¿Qué son las baterías VRLA tipo Gel y como funcionan?

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Las baterías VRLA tipo gel son unas baterías de ácido de plomo regulada por válvula, selladas y libres de mantenimiento. Las baterías de gel son extremadamente robustas y versátiles. Este tipo de baterías producen pocos gases por lo que pueden ser usadas en lugares sin mucha ventilación.

El uso de este tipo de baterías en sistemas de autoconsumo se ha extendido en los últimos años. El motivo es que las baterías de gel utilizan la última tecnología y materiales para su fabricación, lo que les permite tener la máxima densidad de energía posible por unidad de volumen o peso.  

Baterias VRLA tipo gel
Ejemplo de batería VRLA tipo gel

Las baterías de gel son de las más recomendables en sistemas solares fotovoltaicos/instalaciones de autoconsumo, ya que tienen una gran durabilidad, lo que también las hacen más caras comparadas con otros tipos de baterías.

¿Cómo funcionan las baterías VRLA tipo gel?

Una batería de gel es una batería plomo-ácido regulada por una válvula en la que una cantidad predeterminada de un electrolito, formado por ácido sulfúrico, se combina con un tipo de sílice.

Las baterías VRLA tipo gel están prácticamente libres de mantenimiento, ya que al utilizar válvulas abiertas de un solo sentido les permite recombinar los gases internos en agua. De esta manera se elimina la necesidad de verificar la recarga de agua destilada o controlar el nivel de agua de su interior periódicamente.

Este tipo de batería son extremadamente robustas y versátiles. Al estar selladas, se pueden instalar con seguridad en lugares donde la ventilación es limitada, debido a que tienen una producción de gases/humos muy baja (prácticamente nula). Lo que significa que incluso se puede instalar las baterías dentro de su hogar.

Partes de una batería de gel

Al igual que la baterías de plomo-ácido, las baterías de gel están formadas por células individuales de unos 2v cada una, conectadas en serie y con tensiones de entre 6v y 12v.   

Entre las características principales de las baterías de gel, las encontramos en su fabricación. Estas baterías tienen el electrolito en forma de gel (de aquí su nombre), esto se consigue añadiendo sílice en la mezcla agua-ácido en cada célula.

Partes baterías de gel
Parte una batería de gel

Por seguridad, llevan una válvula instalada, que se abre en caso de que se formaran más gases de lo normal en su interior.

Estas baterías no precisan de mantenimiento (rellenar con agua destilada), ya que el agua se genera en su interior partiendo de los gases formados durante la carga. Por lo tanto tampoco liberan gases, lo que permite que se pueda

Características de las baterías de gel

Las tensiones con las que solemos encontrar estas baterías son 6v y 12v y su uso más extendido está en instalaciones aisladas de pequeño y mediado tamaño donde se precisa de baterías de larga duración. 

La máxima corriente que pueden entregar se sitúa en el orden de unos 3-4 Ah a más de 100Ah. Son baterías que no tienen un gran capacidad (Ah), comparadas con otros tipos de baterías, pero lo compensan con un gran número de ciclos de carga y descarga.

La profundidad de descarga, no es un inconveniente en las baterías de gel, ya que no sufren daños si su capacidad baja del 50% repetidamente. Tampoco se dañan si, cuando son cargadas, no alcanzan el 100% de su capacidad e incluso pueden pasar largos periodos de tiempo con cargas del 80% o inferiores.

Entre las baterías de clase plomo-ácido, las baterías de gel son las que tienen un indice menor de autodescarga, aguantando el 80% de su capacidad durante más de medio año. También son las que sufren menos autodescargas por culpa de la temperatura ya que se calientan muy poco.

Efecto de la temperatura en las baterías de gel

​​​Para el correcto funcionamiento de las baterías de gel, hay que procurar de temerlas en un lugar sin grandes variaciones de temperatura. Al poder ser las tendremos a cubierto de la intemperie bien resguardadas. 

Si queremos alargar el máximo posible las vidas de las baterías no las expondremos a temperaturas elevadas, ya que con el calor, el gel de su interior aumentará su volumen pudiendo llegar a romper el envase.

El frío, por otra parte, también afecta negativamente a las baterías de gel. Cuando la temperatura baja (-18C), causa un aumento de la concentración del gel que se traduce en un aumento de la resistencia interna, afectando a la corriente de salida.

Como cargar una batería de gel

La carga de las baterías de gel se realizará siempre a través de un regular/controlador de carga. Lo ideal, y más cómodo, es que adquieras un regulador al que le puedas configurar el tipo de batería, de este modo el solo ajustara los parámetros necesarios para la carga de baterías de gel.

En el caso de que no dispongas de un regulador automático, recuerda siempre que las baterías de gel deben ser cargar a baja tensión para evitar problemas de gasificación.

Con un mínimo de cuidados, a la hora de cargar tu batería de gel, estas pueden llegar a tener una esperanza de vida de unos 12 años.

Seleccionar el regulador correcto

Las baterías de gel son más sensibles a los picos de voltaje y la sobrecarga que sus homólogos de ciclo profundo, lo que significa que tendrá que usar un cargador con un ajuste de gel específico. La carga a un voltaje incorrecto puede dañar la batería y provocar una vida útil más corta e incluso una falla de la batería.

Por eso, debe tener especial consideración cuando se seleccionan los reguladores de carga para baterías de gel, ya que se cargan a voltajes más bajos. La sobretensión puede provocar fallos y reducir su rendimiento.

Algunas veces, se refieren a ellas con el término celda GEL, que se refiere comúnmente a baterías selladas, libres de mantenimiento y marcadas en los ajustes de los reguladores de carga.Esto puede ser confuso y puede ocasionar una selección incorrecta de reguladores o configuraciones incorrectas durante la carga.En caso de utilizar otros métodos de carga como los alternadores, se deben instalar reguladores adecuados para mantener el control sobre el voltaje de carga. El rango de voltaje de carga general de estas baterías es entre 14.0-14.2 voltios, y el rango de voltaje de flotación 13.1 a 13.3 voltios.

Ventajas de las baterías de gel

Las baterías de gel son muy populares para las instalaciones solares aisladas debido a las siguientes razones:

  1. Son las mas adecuadas para aplicaciones de ciclo profundo y su vida generalmente está en el rango de entre 500 y 5000 ciclos.
  2. Sin mantenimiento.
  3. Están selladas, no tienen derrames y son seguras ante quemaduras por ácido.
  4. Corrosión mínima por lo que son compatibles con los equipos electrónicos sensibles.
  5. Son robustas y resisten a las vibraciones.

Desventajas de las baterías de gel

  1. Alto costo inicial.
  2. En caso de sobrecarga, no se pueden rellenar con agua.
  3. Se requieren cargadores y reguladores compatibles.
  4. Las altas temperaturas pueden afectar negativamente al ácido, lo que puede hacer que el gel se vuelva más duro, encogiéndose y alejándose de las placas.

No confundir las baterías AGM con las baterías de gel

Hoy en día, las baterías VRLA tipo AGM a menudo se confunden con las baterías VRLA tipo Gel debido a sus numerosas similitudes:

  • Ambas son recombinantes, lo que significa que el oxígeno producido en la placa positiva es absorbido por la placa negativa. Esto hace que en lugar de producir hidrógeno, la placa negativa produzca agua, manteniendo así el contenido de agua en la batería.Esta es la razón por la cual las baterías AGM y Gel están reguladas por válvula, selladas, a prueba de derrames, libres de mantenimiento, resistentes a la vibración y se pueden instalar en prácticamente cualquier posición (Excepto boca abajo).
  • La sorprendente diferencia entre los dos tipos de baterías, está en el electrolito. El electrolito que se utiliza en las baterías de gel tiene un aspecto de gelatina, mientras que las baterías AGM tienen el electrolito absorbido por separadores de fibra de vidrio. Debido a las propiedades del electrolito utilizado en las baterías de gel, la batería pierde potencia rápidamente a temperaturas inferiores a los 0ºC mientras que las baterías AGM funcionan de manera eficiente en bajas temperaturas.
  • Finalmente, las baterías de gel son las más adecuadas para la descarga profunda, ya que son más ácidas y protegen mejor las placas en comparación con las baterías AGM. Los baterías AGM son más compatibles donde se requiere alta corriente.

¿Qué batería de gel comprar?

Para finalizar, falta saber como elegir la batería a comprar. En este punto tienes que tener claro lo que vas a conectar en ella. Lo ideal, es que hagas una estimación del consumo eléctrico de los aparatos que quieras conectar a la batería y el tiempo que van a estar funcionando en un día. A este valor hay que sumarle un 35% que representan las posibles perdidas de la instalación, y ya tendrás tu demanda eléctrica diaria.

La tabla siguiente muestra una relación de aparatos eléctricos con su consumo y el tiempo medio de funcionamiento en un día.

La unidad de consumo final que buscamos es el amperio/hora (Ah), total diario de los aparatos que se conectaran a la batería.

Dado que muchos aparatos dan su consumo en Vatios (W), para pasar a Amperios (A), tendrás que dividir ese valor por el del voltaje de la batería (6v, 12v, 24v…)

Tabla consumos diarios en Amperios-hora (Ah)2

En este ejemplo, podríamos redondear el consumo a 25Ah

A este valor de 25Ah le sumamos el 35% (perdidas de la instalación), y nos da:

25Ah + 35% =  33,8Ah = 34Ah redondeando

34Ah seria el consumo diario del ejemplo, si queremos una autonomía de dos días (prediciendo dos días sin poder cargar la batería), necesitaríamos una batería de por lo menos 68Ah.

Este es el valor teórico, ya que en la practica no es recomendable descargar una batería por completo, por lo que se tendría que optar por una de como mínimo 80Ah, ya que

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Fuentes:

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2 comentarios

  1. Excelente clara y concisa información y aclaratoria de los tipos de Baterías
    Muy agradecido pos su amable información

  2. Agradezco la oportunidad de conocer algo mas sobre este tipo de baterías. No es fácil encontrar información sobre ellas.,
    Tengo interés en saber que vehículos utilizan estas baterías???O en todo caso cual es su aplicación mas común???

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