Una Batería es un dispositivo que convierte Energía Química en Energía Eléctrica. Es posible que haya encontrado diferentes tipos de baterías en automóviles, bicicletas, linternas, teléfonos móviles, UPS y sistemas inversores. Habrá una situación en la que desee conectar algunas baterías en serie para un propósito o aplicación específica. ¿Pero cuál es la necesidad de conectar baterías en Serie? ¿Cómo hacer una conexión de batería en serie? ¿Cuáles son los requisitos para conectar baterías en Serie? ¿Cuál es el resultado de las baterías conectadas en serie? En este artículo entenderemos la importancia de una conexión de batería en serie.
Batería y sus aplicaciones
Las baterías son pequeños dispositivos increíbles. Son dispositivos químicos que convierten la energía química en energía eléctrica. Es una de las formas más sencillas de almacenar energía eléctrica indirecta ya que es muy difícil almacenarla directamente (excepto los supercondensadores, pero son de otra escala económica).
Lo mejor de las baterías es que están disponibles en diferentes formas, tamaños, capacidades y tipos. Hay baterías primarias, que son de un solo uso, y baterías secundarias, que son recargables para usarse varias veces. Puede seleccionar el estilo correcto de batería según la aplicación.
Hablando de aplicaciones de las pilas, inicialmente se utilizaban en linternas y juguetes. Pero el crecimiento de la industria del automóvil llevó al desarrollo de un sistema de arranque automático, que requería un motor de arranque y una batería. Por lo tanto, el uso de baterías en los automóviles aumentó de manera bastante exponencial.
El siguiente paso importante que condujo a los dispositivos que funcionan con baterías es la invención de los transistores y, posteriormente, las radios de transistores. Esto convirtió las grandes radios de tubo en pequeñas radios portátiles de bolsillo que funcionan con baterías.
Hoy en día, la batería se ha convertido en una parte muy importante de la economía y es más imprescindible que nunca. Smartphones, portátiles, tablets, lámparas de emergencia, detectores de humo, etc. son algunas de las aplicaciones domésticas populares que utilizan baterías.
Los automóviles siguen utilizando baterías para arrancarlos y alimentar algunos circuitos eléctricos esenciales, como iluminación, audio, cierre remoto, etc. Para reducir las emisiones de carbono de los automóviles, los fabricantes comenzaron a desarrollar coches y bicicletas híbridos, eléctricos y totalmente eléctricos. Los vehículos híbridos utilizan baterías pequeñas para ayudar al motor de combustión interna. Por el contrario, los vehículos totalmente eléctricos funcionan exclusivamente con baterías.
La importancia de las energías renovables también ha experimentado un crecimiento significativo en la última década. El uso de la energía solar como alternativa a la red convencional llevó al uso de un sistema de almacenamiento de energía basado en baterías.
Diferentes formas de conectar baterías
Siempre que trabaje con baterías, se encontrará con una situación en la que tendrá que conectar varias baterías en serie, paralelo o una combinación de serie-paralelo.
Estas son las tres formas habituales de conectar baterías según la aplicación.
- Serie
- Paralelo
- Serie – Paralela
Pero, ¿de qué sirven tales conexiones? ¿Cuáles son las aplicaciones para la Conexión de Baterías en Serie o Conexión de Baterías en Paralelo? ¿Cuál es la ventaja de la conexión de batería en serie y en paralelo? Intentemos comprender los diferentes tipos de conexiones de batería uno por uno.
¿Cómo realizar una conexión de batería en serie?
Comencemos con el concepto de «conectar varias baterías» con una conexión en serie. Suponga que tiene dos baterías. Si conecta el terminal positivo (+) de la segunda batería al terminal negativo (-) de la primera batería, se dice que las baterías están conectadas en serie.
En Conexión de batería en serie, tomamos la salida en el terminal positivo (+) de la primera batería y el terminal negativo de la segunda batería (-). La siguiente imagen muestra el símbolo eléctrico para conectar dos baterías en serie.
