En este articulo hablaremos de lo que es el depth of discharge (profundidad de descarga; DOD, por sus siglas en inglés) en una batería y porque esto es muy importante al decidir el tipo de batería que buscamos, y el cuidado requerido para maximizar su vida útil.
¿Qué es la Profundidad de Descarga (DOD)?
La Profundidad de Descarga (DOD), es una medida que nos indica cuánta capacidad de una batería se ha utilizado o descargado durante su uso. En términos simples, indica cuán profundamente se ha “agotado” o utilizado la batería. El DOD se expresa como un porcentaje y varía desde 0% (totalmente cargada) hasta 100% (totalmente descargada).
Comprendiendo el Impacto del DOD
La Profundidad de Descarga es crucial en la determinación de la vida útil y el rendimiento de una batería. Las baterías tienen un número limitado de ciclos de carga y descarga antes de comenzar a degradarse. Esta información se encuentra en los parámetros de cada batería. En general una batería de litio cuyo ciclo de carga y descarga se realiza al 80% de DOD tendrá una vida útil más larga que una cuyo ciclo es al 100% de DOD.
Por ejemplo,
- Si asumimos que ocurrirá un ciclo de carga/descarga por día, y
- Los parámetros de una batería de 1200 Wh dicen que proporciona 4000 ciclos a 80% DOD.
Significa que si utilizamos solo hasta 960 Wh cada día (que es el 80% de 1200 Wh) la batería durara (4000 ciclos ÷ 365 días del año) aproximadamente 10.95 años generando su capacidad total.
Luego de esto la batería seguirá proveyendo carga, pero con una menor capacidad (por ejemplo, de 1200 Wh totales a 1100 Wh totales; o de 960 Wh al 80% DOD a 880 Wh al 80% DOD). Y esta degradación continuara poco a poco con el paso de los años luego de esos 10.95 años.
En cambio, si utilizamos toda la carga de la batería (100% DOD) diariamente, esta podría durar solamente 5 años o menos proveyendo esta capacidad (1200 Wh) y a partir de ahí comenzará a degradarse a un ritmo más acelerado.
*** Refiriéndonos a sistemas de litio Ferrofosfato, LiFePo4.
***Para sistemas de plomo los parámetros y la disminución en vida útil al no seguir el DOD recomendado es mucho mayor.
Profundidad de Descarga Óptima
La Profundidad de Descarga óptima varía según el tipo de tecnología de batería que se utilice:
-Baterías de Plomo-Ácido:
Para las baterías de plomo-ácido tradicionales (AGM, Flooded, Gel) que se encuentran en algunos sistemas de energía solar (y otros equipos), generalmente se recomienda limitar el DOD a alrededor del 50%. La vida útil de estas baterías tiende a ser de 3 a 6 años (cerca de 1500 ciclos). Ir más allá de 50% DOD puede reducir significativamente la vida útil de la batería (más de la mitad).
Esto significa que para que una batería de plomo-acido nos dé el mayor rendimiento en capacidad solo podríamos utilizar la mitad de los Wh totales que provee.
- Ejemplo: Una batería de plomo-acido de 12V y 250 Ah tiene 3000 Wh totales de los cuales solo se recomienda utilizar 1500 Wh. Siguiendo esta recomendación la batería nos duraría 4 años aproximadamente (1500 ciclos).
De utilizar más de la mitad de la capacidad, la batería se degradaría significativamente lo cual reducirá su vida útil grandemente (dos años o menos si pasas de 50% DOD).
***Las baterías plomo-acido son especialmente susceptibles a la degradación si no se sigue el DOD recomendado
-Baterías de Iones de Litio (Li-ion):
Las baterías de iones de litio, utilizadas en la mayoría de los dispositivos electrónicos portátiles (ej. Celulares) y vehículos eléctricos, a menudo pueden soportar descargas más profundas sin afectar en gran medida su vida útil. Sin embargo, se recomienda mantener el DOD en el rango del 20% al 80% para un rendimiento y una longevidad óptimos. La vida útil de estas baterías suele varias entre 300-500 ciclos para dispositivos pequeños, a 3000-5000 ciclos en otras aplicaciones. Generalmente duran 3 veces más que las baterías de plomo-acido.
- Ejemplo: Una batería de ion de litio de 12V y 100 Ah (1200 Wh totales) tendría la mayor vida útil si se mantiene entre 960 Wh y 240 Wh durante el uso diario. Esto serian 720 Wh útiles. Sin embargo, estas baterías pueden aguantar rangos que pasen esos parámetros en ocasiones.
-Baterías de Litio Ferrofosfato (LiFePO4):
Las baterías de fosfato de hierro y litio, conocidas como LiFePO4, son conocidas por su durabilidad y pueden manejar DOD más altas, generalmente hasta el 90%, sin efectos adversos significativos. Además, tienden a superar los 4000 ciclos. Por esto se utilizan comúnmente en sistemas de almacenamiento de energía solar. Esto las hace una de las más robustas, costo efectivas y eficientes a largo plazo.
- Ejemplo: Una batería con tecnología LiFePO4 de 12V 100 Ah (1200Wh totales) a 6000 ciclos y 90% DOD nos daría 1080 Wh útiles y duraría 16.4 años.
*** Es importante recalcar que el dato de ciclos de vida útil es para obtener la capacidad optima con la mayor longevidad en una batería. Luego de esa cantidad de ciclos específica, la batería continuara proveyendo carga, pero con una menor capacidad.
Conclusión
La Profundidad de Descarga es un factor crucial que considerar al trabajar con baterías. Comprender su impacto en el rendimiento y la vida útil de la batería es fundamental para tomar decisiones informadas sobre el uso, mantenimiento y reemplazo de la batería. Al considerar eficazmente el DOD, puedes entender mejor los cambios y consecuencias que ocurrirán en tu equipo con el paso de los años. Esta información te ayudara a maximizar la longevidad y eficiencia de tus baterías, asegurando que proporcionen energía confiable para tus dispositivos y sistemas por el mayor tiempo posible.
