Como monitorar e manter sistemas de baterias industriais?

Como monitorizar e manter sistemas de baterias industriais

O que são sistemas de baterias industriais?

• Baterias de Chumbo-Ácido : Tradicional e econômico, muitas vezes utilizado em empilhadeiras, sistemas de energia de reserva e iluminação de emergência. Requerem manutenção regular, mas são fiáveis em cenários de utilização constante.
• Baterias de íon de lítio : Mais eficiente e duradouro, com maior densidade energética. Eles alimentam veículos elétricos, armazenamento de energia renovável (como sistemas solares ou eólicos) e máquinas automatizadas. São de baixa manutenção, mas requerem um cuidado especial para evitar o superaquecimento.
• Baterias de níquel-cádmio (NiCd) : Durabilidade em temperaturas extremas, utilizado em aplicações aeroespaciais, de mineração e militares. São resistentes, mas menos comuns hoje em dia devido a preocupações ambientais.

Por que monitorar e manter sistemas de baterias industriais?

1. Confiabilidade : As operações industriais dependem de uma potência constante. Uma bateria falhada pode causar paralisações inesperadas, atrasar a produção ou deixar as instalações sem energia de reserva durante as interrupções.
2. Segurança : Baterias mal mantidas correm o risco de superaquecer, vazar ou até mesmo explodir. As baterias de chumbo-ácido podem liberar vapores tóxicos se danificadas, enquanto as baterias de íons de lítio podem pegar fogo se forem sobrecarregadas.
3. Economia de custos : Cuidado regular prolonga a vida útil da bateria, reduzindo a necessidade de substituições frequentes. Também evita que pequenos problemas se tornem grandes reparos, reduzindo os custos a longo prazo.

Como monitorar sistemas de baterias industriais

1. a) A Comissão Recolha de dados em tempo real

• Voltagem : mede o potencial elétrico da bateria. A tensão anormal (muito alta ou baixa) indica problemas como sobrecarga, danos na célula ou baixa capacidade.
• Temperatura o excesso de calor acelera a degradação da bateria. Sensores colocados em células ou embalagens de baterias alertam para superaquecimento, o que pode indicar falta de ventilação ou falhas internas.
• A corrente : Monitora o fluxo de electricidade durante a carga e descarga. Os picos ou quedas podem indicar problemas com o carregador, com os fios ou com as pilhas da bateria.
• Estado de carga (SOC) : Mostra a quantidade de energia que a bateria detém atualmente (por exemplo, 80% carregada). Isto ajuda a evitar a descarga excessiva, que reduz a vida útil.
• Estado de Saúde (SOH) : Compara a capacidade actual da bateria com a sua capacidade original. Uma diminuição do SOH (por exemplo, de 100% para 70%) significa que a bateria está envelhecendo e pode precisar de substituição em breve.

2. Inspeções Regulares

• Verificar Danos : Procure rachaduras, protuberâncias ou vazamentos nos invólucros da bateria. No caso das baterias de chumbo-ácido, verificar se existem corrosões nos terminais ou ligações soltas.
• Ventilação : Assegurar-se de que os gabinetes ou os aposentos das baterias dispõem de um fluxo de ar adequado. A má ventilação prende o calor, prejudicando a vida útil da bateria e aumentando o risco de incêndio.
• Compatibilidade do carregador : Verificar se os carregadores correspondem ao tipo de bateria (por exemplo, carregadores de iões de lítio para baterias de lítio). Usar o carregador errado pode causar sobrecarga ou subcarga.
• Saúde dos cabos e das ligações : Verifique se os fios estão desgastados e certifique-se de que os terminais estão apertados e limpos. As conexões soltas causam resistência, levando ao acúmulo de calor e perda de energia.

3. A sua família. Análise de dados e acompanhamento de tendências

• Contagem de Ciclos : Registre quantos ciclos de carga-descarga a bateria passa. A maioria das baterias industriais são classificadas para 1.0005.000 ciclos; exceder isso encurta a vida útil.
• Perda de Capacidade : Analise a quantidade de energia que a bateria pode armazenar em comparação com quando era nova. Uma diminuição constante (por exemplo, 5% ao ano) é normal, mas uma perda rápida (10% num mês) indica um problema.
• Eficiência de carga : Medir a quantidade de energia retida durante a carga. A baixa eficiência (por exemplo, utilizar 1,5 kWh para carregar uma bateria de 1 kWh) pode significar que o carregador está defeituoso ou que a bateria está envelhecendo.

Como manter os sistemas de baterias industriais

1. a) A Comissão Gestão de encargos

• Evite sobrecarga : A sobrecarga provoca calor e degradação química. Utilize carregadores inteligentes com desligamento automático quando a bateria atingir a capacidade máxima. Para as baterias de chumbo-ácido, nunca as deixe carregadas indefinidamente após atingirem 100%.
• Evite descargas profundas : A descarga de uma bateria abaixo de 20% da sua capacidade (para o chumbo-ácido) ou 10% (para o lítio-íon) danifica as células ao longo do tempo. Utilize alertas do BMS para parar a descarga antes destes limiares.
• Cobrar à taxa certa a carga rápida gera calor. Use carregamento lento e constante (correspondendo à taxa recomendada da bateria) para prolongar a vida útil. Por exemplo, as baterias de íons de lítio geralmente funcionam melhor com carga de 0,5C (carregamento completo em 2 horas).

