As baterias são dispositivos destinados a acumular energia elétrica na forma de energia química, deixando a eletricidade a disposição para uso, independente de processos de geração.
Diferentemente das pilhas, as baterias possuem reversibilidade da reação química, possibilitando que a energia elétrica utilizada seja reposta em um ciclo de recarga.
As baterias são diferenciadas pela composição das substâncias ativas e também pela maneira como são construídas.
Nos dias de hoje é difícil encontrar baterias ventiladas (aquelas com tampinhas para repor água). A tecnologia desenvolveu novas ligas internas, novos compostos e estruturas que minimizam a evaporação e o desprendimento de gases do eletrólito, fazendo com que as baterias não necessitem reposição de água ao longo de toda a sua vida útil.
Os principais tipos utilizados atualmente, por representarem a melhor relação custo/benefício, são as baterias VRLA, também conhecidas como baterias seladas (apesar de não serem) e as baterias livres de manutenção, empregadas em larga escala na indústria automobilística.
Dentre as aplicações principais das baterias podemos destacar:
- Sistemas no-break.
- Equipamentos de telecomunicações.
- Sistemas de segurança.
- Repetidoras de microondas.
- Subestações elétricas.
- Equipamentos portáteis e móveis.
- Ferramentas.
- Sinalização.
- Sistemas de energia solar.
- Sistemas de TV a Cabo.
- Sistemas de iluminação de emergência.
- Equipamentos médicos.
- Partida de motores a combustão.
- Satélites.
É importante ratificar que existem baterias específicas para cada aplicação.
Num sistema no-break a utilização da bateria é radicalmente diferente do uso num veículo.
Enquanto no no-break a bateria será utilizada por um longo período de tempo com relativamente pouca densidade de corrente (sustentar o funcionamento de um computador por 15 minutos por exemplo), num automóvel, a principal utilização da bateria requer enormes densidades de corrente por baixíssimo tempo (partida do motor).
Construtivamente, o número de placas x espessura das mesmas, determina qual será o comportamento do elemento para a variável densidade de corrente.
Esta é apenas uma das muitas variações possíveis.
As baterias chumbo ácidas reguladas por válvula o VRLA (valve regulated lead acid batteries) são as mais usadas nos dias de hoje para aplicações estacionárias.
Estas baterias são conhecidas vulgarmente no mercado como “baterias seladas” visando criar uma diferenciação clara entre este produto e as então disponíveis, baterias ventiladas ou abertas.
Embora a emissão de gás seja praticamente desprezível, as baterias VRLA não são seladas ou herméticas.
Existem 2 tipos básicos da baterias VRLA:
Eletrólito absorvido em manta de fibra de vidro AGM (absorbent glass mat) e Gel.
– No primeiro tipo o eletrólito é imobilizado no interior da bateria através da absorção do mesmo em mantas de fibra de vidro microporosa.
– A bateria tipo gel emprega dióxido de sílica misturada com o eletrólito de ácido sulfurico a fim de formar um composto firme, retendo o elemento ativo em contato permanente com as placas da bateria.
Ambos os tipos citados empregam como um dos componentes principais uma válvula reguladora da pressão interna. Destinada a aliviar o excesso de hidrogênio produzido durante o processo de recarga do elemento, a válvula impede que o oxigênio da atmosfera seja admitido na reação química, o que prejudicaria o rendimento e a vida útil do dispositivo.
O gás produzido durante os ciclos de carga e descarga são recombinados no interior do elemento e retornam para a composição do eletrólito. A baixa quantidade de gás liberado por uma bateria do tipo VRLA, operando em condições normais de carga e temperatura, é completamente livre de componentes corrosivos e representa um volume quase desprezível quando comparado com baterias ventiladas.
Normalmente, as baterias do tipo VRLA podem funcionar em qualquer posição, até mesmo de ponta cabeça.
A vida útil de uma bateria do tipo VRLA de primeira linha, operando em regime de flutuação (como por exemplo nos no-breaks) é de 3 a 5 anos, podendo ser abreviada em função dos seguintes fatores principais:
- Temperatura de operação.
- Regime de recarga
- Profundidade de descarga
- Número de ciclos de carga / descarga.
As baterias livres de manutenção são baterias abertas, com eletrólito líquido, e que empregam uma nova composição química das placas e grades internas.
Uma maior proporção de cálcio na liga, diminui sensivelmente a produção de gases no interior da bateria ao mesmo tempo que combate outros aspectos indesejáveis como degradação térmica e elevada autodescarga.
Esta nova tecnologia permitiu a criação de um elemento chumbo acido que não requer reposição de água ao longo de toda a sua vida útil.
A diminuição do nível do eletrólito em condições normais de uso, acaba por se verificar ao mesmo tempo em que os componentes internos começam a perder propriedades, denotando o momento de substituição integral do componente.
As baterias livres de manutenção não são seladas. Elas dispõem de uma respiro bastante delineado e requerem operação na posição vertical a fim de evitar vazamento da solução que compõe o eletrólito.
Estes componentes são bastante mais baratos que os elementos VRLA mas em compensação, prestam serviços em aplicações estacionárias por tempo inferior devido à sua própria construção e ao fenômeno da estratificação do eletrólito.
Fonte e credibilidade: http://datalink.srv.br/artigos-tecnicos/porque-usar-baterias-vrla-em-no-break/