¿Qué es la Capacidad Nominal vs. Capacidad Real de una Batería?
La diferencia entre la capacidad nominal y la capacidad real de una batería es clave para diseñar sistemas eléctricos confiables. La capacidad nominal es el valor que el fabricante declara bajo condiciones de prueba específicas (por ejemplo, Ah a una tasa de descarga determinada). La capacidad real es la energía útil que obtendrá el usuario en condiciones de operación reales, y suele ser menor por múltiples factores como temperatura, tasa de descarga y envejecimiento.
Definiciones claras
Capacidad nominal: valor estándar medido en amperios-hora (Ah) o vatios-hora (Wh) bajo condiciones normalizadas (por ejemplo C/20, 25 °C, hasta cierto voltaje de corte).
Capacidad real: la cantidad de energía disponible en condiciones prácticas, que considera pérdidas internas, eficiencia de descarga y degradación por ciclos y tiempo.
Factores que afectan la capacidad real
- Temperatura: baterías rinden menos a temperaturas bajas y pueden degradarse más rápido a temperaturas altas.
- Tasa de descarga (C-rate): descargas rápidas reducen la energía extraíble; para algunas químicas esto es crítico (ver efecto Peukert).
- Edad y ciclos: la capacidad disminuye con cada ciclo de carga/descarga y con el envejecimiento calendarizado.
- Resistencia interna y eficiencia: pérdidas por calor y conversión reducen la energía utilizable.
- Condiciones de mantenimiento: estado de carga promedio, sobrecargas y profundidad de descarga influyen en la vida útil.
Cómo se mide la capacidad nominal
Los fabricantes especifican la capacidad nominal en condiciones controladas. Por ejemplo, una batería de 100 Ah podría medirse a una descarga C/20 (5 A durante 20 horas) hasta un voltaje de corte definido. Estas normas permiten comparar modelos, pero no predicen el rendimiento bajo cualquier carga. Para una explicación técnica de unidades y medidas, puede consultarse la entrada de Ampere-hour en Wikipedia.
Por qué la capacidad real suele ser menor
En la práctica, varios efectos combinados reducen la energía utilizable:
- Peukert y química: en baterías de plomo-ácido, la energía disponible disminuye con descargas más rápidas; otras químicas también muestran pérdidas a altos C-rate. (Más sobre Peukert en Wikipedia).
- Temperatura: a 0 °C la capacidad puede caer significativamente; a 40 °C la capacidad nominal puede ser aparente pero con mayor degradación a largo plazo.
- Eficiencia de carga/descarga: no toda la energía que se pone entra en la batería ni toda la energía almacenada se recupera.
Cálculo práctico y ejemplos
Para estimar capacidad real, siga estos pasos prácticos:
- Verificar la tasa de prueba usada por el fabricante (por ejemplo C/10, C/20).
- Ajustar por la tasa de descarga esperada: a descarga más alta, aplicar una corrección (p. ej., reducir 10–30% según la química y C-rate).
- Aplicar factor por temperatura: disminuir capacidad a temperaturas bajas, aumentar pérdida por temperaturas extremas.
- Tener en cuenta la salud de la batería: restar un porcentaje por envejecimiento si no es nueva.
Ejemplo rápido: una batería nominal de 100 Ah (C/20) usada a C/5 con baja temperatura y 2 años de uso puede entregar aproximadamente 60–80 Ah dependiendo de la química y mantenimiento. Estas cifras son aproximadas; la medición directa bajo condiciones esperadas es la única forma de confirmar la capacidad real.
Mejores prácticas para estimar y prolongar la capacidad real
- Consultar la hoja de datos para condiciones de prueba y curvas de descarga.
- Realizar pruebas de capacidad en el entorno de uso (pruebas de descarga controlada).
- Evitar descargas profundas frecuentes y mantener rangos de carga recomendados por el fabricante.
- Controlar temperatura y utilizar sistemas de gestión de baterías (BMS) cuando corresponda.
- Inspeccionar y reemplazar según el ciclo de vida útil previsto para mantener fiabilidad.
Preguntas frecuentes (lectura extendida)
1. ¿La capacidad nominal es engañosa?
No necesariamente engañosa, pero sí limitada: indica rendimiento en condiciones estándar. Es útil para comparar productos, pero siempre debe interpretarse junto con las condiciones de prueba y las curvas de rendimiento del fabricante.
2. ¿Cómo afecta la temperatura a la capacidad real?
La temperatura cambia la cinética y la resistencia interna. En frío, la capacidad disminuye por menor movilidad iónica; en calor, la capacidad aparente puede aumentar momentáneamente pero acelera la degradación. Ajuste estimaciones según las condiciones ambientales esperadas.
3. ¿Puedo confiar en la capacidad nominal para dimensionar un sistema?
Use la capacidad nominal como punto de partida, pero aplique factores de corrección por tasa de descarga, temperatura y envejecimiento. Para dimensionamiento crítico, realice pruebas bajo carga real y considere un margen de seguridad (por ejemplo 20–30%).
Conclusión
La capacidad nominal describe el rendimiento en condiciones controladas; la capacidad real es lo que efectivamente obtendrá en operación y suele ser menor por factores como temperatura, tasa de descarga y envejecimiento. Para decisiones confiables, consulte la hoja de datos, mida en condiciones reales y aplique márgenes de seguridad. 【Ofrecemos servicios de venta al por mayor y OEM. Si está interesado en colaborar, no dude en contactarnos. Todos nuestros productos son inspeccionados manualmente al 100% antes del envío, garantizando que cada pieza cumpla con los más altos estándares de calidad.】
