De propano a eléctrico: cómo dimensionar la batería para su flota de montacargas

Una guía práctica para pasar una flota de almacén de propano a carretillas eléctricas: los beneficios del cambio y las cuatro variables que determinan qué tamaño de batería requiere el trabajo.

Por qué cambiar de propano a eléctrico

Mantenimiento. Un motor de combustión interna necesita cambios de aceite, filtros, bujías, correas, mangueras, un sistema de refrigeración y trabajos de escape. Un tren motriz eléctrico no tiene ninguno de estos componentes. Las carretillas eléctricas requieren menos servicio programado y menos reparaciones no planificadas.

Combustible. La electricidad cuesta menos que el propano por unidad de trabajo realizada. En una carretilla que opera turnos completos, la diferencia es un rubro de costo medible en el presupuesto operativo anual.

Tiempo de inactividad. Las carretillas de propano normalmente necesitan un cambio de tanque en algún momento durante un turno. Las baterías de litio se cargan durante las pausas, por lo que la carretilla permanece en servicio.

Infraestructura. No tener propano en el sitio significa que no necesita una jaula para cilindros ni un tanque a granel; no gestiona programas de entrega ni inventario de combustible. Los cargadores de carretillas elevadoras se instalan dentro del edificio usando el servicio eléctrico existente, y las mejoras a menudo son financiadas por diversos programas de electrificación de servicios públicos, estatales y federales.

Seguridad. El gas de escape de un motor propulsado por propano contiene monóxido de carbono, por lo que las flotas de propano en interiores requieren ventilación y monitoreo de CO. Las carretillas eléctricas eliminan ambos requisitos.

Sostenibilidad. Una carretilla eléctrica no produce emisiones de escape en el punto de uso, lo que mejora la calidad del aire interior y elimina una fuente directa de emisiones de la operación. Según la mezcla de la red eléctrica, también es una forma probable de reducir las emisiones de CO2 de su operación.

Ninguno de estos argumentos es nuevo. Lo que cambió es la respuesta a la siguiente pregunta.

Por qué ahora

La tecnología de plomo-ácido limita lo que podían hacer las carretillas eléctricas. Una batería de plomo-ácido tiene una densidad energética mucho menor, almacena mucha menos energía que una de iones de litio, y pierde vida útil de ciclos si se descarga regularmente por debajo del 40 % de su capacidad nominal. Las baterías de plomo-ácido no se diseñaron para igualar la capacidad energética de una carretilla elevadora de propano.

El litio LFP elimina ese límite. La batería almacena más energía, puede descargarse de forma segura hasta un 80 % de DOD, cerca de su capacidad nominal completa, acepta una carga de complemento durante una pausa y no se daña por múltiples eventos de carga parcial. Una batería cubre la carretilla durante su vida útil (o dos plazos de programas de arrendamiento de 3 años; consulte en línea esta calculadora de vida útil de la batería ).

El costo también ha cambiado. El litio era un producto premium cuando entró en este mercado. La diferencia de costo inicial frente al plomo-ácido ahora es lo suficientemente pequeña como para que los menores costos de energía y mantenimiento generalmente la cubran dentro del primer año de operación. Durante los últimos dos años, las baterías de litio se han convertido en la mejor tecnología a un precio competitivo. Esa es la definición de un nuevo estándar.

Cómo elegir el tamaño correcto de batería de litio para igualar una carretilla elevadora propulsada por propano

Una batería de tamaño insuficiente deja la carretilla fuera de servicio antes de que termine el turno, y una batería sobredimensionada agrega un gasto por capacidad que nunca se usa. Cuatro variables clave determinan el número correcto.

Energía por hora. Los fabricantes publican el consumo de energía tanto para carretillas de propano como eléctricas bajo ISO 23308, la norma internacional para medir el uso de energía en carretillas industriales. La norma define un ciclo de prueba fijo: la carretilla levanta su carga nominal, recorre una distancia establecida, baja la carga y repite ese ciclo un número establecido de veces por hora. Debido a que ambas carretillas ejecutan el ciclo idéntico bajo las mismas condiciones, una carretilla de propano y una carretilla eléctrica de la misma capacidad nominal pueden compararse directamente. Según las especificaciones OEM anunciadas, un galón de propano realiza el mismo trabajo que aproximadamente 4.85 kWh de electricidad. Esa relación convierte la tasa de consumo de propano en la tasa de consumo horario de energía eléctrica de la carretilla de reemplazo.

Horas de trabajo. Dimensione la batería según las horas del horómetro, no según la duración del turno. Una carretilla asignada a un turno de ocho horas normalmente registra de cinco a seis horas de operación. El resto es tiempo inactivo, esperas y pausas. Basamos los cálculos en el 65 % del tiempo de trabajo real. Para dimensionar una batería, parta de la duración del turno: turno de 8 horas × 0.65 = 5.2 horas de operación medida.

Antigüedad de la batería. La capacidad disminuye a lo largo de la vida de la batería. Un paquete de baterías nuevo dimensionado para cubrir un turno el día de su entrega puede quedarse corto más adelante durante su período de garantía. Dimensionar según la capacidad al final de la vida útil asegura que la carretilla funcione de manera confiable durante el turno completo durante todo el plazo de servicio.

Condiciones de operación. El frío reduce tanto la capacidad disponible de una batería como la velocidad a la que acepta carga, por lo que las carretillas que trabajan en almacenes refrigerados, muelles abiertos o patios exteriores en climas fríos necesitan agregar otro 15 % a su capacidad de batería. La pendiente de las rampas y los accesorios hidráulicos aumentan aún más la demanda. Las pinzas, rotadores y empujadores consumen energía en cada ciclo, y una carretilla que sube una rampa usa más energía por viaje que una que trabaja en un piso nivelado.

Las cifras de conversión

Cada fila a continuación empareja una carretilla de propano y una carretilla eléctrica de idéntica capacidad nominal del mismo fabricante de carretillas elevadoras bajo ISO 23308, la norma internacional para medir el consumo de energía de las carretillas industriales.

Ejemplo: capacidad de carga de 5K lb, carretilla elevadora eléctrica de asiento de 80 V, planificada para 5.2 horas de operación medida, y capacidad de batería garantizada al final de la vida útil del 70 %.

5.2 horas × 6.3 kWh/h (línea 2 de la tabla anterior) = 32.8 kWh por día
32.8 kWh ÷ 0.70 de capacidad al final de la vida útil × 1,000 ÷ 80 V = 585 Ah, redondear a 600 Ah.

Haga sus propios cálculos

Nuestra calculadora en línea convierte estas cuatro variables en una especificación de batería. Ingrese la capacidad nominal de la carretilla y la duración del turno, y devuelve el tamaño de batería requerido en kWh y la clasificación equivalente en amperios-hora a la tensión de su carretilla.

También estima el costo anual de energía antes y después del cambio. Los precios del propano y la electricidad están predeterminados con los promedios de California, así que reemplácelos con sus propias tarifas para una comparación precisa.

De propano a litio: Calculadora de dimensionamiento de batería para carretillas elevadoras

Los resultados son estimaciones. Los accesorios, la pendiente de la rampa, la distancia de recorrido y la configuración de carga afectan el número final, por lo que siempre es mejor recopilar datos reales sobre el uso de energía para dimensionar una batería de litio que alimente de manera confiable sus carretillas elevadoras en cualquier día de operación.