A tecnologia de bateria evoluiu ao longo dos anos, e as organizações industriais e de serviços públicos têm muitas opções para seus requisitos de armazenamento de energia para energia de reserva. Este guia eletrônico explica como as tecnologias comprovadas de chumbo-ácido, como baterias de chumbo-ácido ventiladas (VLA) ou de chumbo-ácido reguladas por válvula (VRLA), passaram por refinamento para fornecer aos usuários finais ganhos incrementais de desempenho que podem atender às suas necessidades operacionais. Essas baterias são mais do que páreo para produtos químicos de bateria alternativos que às vezes não são comprovados em escala.
As baterias de chumbo-ácido são um dos tipos de baterias mais antigos e estabelecidos usados nos setores industrial e de serviços públicos. Eles representam uma solução testada e confiável em várias aplicações – fornecendo backup para fontes de alimentação ininterruptas, armazenando energia em sistemas fora da rede e sustentando uma ampla gama de tarefas industriais no chão de fábrica. Em suma, as baterias de chumbo-ácido são uma tecnologia confiável, econômica e bem compreendida, que também apoia iniciativas de sustentabilidade por meio de níveis extremamente altos de reciclabilidade no final da vida útil.
No entanto, a posição ideal para baterias de chumbo-ácido nos mercados industrial e de serviços públicos não pode ser considerada garantida. Portanto, os fabricantes desses tipos de bateria investem pesadamente em pesquisa e desenvolvimento para garantir o refinamento de suas soluções. Consequentemente, as organizações industriais e de serviços públicos se beneficiam da melhoria de desempenho em áreas como tamanho, densidade de potência, capacidade de carregamento e custos de manutenção reduzidos. Essa atividade torna as baterias de chumbo-ácido avançadas mais do que páreo para produtos químicos de bateria alternativos que chegaram ao mercado mais recentemente.
DESCREVENDO OS DIFERENTES TIPOS DE BATERIAS DE CHUMBO-ÁCIDO
Então, como é a evolução das baterias de chumbo-ácido em um nível prático? Como o refinamento melhorou o desempenho ao longo do tempo e o que isso significa para as organizações industriais e de serviços públicos que continuam a confiar nessas soluções?
Vamos responder a essas perguntas reconhecendo os distintos tipos de baterias de chumbo-ácido. As baterias convencionais de chumbo-ácido ventiladas (VLA) ou de chumbo-ácido reguladas por válvula (VRLA) são usadas principalmente nos setores industrial e de serviços públicos porque são conhecidas por sua confiabilidade, custo relativamente baixo e capacidade de fornecer altas correntes de surto.
Dos dois tipos de design, as baterias VLA (inundadas) têm sido a escolha preferida, principalmente na América do Norte - embora isso esteja mudando gradualmente. Na Europa, o mercado é muito mais impulsionado por baterias VRLA. Em particular, os operadores de redes de distribuição e operadores de sistemas de transmissão normalmente favorecem o VRLA, com os produtos químicos Planté (um tipo de bateria inundada) e NiCd também entrando na mistura.
EQUÍVOCOS QUE DESAFIAM A ADOÇÃO DO VRLA
Existem várias razões pelas quais um comprador pode optar por selecionar baterias VLA (inundadas):
Familiaridade gera confiabilidade
Os compradores que estão acostumados com baterias VLA (inundadas) podem encontrar conforto em sua familiaridade, sabendo como essas baterias funcionaram em várias condições ao longo de anos de uso. Essa experiência do usuário pode se traduzir em uma sensação de confiabilidade, proporcionando tranquilidade em sua continuidade operacional.
Custo inicial
As baterias de inundação geralmente têm um custo inicial mais baixo em comparação com as baterias VRLA. Essa vantagem de custo inicial pode ser significativa para os compradores, especialmente aqueles com um orçamento apertado.
Sem incentivo de desempenho
Em alguns casos, as baterias VLA (inundadas) ainda podem atender adequadamente aos requisitos de desempenho do aplicativo. Portanto, pode haver pouco ou nenhum incentivo na mudança para baterias VRLA.
Considerações de manutenção
Embora as baterias VRLA não precisem da rega regular que as baterias VLA (inundadas) exigem, alguns usuários finais podem ter a capacidade de realizar manutenção internamente e querer ter mais controle do processo.
Preocupações ambientais
Alguns compradores podem perceber que as baterias VLA (inundadas) são mais fáceis de reciclar ou mais ecológicas do que suas contrapartes VRLA devido à sua construção simples.
Embora seja compreensível que os compradores possam ter seus motivos para selecionar baterias VLA (inundadas), é importante destacar os avanços nas baterias VRLA que abordam esses equívocos e oferecem benefícios adicionais que podem torná-las uma escolha mais atraente.
AVANÇOS NA TECNOLOGIA VRLA
A tecnologia de bateria VRLA evoluiu ao longo dos anos, oferecendo melhorias no desempenho, confiabilidade e segurança em comparação com os tipos VLA (inundados). Avanços em materiais, processos de fabricação e design levaram ao aumento da adoção de baterias VRLA em aplicações industriais e de serviços públicos.