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Podemos aplicar este método a cualquier tipo de batería, siempre que ambas baterías sean del mismo tipo (mismo voltaje, capacidad y tamaño). La siguiente imagen muestra una conexión de batería en serie de baterías similares.
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Aunque el ejemplo anterior muestra solo dos baterías conectadas en serie, puede conectar cualquier cantidad de baterías en serie.
Notas importantes relacionadas con la conexión de la batería en serie
- Cuando conectamos dos baterías en serie, el voltaje de salida es el doble que el de la batería individual. Por ejemplo, si conecta dos baterías de 12 V en serie, el voltaje de salida pasa a ser de 24 V. De manera similar, para tres baterías en serie, es de 36 V y para cuatro baterías en serie, es de 48 V, y así sucesivamente.
- En general, si V1 es el voltaje de la primera batería, V2 para el segundo, y Vnorte para la enésima batería, entonces el voltaje de salida cuando n baterías similares están conectadas en serie es
VSERIE =v1 +v2 +v3 + . . . +vnorte
- Otra especificación importante de las baterías es su capacidad, que se expresa en mAh (mili amperios-hora) para baterías pequeñas y Ah (amperios-hora) para baterías más grandes. Para la conexión de batería en serie, la capacidad general del sistema sigue siendo la misma que la capacidad individual de una batería.
- Por ejemplo, si conectamos dos baterías de 12 V en serie con una capacidad nominal de 150 Ah cada una, entonces la capacidad efectiva de la conexión en serie sigue siendo de 150 Ah. Solo se agrega el voltaje en la conexión en serie.
- Como vimos en los cálculos anteriores, conectar baterías en serie agregará los voltajes individuales pero la capacidad general sigue siendo la misma. Por lo tanto, si necesita un sistema de mayor voltaje en su aplicación, como en aplicaciones solares o de inversores, puede conectar varias baterías en serie. Los sistemas de voltaje de 24 V y superiores son comunes en las instalaciones solares de alta potencia. El sistema de 48 V se está volviendo muy popular en los vehículos eléctricos, especialmente en las bicicletas.
- Otra cosa importante sobre la conexión de la batería en serie es el calibre del cable. Como estamos duplicando el voltaje con la misma capacidad, puedes usar un cable más delgado (número AWG más alto).
¿Cómo hacer una conexión de batería en paralelo?
La siguiente conexión importante de varias baterías es la conexión en paralelo. Entendamos esto directamente con un ejemplo. Suponga que tiene dos baterías con clasificaciones similares. Para realizar una conexión en paralelo, tenemos que conectar el terminal positivo (+) de la primera batería con el terminal positivo de la segunda batería.
De igual forma tenemos que conectar el terminal negativo (-) de la primera batería con el terminal negativo de la segunda batería. La siguiente imagen muestra la representación del símbolo eléctrico de dos baterías conectadas en paralelo.
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Al igual que la conexión en serie, las baterías en conexión en paralelo también deben tener las mismas clasificaciones (mismo tipo, voltaje y capacidad). La siguiente imagen muestra la conexión de batería en paralelo para tipos de baterías similares.
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Si deseas conectar más de dos baterías en paralelo, puedes hacerlo siempre que sean del mismo tipo.
Notas importantes relacionadas con la conexión de baterías en paralelo
- Cuando conectamos dos baterías en paralelo, el voltaje efectivo del sistema es el mismo que el de la batería individual. Por ejemplo, si conectamos dos baterías de 12V en paralelo, el voltaje de salida sigue siendo de 12V.
- Incluso si conectamos ‘n’ cantidad de baterías en paralelo, el voltaje general seguirá siendo el mismo que el de la batería individual.
- Pero lo que importa al conectar una batería en paralelo es la corriente o la capacidad de la batería. Si conectamos dos baterías de 12 V en paralelo con una capacidad nominal de 150 Ah, el voltaje total sigue siendo de 12 V pero la capacidad efectiva del sistema pasa a ser de 300 Ah.
