Banco de baterías de litio marinas: guía de compra de 12 V y 24 V

Una etiqueta de 12 V o 24 V no indica si un banco de baterías de litio marinas podrá alimentar sus equipos durante una jornada completa en el agua. A menudo, los compradores dimensionan el sistema igualando la capacidad en amperios-hora de las antiguas baterías de plomo-ácido, sin tener en cuenta la energía utilizable, la corriente de pico del inversor, los límites de carga y las cargas que funcionan simultáneamente. Una especificación más adecuada parte del perfil eléctrico real de la embarcación.

1. Empiece por las cargas y el presupuesto energético. Enumere cada carga de CC y CA, su potencia o corriente nominal, las horas de uso y si funciona de forma continua o intermitente. Para un aparato de CA, incluya las pérdidas del inversor al estimar la demanda de la batería. Sume los vatios-hora diarios y, después, tenga en cuenta la reserva deseada y los periodos en los que no habrá carga desde tierra, el motor o el sistema solar.

Como ejemplo práctico, un refrigerador de 60 W que funciona durante 12 horas consume unos 720 Wh antes de las pérdidas de conversión. La iluminación, los equipos de navegación, las bombas y las comunicaciones se suman al total. Una batería LiFePO4 de 12,8 V y 100 Ah almacena unos 1.280 Wh nominales; una batería de 25,6 V y 100 Ah almacena unos 2.560 Wh. La energía utilizable real depende de los límites del BMS, la DoD permitida, la temperatura y la capacidad indicada por el fabricante.

2. Elija la tensión del sistema según las cargas y la distribución eléctrica. Un banco de 12 V es habitual en embarcaciones pequeñas y equipos diseñados para 12 V. Un banco de 24 V puede suministrar la misma potencia con aproximadamente la mitad de corriente, lo que reduce las pérdidas en cables y conexiones si el cableado está dimensionado correctamente. También es adecuado para muchos inversores y motores de mayor tamaño, pero no alimenta directamente cargas de 12 V sin un convertidor CC-CC apropiado.

No dé por sentado que dos baterías de 12 V conectadas en serie constituyen automáticamente un banco de 24 V aprobado. Confirme que el fabricante de la batería permite la conexión en serie y especifica los límites relativos al número de unidades, la carga, la supervisión y la protección contra fallos. Los bancos en paralelo también requieren baterías compatibles, conexiones equilibradas y un diseño que mantenga el reparto de corriente dentro de las especificaciones.

3. Compruebe la corriente continua y de pico, no solo la capacidad. Divida la carga máxima prevista en vatios por la tensión de funcionamiento del banco para estimar la corriente de CC; después, tenga en cuenta las pérdidas del inversor y las corrientes de arranque. Compare el resultado con la corriente de descarga continua de la batería, la duración permitida de la corriente de pico, el comportamiento de disparo del BMS, la capacidad de conducción de corriente de los cables y la protección contra sobrecorriente. Un banco con suficientes vatios-hora puede apagarse igualmente al arrancar un molinete, una hélice de proa o un compresor.

Por ejemplo, una carga de 2.000 W en el inversor consume unos 167 A a 12 V o 83 A a 24 V, antes de las pérdidas del inversor. Un pico breve puede ser mucho mayor. Verifique que el perfil de pico del inversor esté dentro de los límites de descarga de la batería y no considere una especificación de pico breve como una especificación continua.

4. Adapte los equipos de carga a la batería. Revise el rango de tensión de carga del fabricante, la corriente recomendada, las restricciones por baja temperatura y las indicaciones para finalizar la carga. Compruebe la compatibilidad del alternador y, cuando sea necesario, utilice un cargador CC-CC correctamente dimensionado; un banco de litio puede demandar más corriente de la que un alternador está diseñado para suministrar de forma sostenida. Confirme que los cargadores de conexión a tierra, los controladores solares y cualquier perfil de carga del generador estén configurados para la batería LiFePO4 específica.

Compruebe si el BMS puede comunicarse con los cargadores o con el sistema de supervisión de la embarcación, y entienda cómo responde ante fallos de sobretensión, subtensión, sobrecorriente y temperatura. Las estimaciones del SOC deben basarse en un monitor adecuado o en datos del BMS. El SOH mide el estado de la batería a largo plazo; no sustituye una lectura en tiempo real del estado de carga.

5. Compare las especificaciones completas del banco. Considere esta comparación ilustrativa entre dos opciones LiFePO4 de 100 Ah: un paquete de 12,8 V tiene 1,28 kWh de energía nominal, mientras que uno de 25,6 V tiene 2,56 kWh. Si ambos están clasificados para una descarga continua de 100 A, su potencia continua aproximada a tensión nominal es de 1,28 kW y 2,56 kW, respectivamente, antes de las pérdidas. Estas cifras son ejemplos, no especificaciones universales de producto.

- Confirme la tensión nominal y las configuraciones permitidas en serie o en paralelo.

- Compare la capacidad nominal, la DoD utilizable, las condiciones de vida útil en ciclos y los términos de la garantía.

- Verifique las corrientes de carga y descarga continua y de pico, incluidos los límites del BMS.

- Compruebe las temperaturas de funcionamiento y carga, el grado de protección de la carcasa, las dimensiones, el peso y la disposición de los terminales.

- Solicite la documentación de transporte y seguridad aplicable, incluida la documentación de ensayos UN38.3 y las certificaciones IEC 62619 o UL 1973 pertinentes cuando sean necesarias para el producto y el mercado.

6. Valide los detalles de instalación y mantenimiento. En los entornos marinos, las baterías están expuestas a vibraciones, humedad, sal y variaciones de temperatura. Confirme que la carcasa y los terminales sean adecuados para el lugar de instalación y siga los requisitos del fabricante en cuanto a montaje, ventilación, separación y protección. Especifique la sección de los cables y la capacidad nominal de los fusibles o disyuntores según el recorrido real y la capacidad de corriente de fallo; solicite que la instalación se revise conforme a las normas de la embarcación y la normativa local aplicable.

Planifique el sistema eléctrico completo, incluidas las cargas de 12 V en una embarcación de 24 V, el aislamiento de la batería, las cargas de emergencia, la coordinación de las fuentes de carga y el acceso a la supervisión. En una modernización, compruebe antes de hacer el pedido que los cargadores existentes y los controles del alternador admitan la nueva química. Para proyectos OEM, proporcione al proveedor el perfil de carga, la tensión, la corriente de pico, las condiciones ambientales, las dimensiones, los conectores y las certificaciones requeridas.

Para requisitos específicos de la aplicación relativos al formato, la capacidad, las comunicaciones o los límites de funcionamiento, Newbeebattery puede colaborar como socio de paquetes personalizados OEM/ODM. Proporcione con antelación las especificaciones de la embarcación y de carga para que el diseño pueda verificarse según los requisitos eléctricos, mecánicos y normativos.

Un banco de baterías de litio marinas adecuado se dimensiona según el consumo de energía, la demanda de corriente, la capacidad de carga y las condiciones de instalación, no solo por la tensión o los amperios-hora. Verifique el sistema completo frente a los límites documentados de la batería y, después, elija 12 V o 24 V según las cargas y la distribución eléctrica de la embarcación.