Liberación de hidrógeno
Cuando el voltaje de la celda de la batería alcanza los 2,35 VPC, comienza la mayor parte de la gasificación. En este punto, aproximadamente la mitad de la energía eléctrica hace que el agua se descomponga en hidrógeno y oxígeno gaseoso. Si sabemos cuánta energía adicional se requiere para cargar completamente la batería, entonces sabremos cuánta energía hay disponible para crear gas hidrógeno. Generalmente se acepta que esto es del 20% o, para una batería de 100 AH, se requerirá una entrada eléctrica de 120 AH. No todo este exceso se utiliza para crear hidrógeno, parte se disipa en forma de calor, pero por simplicidad se supone que toda la energía adicional se utiliza para crear gas. Mediante cálculos podemos demostrar que 1 AH de sobrecarga producirá de hecho 0,42 litros de gas hidrógeno POR CELDA DE BATERÍA. Además por cada volumen de hidrógeno se produce ½ volumen de oxígeno. Esto debe tenerse en cuenta porque para eliminar el hidrógeno también se debe eliminar el oxígeno.
Para nuestro ejemplo, considere un 100AH 6V (3 celdas), tendríamos:
20 AH x 0,42 L H2 (/ celda AH) x 3 celdas = 25,2 L de hidrógeno o
Un volumen total de gas de:
25,2 + 25,2/2 = 37,8 L para incluir el oxígeno. 37,8 litros de gas por cada 100 AH de capacidad o 12,6 litros por celda por 100AH
Por ejemplo, si diseña un banco de 48 V 1000 AH con conexiones en serie, 24 celdas en total:
Gasificación = # de celdas x 12.6L x CAP (tasa de 20 horas) / 100 o 24 celdas x 12.6L/AH x 1000 AH/ 100AH = 3024L
Nota: Si tienes conexiones paralelas debes utilizar el número total de celdas. Si lo anterior fueran dos cadenas paralelas, entonces sería necesario duplicarlo.
Algunos controladores de carga ofrecen un punto de ajuste de voltaje del ventilador de ventilación que activa el sistema de ventilación durante cargas/ecualizaciones intensas. Muchos instaladores configuran esto en 2,25 vpc. Consulte las especificaciones del fabricante.
Carga de gas y ventilación
Una vez que se conoce el volumen, es necesario conocer la carga para poder ventilar adecuadamente la caja o el área. Se puede demostrar que lo más rápido que se puede cargar una batería sin dañarla permanentemente es 5 horas. El gaseo ocurre en el último 20% de la carga o en 1 hora (60 minutos). La formación de gases se produce a un ritmo constante durante esta hora y se puede suponer que es constante. Para un 100AH 6V tenemos:
37,8 L o 1,33 pies^3 de gasificación.
Para eliminarlo tan rápido como se produce, el área debe evacuarse al menos esa cantidad (1,33 pies^3 por hora o 1,33/60 min = 0,022 pies cúbicos estándar por minuto). Para una gasificación de 100 AH 6V 0,022 SCFM.
Límites de explosiones de hidrógeno y sistemas de ventilación
El hidrógeno es explosivo en concentraciones superiores al 4%. Los sistemas de ventilación, a los efectos de este boletín, pueden agruparse en dos tipos. La primera es una caja de baterías estrecha y la otra es una habitación grande. La caja hermética de la batería se puede ventilar usando un soplador a prueba de explosiones que succionará aire a través de la caja. Si se utiliza un factor de seguridad del 25%, entonces el tamaño del soplador se puede dimensionar según la carga de gas. Hay ventiladores a prueba de explosiones, como www.zephyrvent.com, que tienen un precio muy razonable, son a prueba de explosiones y se encienden cuando las baterías comienzan a gastar gas. Si la habitación es grande, el hidrógeno y el oxígeno se disiparán y se mezclarán con el aire. Esto significa que se debe evacuar más gas. Los métodos y cálculos utilizados están fuera del alcance de este boletín. Debe recordarse que al controlar el voltaje de la celda, la formación de gases se puede reducir en gran medida, donde la ventilación puede ser simplemente a la atmósfera a través de un respiradero estático o “chimenea”. Normalmente esto es suficiente para sistemas pequeños.