- Pero, ¿dónde es útil la conexión de batería en paralelo? Si desea tener una batería de gran capacidad para alimentar cargas durante más tiempo, puede conectar baterías en paralelo. Por ejemplo, si una batería de 12 V y 150 Ah puede durar 1 hora cuando se conecta a una carga, conectar dos en paralelo esencialmente duplicará la capacidad y, por lo tanto, puede durar 2 horas.
- Como estamos duplicando la capacidad de la batería en una conexión paralela, debe usar un cable más grueso (número AWG más bajo) para soportar el aumento de las capacidades actuales.
¿Qué es la conexión de batería en serie y en paralelo?
¿Es posible mezclar las conexiones de batería en serie y en paralelo? Absolutamente sí. Con una combinación de conexión en serie y paralelo, puede sumar eficazmente tanto el voltaje como la capacidad.
Por ejemplo, si tienes cuatro baterías de 12V – 150Ah, puedes conectar las dos primeras baterías en serie y también la tercera y cuarta baterías en serie respectivamente. Básicamente, esto creará dos sistemas de 24 V con capacidades de 150 Ah.
Ahora podemos conectar estos dos sistemas en paralelo para sumar sus capacidades. Así, los valores finales del sistema son 24V y 300Ah.
Este tipo de conexiones en serie y paralelo de baterías son extremadamente comunes en bancos de almacenamiento de energía solar y grandes sistemas inversores.
Consejos y trucos importantes para conectar varias baterías
Como se mencionó anteriormente, las baterías son dispositivos químicos que pueden convertir la energía química en energía eléctrica. Al igual que con cualquier otro producto químico, hay que tener mucho cuidado al trabajar con baterías y cualquier mal manejo será muy peligroso.
Por eso, aquí tienes algunos consejos y trucos importantes si trabajas con baterías en general.
- Cada batería tiene dos terminales: positivo (+) y negativo (-). Conectamos la carga a través de estos terminales. Nunca cortocircuite los terminales positivo y negativo de la batería. Esto es extremadamente peligroso e incluso podría provocar un incendio o una explosión.
- Siempre que conecte varias baterías en serie o en paralelo, seleccione siempre baterías similares con voltaje y capacidad idénticos. Nunca conecte dos baterías con voltajes o clasificaciones Ah diferentes.
- Casi todas las baterías tendrán una marca para los terminales positivo y negativo con los signos ‘+’ y ‘-‘. Tome nota de estas polaridades al realizar conexiones de batería en serie o en paralelo.
- Las baterías primarias no son recargables. Son buenos para un solo uso y después de eso, debes desecharlos adecuadamente (preferiblemente en una instalación de reciclaje). No intente recargar las baterías primarias. No están diseñados para recargarse y pueden provocar un incendio si se recargan.
- Las baterías secundarias son recargables. Asegúrese de seleccionar un cargador adecuado para recargar dichas baterías. Desconecte el cargador una vez que las baterías estén completamente cargadas.
- Si conecta baterías en serie o en paralelo, tome nota del voltaje y la capacidad efectivos. Estos números le resultarán útiles a la hora de seleccionar el cargador.
- Cuando no esté utilizando el sistema, puede desconectar la carga de las baterías para que no se descarguen debido a fugas de carga y también detenga la corrosión.
- Al conectar varias baterías en serie, paralelo o una combinación de conexiones serie-paralelo, es mejor hacer un esquema adecuado de la conexión antes de continuar. Puede volver a verificar todas las conexiones en el esquema para detectar conexiones incorrectas o cortocircuitos.
Conclusión
Las baterías son dispositivos bastante esenciales para almacenar energía. Un punto sumamente útil sobre las baterías es que puedes conectarlas en serie o en paralelo según tu aplicación. Hemos visto cómo realizar una conexión de baterías en serie y algunos puntos importantes relacionados a la hora de conectar baterías en serie. También hemos visto cómo funciona la conexión de baterías en paralelo. Lo bueno de las baterías es que puedes combinar las conexiones en serie y en paralelo si las necesitas.