2. A sua família. Limpeza e controlo da corrosão

• Terminos limpos : Para as baterias de chumbo-ácido, a corrosão (acúmulo branco/verde) nos terminais reduz a condutividade. Limpe os terminais mensalmente com uma mistura de bicarbonato de sódio e água, em seguida, enxaguar e secar. Aplique vaselina para evitar corrosão futura.
• Mantenha as carcaças limpas : Limpe as superfícies da bateria com um pano seco para remover poeira, sujeira ou derrames. Evite usar água nas baterias de íons de lítio, pois a umidade pode danificar os componentes internos.
• Inspecionar os selos : Para baterias seladas (como a maioria dos modelos de íons de lítio), verifique se não há rachaduras ou danos que possam permitir a humidade ou poeira dentro. Substitua imediatamente as baterias danificadas.

3. A sua família. Controle da temperatura e do ambiente

• Mantenha as temperaturas ideais : A maioria das baterias industriais funciona melhor entre 20°C e 25°C (68°F77°F). Evite expô-los a calor extremo (acima de 35°C/95°F) ou frio (abaixo de 0°C/32°F). Utilize ventiladores de arrefecimento ou aquecedores nas salas de baterias, se necessário.
• Evite vibrações e impacto : Montar as baterias de forma segura para evitar a sacudida, que pode soltar as ligações ou danificar as células. Isto é especialmente importante para as baterias dos veículos ou equipamentos móveis como em empilhadeiras elevadoras.
• Controle da umidade : A alta umidade pode causar corrosão nas baterias de chumbo-ácido. Utilize desumidificadores nas áreas de armazenamento de baterias para manter a umidade abaixo de 60%.

4. A partir de agora. Equalização da bateria (para baterias de chumbo-ácido)

• Quando se deve igualar faça-se esta análise trimestralmente ou quando as leituras de tensão revelarem diferenças significativas entre as células.
• Como equilibrar : Utilize um carregador com modo de equalização. Carregue a bateria ao máximo, em seguida, aplique uma sobrecarga baixa e constante por 2 4 horas. A temperatura deve ser monitorizada de perto para evitar o superaquecimento.

5. O que é? Planejamento de substituição

• SOH de pista : Substitua as baterias quando a sua SOH cair abaixo de 80% da capacidade original. Para sistemas críticos (como as cópias de segurança hospitalares), substitua mais cedo (a 85%) para evitar riscos.
• Substituição de lotes : Para sistemas com várias baterias (por exemplo, um banco de 10 baterias de chumbo-ácido), substituir todas de uma vez. Misturar baterias antigas e novas causa carregamento desigual e encurta a vida das novas.
• Reciclem corretamente : Eliminar baterias antigas através de recicladores certificados. As baterias de chumbo-ácido são recicláveis em 90% e as baterias de íons de lítio contêm materiais valiosos que podem ser reutilizados. Muitos fabricantes oferecem programas de reciclagem.

Dicas de manutenção específicas do tipo de bateria

Baterias de Chumbo-Ácido

• Verificar os níveis de electrólitos mensalmente (para modelos inundados de chumbo-ácido). Adicione água destilada se os níveis estiverem abaixo das placas, mas evite enchê-las demais.
• Nunca descarregue menos de 20% da capacidade, uma vez que isso provoca sulfação (um acúmulo de cristais de sulfato de chumbo que reduz a capacidade).
• Limpe os terminais semanalmente em sistemas de grande utilização (como em empilhadeiras) para evitar a corrosão.

Baterias de íon de lítio

• Evite a exposição a temperaturas superiores a 40°C, pois isso pode causar fuga térmica (aquecimento excessivamente descontrolado).
• Utilize apenas carregadores homologados pelo fabricante para evitar a sobrecarga.
• Armazenar num local fresco e seco se não estiver em uso durante longos períodos, idealmente a 50% SOC para reduzir a degradação.

Baterias de níquel-cádmio (NiCd)

• Realizar ciclos de descarga profunda trimestralmente (descarga a 0% e recarga completa) para evitar efeito de memória, quando a bateria perde capacidade se for carregada repetidamente sem descarga completa.
• Mantenha os terminais limpos e secos, pois a umidade acelera a corrosão.

Perguntas Frequentes

Com que frequência devo monitorizar os sistemas de baterias industriais?

Posso usar o mesmo carregador para diferentes tipos de baterias?

O que causa que as baterias industriais falhem cedo?

Quanto tempo duram os sistemas de baterias industriais com manutenção adequada?

O que devo fazer se uma bateria se sobreaquecer?