La batería de una RMU se dimensiona a partir de tres exigencias contrapuestas a la vez: la energía diaria de la medición multicanal y el reporte, el pulso de orden amperimétrico de una fijación GPS y una transmisión satelital, y la reserva de varios días necesaria para sobrevivir a un periodo nublado y frío en una franja de servidumbre remota. Este artículo recorre el método – la comparación de químicas, el balance energético estado por estado, el dimensionamiento de pulsos y autonomía solar, y el diseño de protección de amplio rango de temperatura que permite que un búfer de níquel-hidruro metálico proteja al protector.
La tabla animada evalúa el litio primario, un búfer NiMH cargado con energía solar, un supercondensador y el Li-ion recargable según tolerancia a ciclos diarios, corriente de pulso GPS/satelital, aceptación de carga solar, descarga en frío, seguridad en envolvente sellada y costo. El litio primario encaja en una unidad que reporta poco y sin energía solar, pero es débil en pulsos y se pasiva en frío; el supercondensador maneja el pulso pero no puede mantener días de reserva; el Li-ion almacena energía, pero necesita un BMS y conlleva riesgo térmico en una caja resistente a la intemperie y sin vigilancia; el NiMH acepta una carga solar irregular, entrega pulsos fuertes para el satélite, soporta ciclos diarios durante años y es acuoso y seguro.
Las arquitecturas defendibles son un gran pack de litio primario (con un pequeño depósito de pulsos) para sitios sin energía solar que reportan con poca frecuencia, y un panel solar más un búfer NiMH para cualquier sitio que requiera levantamientos sincronizados frecuentes, contactos satelitales o registro continuo.
Sume la carga por ciclo en cada estado: corriente de reposo durante el periodo, excitación y conversión analógicas por medición multiplicadas por las mediciones al día, corriente de fijación GPS multiplicada por el tiempo de adquisición de la fijación (previendo fijaciones más largas con señal débil), activación del relé de interrupción, y tiempo de conexión radial más transmisión multiplicado por los contactos al día – los contactos satelitales con un peso alto. Convierta a energía diaria y añada pérdidas de carga, autodescarga y un margen de fin de vida.
La segunda figura animada es la cascada de energía: medición, sincronización GPS, radio celular o satelital, relé, pérdidas de conversión, la reserva de autonomía para días nublados y la reducción de fin de vida/frío, que desemboca en la capacidad del búfer. Mostrar GPS y satélite por separado es importante porque son ellos, y no la medición analógica, los que habitualmente dominan la energía de una RMU.
El peor evento aislado es una interrupción sincronizada por GPS que coincide con una alarma satelital: receptor GPS activo, relé accionado, muestreo instant-off multicanal y luego una transmisión de orden amperimétrico. Dimensione celdas y pestañas soldadas para ese pico combinado a la temperatura más baja y al final de la vida, exigiendo que el riel se mantenga por encima del mínimo del módem satelital – el apagado del amplificador de potencia satelital por una caída de tensión es el fallo clásico de las RMU remotas.
La meseta plana y la baja resistencia del NiMH sostienen el riel del módem durante la ráfaga; un supercondensador podría ponerse en paralelo al pack para el pico mismo, pero no puede reemplazar la reserva energética de varios días, por lo que el NiMH (y no un banco de condensadores) es el búfer principal.
Dimensione el panel a partir de horas solares efectivas realistas según la latitud y la estación de la tubería – invierno, no julio – de modo que pueda reponer la carga diaria más las pérdidas y recuperar la reserva de autonomía tras un episodio nublado. Dimensione el búfer NiMH para los días de autonomía elegidos (comúnmente tres a cinco) a una profundidad de descarga de rutina moderada para proteger la vida en ciclos diarios. Un gestor de carga reduce o detiene la carga cerca de 45 °C y evita la sobrecarga, y un bloqueo de carga a baja temperatura protege las celdas en amaneceres helados.
El NiMH de baja autodescarga tolera el patrón de carga parcial e irregular resultante y mantiene su reserva sin la gestión de carga precisa que exige un pack de litio en una envolvente remota sellada y de bajo costo.
Las franjas de servidumbre de las tuberías van de desiertos a llanuras heladas, por lo que debe diseñarse para una amplia extensión: reducir la capacidad en frío, limitar la carga en frío y proteger del calor estival dentro de una envolvente sellada resistente a la intempérie. Celdas soldadas, un fusible, una NTC, un recubrimiento conformado y una disposición favorable al venteo sobreviven a la condensación y los ciclos térmicos; para los sitios más severos elija celdas clasificadas para amplio rango de temperatura y mantenga el pack protegido del sol directo dentro de la envolvente.
En las estaciones de rectificador alimentadas por red, el mismo pack se convierte en un UPS de DC listo para carga flotante, mantenido con una corriente de mantenimiento suave (a C/20 o por debajo), listo para superar un corte de corriente alterna y seguir registrando y alarmando los parámetros de PC.
Registre el calendario de canales y mediciones, la frecuencia de sincronización GPS, el tipo de radio y la corriente pico, los días de autonomía solar y la reducción por temperatura. Un sitio verdaderamente inaccesible y sin energía solar con reporte mensual puede seguir siendo un diseño de litio primario; cualquier sitio que necesite levantamientos sincronizados frecuentes, ráfagas satelitales o tendencias continuas está mejor servido con energía solar más un búfer NiMH. El artículo C valida el diseño frente a las normas de PC, los ensayos ambientales y las evidencias de las celdas.
Weijiang Power fabrica celdas selladas de níquel-hidruro metálico y packs búfer compatibles con energía solar para unidades de monitoreo remoto de protección catódica y telemetría de tuberías. Envíenos su número de canales analógicos, su perfil de radio celular o satelital, su requisito de sincronización GPS, el tamaño del panel solar y el rango de temperatura del sitio remoto, y nuestros ingenieros diseñarán un búfer NiMH soldado de amplio rango de temperatura con gestión de carga y protección. Vea los formatos en la página de productos.
