Baterías

Introducción

En este apartado se tratarán la selección y el diseño del sistema secundario de alimentación. Es el sistema que almacena la energía necesaria para los periodos de eclipse, y tiene que estar a punto durante toda la misión. La batería se usa para almacenar la energía que se genera cuando el satélite GranaSAT recibe luz solar. Hay que resaltar que la batería solo se usa como fuente de energía durante períodos en los que se requiere un alto nivel de rendimiento energético o mientras que el satélite está en un periodo de eclipse. La batería del satélite ha sido construida por SAFT y está compuesta por una celda de Ion Litio. Tiene forma de prisma, por lo que se adapta fácilmente a la forma cúbica del satélite.  

Análisis y evaluación de distintas baterías para Cubesat

Antes de calcular qué capacidad necesita la batería echaremos un vistazo a los diferentes tipos de baterías disponibles y utilizados en aplicaciones espaciales.

En las páginas web de los proveedores más importantes de sistemas Cubesat encontramos: 

Proveedor Batería usada
Gomspace Lithium Ion
Clyde Space Lithium Polymer
CubeSatShop Lithium Ion
The CubeSat Cookbook Lithium Ion

La batería de Iones de Litio es la más utilizada en misiones espaciales. Pero antes de analizarla estudiaremos las baterías de Polímero de Litio para poder compararlas. 

Baterías LiPo

Los portátiles, teléfonos móviles y otros aparatos electrónicos de uso personal utilizan tecnología LiPo. Estas baterías ofrecen diversas ventajas:

Alta densidad energética

Pueden almacenar una cantidad de energía proporcionalmente mayor comparado con otras tecnologías como NiCd o NiMH.

Curva de descarga plana

Se considera que las celdas de las baterías de polímero de litio están completamente cargadas a los 4.2 voltios y descargadas a los 3.0 voltios lo cual permite una curva de descarga con pendientes pequeñas.

Baja autodescarga

Al contrario que las baterías NiMH y NiCd, las baterías de polímero de litio experimentan un grado muy bajo de autodescarga cuando no están siendo utilizadas. Esto significa que los usuarios pueden cargar totalmente sus baterías de polímero de litio un día y utilizarlas semanas después, sabiendo que seguirán estando cargadas casi por completo. 

Tasa de descarga

La tasa de descarga en función del ratio “C” puede verse en la información de los paquetes de baterías Redline.

Sin efecto memoria

Las celdas de polímero de litio no desarrollan efecto memoria al ser descargadas parcialmente y cargadas de nuevo (al contrario de lo que ocurre con las celdas de NiCd). Estas baterías pueden ser cargadas parcialmente y luego descargadas sin dañar su rendimiento, siempre y cuando se mantengan en sus parámetros de voltaje normales.

Baterías Liion

Tanto en las baterías de Iones de Litio como en las de Polímero de Litio se utiliza el mismo material químico. De esta forma, son similares en términos de capacidad, de ciclo de vida y de tiempo de duración de la batería. Sin embargo existen algunas diferencias.

En primer lugar, la composición química de las baterías de Polímero de Litio se diferencia de las de Iones de Litio en el tipo de electrolitos utilizados (una película de plástico que no conduce la electricidad pero permite el intercambio de iones). Como resultado, las baterías LiPo son más ligeras que las Li-Ion.

Sin embargo, hay una diferencia importante que resulta decisiva: las baterías Li-Ion han sido las más usadas hasta ahora en misiones de CubeSAT. Cuando se diseña una nave espacial es fundamental asegurar su funcionamiento. Por lo tanto es más importante poder confiar en la tecnología seleccionada que utilizar la más moderna y potente.

Batería recargable lithium-ion MP 176065

Una vez elegido el tipo de batería de GranaSAT-I podemos empezar a buscar un modelo apropiado para nuestra misión. Los siguientes gráficos nos muestran una comparación entre algunas baterías Li-Ion:

La batería MP 176065 de iones de litio ha sido la elegida para el proyecto GranaSAT-I. Antes de seleccionarla ha sido sometida a un gran número de pruebas para verificar su funcionamiento en el espacio.

Traducido y revisado por Felisa Sánchez Aragón

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *