Plomo-ácido
Económica y pesada. Evitá superar 50% de descarga habitual.
DoD recomendado 50%Calculá autonomía, carga y capacidad útil contemplando eficiencia, profundidad de descarga y consumo real.
Eficiencia, electrónica y margen de seguridad reducen la capacidad aprovechable.
Económica y pesada. Evitá superar 50% de descarga habitual.
DoD recomendado 50%Alta densidad. Requiere BMS y control térmico.
DoD recomendado 80%Muchos ciclos, estable y apta para solar.
DoD recomendado 90%Gran potencia, sensible a golpes y sobrecarga.
Guardar a 3,8 V/celdaPara bancos usamos Wh = Ah × V × DoD × eficiencia.
Se divide la capacidad por el consumo, pero corrigiendo por eficiencia: horas = mAh × eficiencia ÷ mA. Una batería de 5.000 mAh con un consumo de 200 mA y 85% de eficiencia dura unas 21,3 horas, no las 25 que da la cuenta directa. La eficiencia cubre lo que se pierde en la conversión, el autoconsumo del circuito de gestión y la caída de tensión al final de la descarga. Si el cálculo es para dimensionar algo que importa, agregá además un 20% de margen por envejecimiento y temperatura.
Porque los mAh están medidos a tensiones distintas. La celda del powerbank guarda su carga a 3,7 V, pero entrega a 5 V por el puerto USB, y esa conversión pierde energía. Los 10.000 mAh a 3,7 V son 37 Wh; convertidos a 5 V con un 85-90% de rendimiento quedan alrededor de 6.300-6.700 mAh útiles a 5 V. A eso se le suma la pérdida del circuito de carga del propio celular. En la práctica, un powerbank de 10.000 mAh da un poco menos de dos cargas completas a un celular de 3.000 mAh.
La profundidad de descarga, o DoD, es qué porcentaje de la energía de la batería podés usar sin acortarle la vida. No es una limitación del cálculo sino de la química: una batería de plomo-ácido que se vacía al 100% de forma habitual dura una fracción de los ciclos que daría si la dejás siempre por encima del 50%. Los valores de referencia son 50% para plomo-ácido común, 80% para AGM de ciclo profundo y hasta 90% para LiFePO4. De los 1.200 Wh nominales de una batería de 100 Ah a 12 V, con DoD del 50% y 95% de eficiencia quedan unos 570 Wh reales.
Depende de la carga que le cuelgues, y los VA no son watts: la potencia útil real ronda el 60% de los VA, así que un UPS de 1.000 VA sostiene unos 600 W. Con una carga de 300 W, es decir la mitad de su capacidad útil, un equipo de esa categoría suele dar entre 8 y 15 minutos. Con 600 W, cerca del límite, baja a 3 o 4 minutos. Si conocés los Ah y los volts de la batería el cálculo deja de ser una estimación: minutos = Ah × V × eficiencia × 60 ÷ watts.
Porque las baterías de plomo entregan proporcionalmente menos capacidad cuanto más rápido se las descarga, un efecto conocido como ley de Peukert. La capacidad en Ah se declara a un régimen determinado, normalmente C20, o sea vaciarla en 20 horas. Si le pedís el doble de corriente, la batería no sólo dura la mitad de tiempo: entrega además menos Ah totales. Por eso duplicar la carga de un UPS recorta el respaldo a bastante menos de la mitad, y por eso conviene siempre dejar margen.
Se divide lo que hay que reponer por la corriente del cargador y se multiplica por un factor de pérdida propio de la química: cerca de 1,18 en plomo-ácido, 1,05 en litio y hasta 1,40 en NiMH. Una batería de 100 Ah que está al 40% necesita reponer 60 Ah; con un cargador de 10 A y factor de plomo son unas 7,1 horas. El resultado es orientativo porque la última etapa de carga siempre es más lenta: el tramo final se hace a tensión constante y con corriente cada vez menor.
La tasa C es la corriente expresada en múltiplos de la capacidad: cargar una batería de 100 Ah con 10 A es 0,1C, y con 100 A sería 1C. Los máximos seguros de carga habituales son 0,25C para plomo-ácido, 0,5C para Li-Ion y NiMH, 1C para LiPo y hasta 1,5C para LiFePO4. Pasarse de ahí calienta la celda, le acorta la vida y, en química de litio, puede derivar en fuga térmica. En descarga los máximos son mucho más altos y vienen impresos en el pack, sobre todo en LiPo de modelismo.
Minutos = capacidad en Ah × porcentaje de descarga segura ÷ consumo promedio en amperios × 60. Un pack de 1.500 mAh usado hasta el 80% con un consumo promedio de 15 A da unos 4,8 minutos de vuelo. El consumo promedio es lo más difícil de estimar: un vuelo agresivo puede duplicar el de uno tranquilo, así que el número calculado es el techo optimista. Aterrizá siempre con alrededor del 20% en el pack.
Wh = mAh × volts ÷ 1.000. Una celda de litio de 5.000 mAh a 3,7 V nominales guarda 18,5 Wh. La conversión importa porque los mAh sólo se pueden comparar entre baterías de la misma tensión: 5.000 mAh a 3,7 V y 5.000 mAh a 11,1 V no tienen nada que ver en energía. También es el número que piden las aerolíneas, que limitan los packs de litio en cabina a 100 Wh sin autorización previa.
Bastante. En una celda de litio, por debajo de 0 °C la capacidad útil puede caer entre 20% y 30%, y la caída se agrava a mayor corriente de descarga porque la resistencia interna sube. En plomo-ácido el efecto es similar. La buena noticia es que la pérdida por frío es reversible: al volver a temperatura ambiente la capacidad se recupera. Lo que sí es permanente es cargar una batería de litio por debajo de 0 °C, que deposita litio metálico en el ánodo y la daña para siempre.
Depende de la química y del uso. Una celda de Li-Ion suele quedar cerca del 80% de su capacidad original después de unos 500 ciclos completos, aunque cargándola en el rango 20%-80% se estiran bastante. Una LiFePO4 supera los 2.000 ciclos con una degradación mucho menor. Una plomo-ácido de ciclo profundo puede dar 1.200 ciclos al 50% de DoD, pero apenas 300 si la vaciás al 100%. Las baterías de un UPS, que son SLA, se cambian cada 3 a 5 años aunque el equipo no acuse nada.
No directamente: hay que corregir la capacidad. Si la batería tiene un par de años de uso intenso, cargá en el cálculo entre un 80% y un 85% de la capacidad de etiqueta en lugar del valor nominal. La única forma de saber el número real es un test de descarga controlada: se carga a tope, se descarga a corriente constante conocida midiendo el tiempo hasta la tensión de corte, y se multiplica corriente por horas. Eso te da los Ah que la batería realmente tiene hoy.
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