) | Carga (W) | Eficiencia (%) | Tiempo de Autonomía (h) |
|---|---|---|---|---|
| 12 | 100 | 200 | 85 | 5.1 |
| 12 | 200 | 400 | 90 | 6.0 |
| 24 | 150 | 500 | 90 | 6.5 |
| 24 | 200 | 800 | 85 | 5.1 |
| 36 | 100 | 600 | 90 | 5.4 |
| 36 | 200 | 1200 | 90 | 10.8 |
| 48 | 150 | 1000 | 92 | 6.6 |
| 48 | 400 | 2000 | 90 | 8.6 |
| 60 | 200 | 2500 | 90 | 9.7 |
| 60 | 300 | 3000 | 92 | 13.8 |
Fórmulas para la Calculadora del tiempo de autonomía del banco de baterías
El cálculo del tiempo de autonomía de un banco de baterías se basa en la relación entre la energía almacenada y la demanda de la carga, considerando la eficiencia del sistema. A continuación, se presentan las fórmulas más utilizadas:
Tiempo de autonomía (h) = (Voltaje del banco (V) × Capacidad (Ah) × Eficiencia) / Potencia de la carga (W)
- Voltaje del banco (V): Es el voltaje nominal total del banco de baterías. Valores comunes: 12V, 24V, 36V, 48V, 60V.
- Capacidad (Ah): Es la capacidad total en amperios-hora del banco de baterías. Valores típicos: 100Ah, 150Ah, 200Ah, 400Ah, 600Ah.
- Eficiencia: Es el rendimiento del sistema, considerando pérdidas en inversores, cables y baterías. Se expresa como decimal (por ejemplo, 0.85 para 85%). Valores comunes: 0.80 a 0.95.
- Potencia de la carga (W): Es la demanda total de la carga conectada al banco de baterías. Valores típicos: 200W, 500W, 1000W, 2000W, 3000W.
Para bancos de baterías conectados en paralelo o serie, se debe calcular la capacidad total y el voltaje total según la configuración:
- En serie: El voltaje se suma, la capacidad (Ah) permanece igual.
- En paralelo: La capacidad (Ah) se suma, el voltaje permanece igual.
Capacidad total (Ah) = Capacidad de una batería (Ah) × Número de baterías en paralelo
Voltaje total (V) = Voltaje de una batería (V) × Número de baterías en serie
En sistemas donde la profundidad de descarga (DoD) es relevante (por ejemplo, baterías de plomo-ácido), se debe considerar:
Tiempo de autonomía (h) = (Voltaje × Capacidad × DoD × Eficiencia) / Potencia de la carga
- DoD (Depth of Discharge): Profundidad de descarga permitida. Por ejemplo, 0.5 para 50% (plomo-ácido), 0.8 para 80% (litio).
Para convertir la capacidad de Ah a Wh (vatios-hora):
Energía almacenada (Wh) = Voltaje (V) × Capacidad (Ah)
Ejemplos del mundo real de la Calculadora del tiempo de autonomía del banco de baterías
Ejemplo 1: Sistema solar residencial con banco de baterías de plomo-ácido
Supongamos una vivienda que utiliza un banco de baterías de 24V y 200Ah para alimentar una carga de 800W durante un corte de energía. El inversor tiene una eficiencia del 90% y las baterías permiten una profundidad de descarga del 50% (DoD = 0.5).
- Voltaje del banco: 24V
- Capacidad: 200Ah
- Potencia de la carga: 800W
- Eficiencia: 0.90
- DoD: 0.5
Aplicando la fórmula:
En este caso, el banco de baterías puede alimentar la carga de 800W durante aproximadamente 2.7 horas antes de alcanzar la profundidad de descarga máxima recomendada.
Ejemplo 2: UPS industrial con banco de baterías de litio
Una empresa requiere respaldo para una carga crítica de 2kW utilizando un banco de baterías de litio de 48V y 400Ah. La eficiencia del sistema es del 92% y la profundidad de descarga permitida es del 80% (DoD = 0.8).
- Voltaje del banco: 48V
- Capacidad: 400Ah
- Potencia de la carga: 2000W
- Eficiencia: 0.92
- DoD: 0.8
Aplicando la fórmula:
El banco de baterías de litio puede suministrar energía a la carga de 2kW durante aproximadamente 7 horas, lo que es adecuado para la mayoría de los escenarios de respaldo industrial.
Consideraciones avanzadas y recomendaciones técnicas
- La temperatura ambiente afecta la capacidad real de las baterías. A bajas temperaturas, la autonomía disminuye.
- El envejecimiento de las baterías reduce la capacidad útil. Se recomienda sobredimensionar el banco para compensar la degradación.
- La eficiencia del inversor y las pérdidas en cables deben ser consideradas para obtener un cálculo realista.
- En aplicaciones críticas, se recomienda un margen de seguridad del 20-30% sobre la autonomía calculada.
- La profundidad de descarga máxima depende del tipo de batería: plomo-ácido (50%), AGM/GEL (60-70%), litio (80-90%).
Para más información técnica y normativas actualizadas sobre bancos de baterías y sistemas de respaldo, se recomienda consultar fuentes como:
- IEEE Standards Association
- NFPA (National Fire Protection Association)
- Battery University
- SMA Solar Technology Knowledge Base
La correcta aplicación de la calculadora del tiempo de autonomía del banco de baterías es esencial para garantizar la continuidad operativa y la seguridad en sistemas energéticos modernos. Dimensionar adecuadamente el banco de baterías, considerando todos los factores técnicos, asegura un suministro confiable y eficiente.
Recuerda que la optimización y el mantenimiento periódico del banco de baterías prolongan su vida útil y mejoran la autonomía real disponible en cada ciclo de uso.