Comparación de las tecnologías de baterías de UPS

Los centros de datos, los laboratorios, los talleres de instrumentos de precisión, estas instalaciones de misión crítica requieren una estabilidad de energía absoluta.Un apagón repentino puede llevar a cualquier cosa desde pérdida de datos y daños en el equipo hasta consecuencias financieras catastróficas.Como última línea de defensa en la protección de la energía, los sistemas de suministro de energía ininterrumpido (UPS) dependen de un componente crucial: la batería.¿Cómo determina qué solución se adapta mejor a sus necesidades específicas?Este análisis exhaustivo examina las características técnicas, las aplicaciones y los pros y los contras de tres tecnologías de baterías UPS convencionales: plomo-ácido, níquel-cadmio y iones de litio.

Los sistemas UPS actuales utilizan principalmente tres tecnologías de baterías: plomo-ácido, níquel-cadmio e iones de litio.consideraciones de costes, necesidades de rendimiento y factores ambientales.

Las baterías de plomo-ácido representan la tecnología de baterías UPS más establecida con fiabilidad probada.Ofrecen la solución más económicaLas ventajas adicionales incluyen una baja resistencia interna y una fuerte tolerancia a la sobrecarga.

Las baterías de plomo-ácido se dividen en dos categorías principales:

También conocidas como baterías selladas de plomo-ácido (SLA), estas dominan los sistemas modernos de UPS.Las baterías VRLA suelen tener una vida útil de diseño de 5-10 años y funcionan mejor en ambientes secos mantenidos a 20-25 °CSu construcción sellada incluye una válvula de alivio de presión para la liberación de gas en condiciones de sobrepresión.Las placas montadas en bastidores, o gabinetes externos sin necesidad de reabastecimiento regular de agua.

Las baterías VRLA vienen en dos formulaciones de electrolitos:

• Las partidas de vidrio absorbente (AGM):El electrolito satura los separadores de vidrio de microfibra porosa. La tecnología AGM domina las aplicaciones de UPS debido a su menor costo, menor resistencia interna y tasas de carga / descarga superiores.
• El gel:Mientras que las baterías de gel presentan una mayor resistencia interna (lo que las hace menos ideales para descargas UPS de alta velocidad),ofrecen temperaturas de funcionamiento más amplias (-40°C a +55°C) y una vida útil de diseño más larga.

También llamadas baterías inundadas, éstas sumergen las placas en electrolito líquido. Las VLA cuentan con una vida útil de diseño extendida (hasta 20 años) y sirven a instalaciones de alta capacidad de amperehora (Ah).Como unidades sin sellar, liberan hidrógeno directamente en el medio ambiente, lo que requiere sistemas de ventilación especializados y salas de baterías dedicadas con contención de derrames de ácido.Su diseño de ventilación superior exige el posicionamiento vertical y el riego manualLos VLA también tienen costos más altos que las alternativas VRLA.

Las baterías de níquel-cadmio (NiCd) que antes eran frecuentes en las instalaciones de telecomunicaciones ahora sirven principalmente en entornos de temperaturas extremas, particularmente en las regiones del Medio Oriente.Sus electrodos positivos de hidróxido de níquel y electrodos negativos de hidróxido de cadmio entregan:

• 20 años de vida útil del diseño
• Tolerancia a altas temperaturas (-20°C a +40°C)
• Vida útil del ciclo
• Resistencia a la descarga profunda

Sin embargo, las baterías NiCd cuestan significativamente más que las alternativas VRLA.Sus componentes tóxicos de níquel/cadmio también suponen importantes gastos de eliminación y reciclado, especialmente en regiones con estrictas regulaciones medioambientales como el Reino Unido..

La tecnología de iones de litio (Li-Ion), que ya alimenta la electrónica de consumo y los vehículos eléctricos, se está convirtiendo en una solución viable de UPS y almacenamiento de energía renovable.

• Mejora de la fiabilidad mediante sistemas integrados de monitorización de la batería
• Diseños compactos y ligeros de una densidad de energía superior
• Carga más rápida
• Vida útil del ciclo prolongada (normalmente el doble de la vida útil del VRLA)
• Reducción de los requisitos de refrigeración por una menor generación de calor

Mientras que los costos iniciales siguen siendo más altos que las alternativas, la vida útil extendida de los iones de litio puede compensar las inversiones iniciales.

La selección de la tecnología óptima de baterías de UPS requiere un equilibrio entre el costo, el rendimiento, las consideraciones ambientales y las especificidades de la aplicación.el níquel-cadmio excede en temperaturas extremasEn la actualidad, la tecnología de los iones de litio es la más avanzada, mientras que el ión de litio representa el futuro con sus ventajas de eficiencia y longevidad.Las instalaciones pueden aplicar la estrategia de protección de la potencia más adecuada para sus operaciones críticas..