A introdução da tecnologia de chumbo puro de placa fina (TPPL) representa um avanço notável na categoria de baterias VRLA. As baterias TPPL empregam placas finas feitas de chumbo puro, permitindo mais placas e uma área de superfície reativa maior, o que reduz a resistência interna e as perdas de energia, resultando em um design de bateria mais eficiente e durável. Em comparação com as baterias VRLA tradicionais à base de chumbo-cálcio, as baterias TPPL oferecem várias vantagens, incluindo densidades de energia mais altas, desempenho aprimorado em temperaturas extremas, taxas de carregamento mais rápidas e maior entrega de corrente com menor queda de tensão, requisitos de manutenção reduzidos e ciclo de vida aprimorado.
Vamos investigar esses avanços com mais detalhes.
Densidade de energia aprimorada
Os avanços no design e fabricação de baterias TPPL levaram a melhorias na densidade de energia em comparação com outras tecnologias VRLA. Com a transição global para a energia sustentável, os setores de serviços públicos e industriais enfrentam o desafio da segurança energética. Os parques eólicos e solares são formas intermitentes de geração de eletricidade, causando instabilidade na rede que só pode ser superada pelo armazenamento de energia. Em vez de baterias lidarem com autonomias de 8 a 12 horas, podem ser necessárias autonomias de até 72 horas, o que exige três vezes mais capacidade de armazenamento. Embora as empresas industriais e de serviços públicos desejem aumentar a capacidade de seu sistema de armazenamento de baterias, o acesso a um maior espaço físico pode ser um problema, especialmente quando essas instalações estão situadas em locais urbanos. Em cenários como esse, ser capaz de armazenar mais energia em um espaço menor torna a tecnologia TPPL uma alternativa atraente a outras tecnologias VRLA. As baterias PowerSafe® SBS XL 2V, projetadas especificamente para aplicações de flutuação de rede estável, podem atender a esse requisito de capacidade de armazenamento triplo no mesmo espaço.
Desempenho otimizado em temperaturas extremas
As oscilações de temperatura também devem ser consideradas, pois pode haver diferenças significativas entre invernos gelados e calor intenso no verão em várias instalações ao redor do mundo. Embora essas flutuações afetem a capacidade de armazenamento e a autonomia, operar na temperatura especificada reduzirá a vida útil operacional dessas baterias, aumentando os custos porque elas precisarão ser substituídas com mais frequência.
Em comparação com as baterias VRLA convencionais à base de chumbo-cálcio, a plataforma de fabricação avançada das baterias TPPL permite que elas operem com eficácia em uma faixa mais ampla de temperaturas sem perda significativa de capacidade ou degradação do desempenho. Isso os torna adequados para uso em condições ambientais adversas comumente encontradas em ambientes industriais e de serviços públicos. As baterias PowerSafe® SBS XL 2V, por exemplo, têm uma vida útil de até 20 anos.
EM COMPARAÇÃO COM AS BATERIAS VRLA TRADICIONAIS À BASE DE CHUMBO-CÁLCIO, AS BATERIAS TPPL OFERECEM VÁRIAS VANTAGENS, INCLUINDO DENSIDADES DE ENERGIA MAIS ALTAS, DESEMPENHO APRIMORADO EM TEMPERATURAS EXTREMAS, TAXAS DE CARREGAMENTO MAIS RÁPIDAS E ENTREGA DE CORRENTE MAIS ALTA COM MENOR QUEDA DE TENSÃO, REQUISITOS DE MANUTENÇÃO REDUZIDOS E CICLO DE VIDA APRIMORADO.
Taxas de carregamento rápido
Com a crescente adoção da eletricidade, os setores industrial e de serviços públicos exigem suporte para possíveis apagões contínuos, necessitando de baterias com ciclos de carregamento rápidos. As baterias TPPL podem aceitar taxas de carregamento mais altas em comparação com as baterias de chumbo-cálcio. Isso permite tempos de carregamento mais rápidos, reduzindo o tempo de inatividade e melhorando a eficiência geral em aplicações onde o rápido reabastecimento de energia é crucial, resultando em menor uso de energia. Esses fatores, em combinação, têm benefícios potenciais de redução de carbono a longo prazo.
Requisitos de manutenção reduzidos
As instalações industriais e de serviços públicos podem estar em áreas rurais remotas, exigindo longos tempos de viagem para os engenheiros. Ter que agendar um rolo de caminhão para um engenheiro realizar o trabalho de manutenção pode ter um custo alto. Também pode desviar a atenção do engenheiro de manutenção de tarefas mais importantes. A escolha de uma opção de bateria de baixa manutenção é preferível às baterias VLA (inundadas), que requerem recargas frequentes de eletrólitos.
As baterias TPPL avançadas quase não requerem manutenção quando comparadas às baterias de chumbo-cálcio padrão. O uso da tecnologia de tapete de vidro absorvente (AGM) minimiza a necessidade de manutenção de eletrólitos, como reabastecimento com água deionizada (rega), ao mesmo tempo em que reduz a possibilidade de vazamento ou derramamento de eletrólitos. Isso leva a menores despesas operacionais, menos interação humana da equipe de manutenção e menos visitas técnicas, além de maior confiabilidade e segurança para os usuários finais.
Ciclo de vida aprimorado
As baterias TPPL, como as baterias PowerSafe® SBS XC+, oferecem ciclo de vida mais longo em comparação com as baterias VRLA de chumbo tradicionais. Por meio de inovações no design da placa, composição do eletrólito e processos de fabricação, as baterias TPPL podem suportar um número maior de ciclos de carga e descarga sem degradação significativa no desempenho. Isso os torna ideais para aplicações que exigem ciclos frequentes e descargas profundas, como armazenamento de energia renovável e estabilização da rede.
Integração de sistemas avançados de monitoramento e gerenciamento
As baterias TPPL podem ser perfeitamente integradas a sistemas avançados de monitoramento e gerenciamento, permitindo o monitoramento em tempo real da integridade, desempenho e estado de carga da bateria. Isso permite a programação de manutenção proativa, estratégias de carregamento otimizadas e maior confiabilidade do sistema, garantindo operação ininterrupta em aplicações industriais e de serviços públicos críticos.
A EnerSys oferece uma ampla seleção de soluções de monitoramento de bateria e otimização de desempenho, que a empresa pode instalar e manter. Um sistema proprietário de monitoramento de bateria foi desenvolvido e está disponível em alguns produtos com outros em breve.
EVIDÊNCIAS DE APOIO À MUDANÇA PARA BATERIAS VRLA/TPPL
Revisitando a seção anterior, onde foram discutidas as razões pelas quais as empresas escolheram as baterias VLA (inundadas), vejamos as evidências que apóiam a transição para baterias VRLA, particularmente para os tipos TPPL.
A falta de familiaridade prejudica a confiabilidade
As baterias VLA (inundadas) podem incutir uma sensação de confiabilidade devido a anos de uso e compreensão de seu desempenho em diversas condições. No entanto, optar por baterias VRLA pode oferecer vantagens distintas. A transição para baterias VRLA abre caminhos para maior confiabilidade, eficiência operacional e economia de custos a longo prazo, desafiando assim a noção de que familiaridade equivale a confiabilidade.
Custo-benefício a longo prazo
Apesar do maior investimento inicial, as baterias VRLA geralmente oferecem menor custo total de propriedade devido à sua vida útil prolongada e requisitos de manutenção reduzidos em comparação com as baterias VLA (inundadas), resultando em economia potencial ao longo da vida útil do sistema de bateria.
A ENERSYS TEM ESTADO NA VANGUARDA DA PROMOÇÃO DE AVANÇOS TECNOLÓGICOS NA TECNOLOGIA DE BATERIAS TPPL, IMPULSIONANDO A INOVAÇÃO EM SOLUÇÕES DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA PARA VÁRIOS SETORES.
Potencial de desempenho aprimorado
As baterias VLA (inundadas) geralmente atendem adequadamente aos requisitos de desempenho atuais. No entanto, a transição para baterias VRLA pode desbloquear o potencial de desempenho aprimorado no futuro. Com os avanços na tecnologia, as baterias TPPL oferecem densidade de energia aprimorada, recursos de carregamento mais rápidos e maior confiabilidade, fornecendo um caminho para atender às necessidades de aplicação em evolução.
Benefícios de manutenção simplificados
As baterias VRLA requerem manutenção menos frequente em comparação com as baterias VLA (inundadas), para que os compradores possam se beneficiar de uma manutenção simplificada. Com menos tarefas de manutenção, como verificações de irrigação e corrosão, o pessoal pode alocar seu tempo com mais eficiência para outras tarefas críticas, melhorando a eficiência operacional geral.
Ação ambiental por meio da inovação
Reconhecendo as preocupações ambientais associadas às tecnologias de bateria, os compradores podem ver a adoção de baterias VRLA como um passo em direção à gestão ambiental por meio da inovação. As baterias VLA (inundadas) podem parecer mais simples de reciclar, mas as baterias VRLA oferecem oportunidades para técnicas avançadas de reciclagem e recuperação de materiais, contribuindo para uma abordagem mais sustentável para o descarte de baterias e conservação de recursos
CONCLUSÃO
No geral, o progresso da tecnologia de baterias VRLA e a introdução de baterias TPPL contribuíram para a evolução das soluções de armazenamento de energia, oferecendo aos usuários opções mais eficientes, confiáveis e ecologicamente corretas. A EnerSys tem estado na vanguarda da promoção de avanços tecnológicos na tecnologia de baterias TPPL, impulsionando a inovação em soluções de armazenamento de energia para vários setores. A empresa emprega técnicas avançadas de fabricação para produzir baterias de alta qualidade com eficiência. Suas instalações de última geração utilizam processos de automação, robótica e controle de qualidade para garantir consistência e confiabilidade na produção de baterias. Para obter mais informações sobre baterias industriais e utilitárias de alto desempenho da EnerSys, visite EnerSys.com.
