Come sono classificate le batterie al piombo?
Ci sono molte tipologie di batterie al piombo, come tanti sono gli utilizzi che si possono fare di questi dispositivi ed è possibile classificare le batterie in base a differenti aspetti costruttivi o al modo in cui sono impiegate.
Le 2 principali categorie che riguardano il modo di utilizzo sono:
- BATTERIE DA AVVIAMENTO, capaci di dare elevati spunti di corrente ma che non sono idonee a fare cicli di carica e scarica; sono utilizzate normalmente nelle automobili per l'avviamento e i servizi (solitamente sono del tipo a vaso aperto, richiedono un periodico rabbocco di acqua distillata);
- BATTERIE PER USO CICLICO (o anche dette a scarica lenta) non possono sostenere grossi spunti ma tollerano meglio i cicli di carica e scarica anche profondi (Nota: si considera scarica profonda una scarica che supera la metà della capacità della batteria). Le batterie per uso a ciclico sono utilizzate comunemente all'interno di veicoli elettrici, golf cart, dispositivi di mobilità elettrica e in sistemi di accumulo di energia solare. Possono essere sia di tipo ermetico (sigillate) che a vaso aperto.
Qual'è il significato dei termini VRLA, AGM e GEL?
VRLA è l'acronimo inglese di Valve-Regulated Lead Acid = Piombo-Acido controllate da valvola ossia indica tutte le batterie di tipo ermetico (sia AGM che GEL) che hanno una struttura sigillata, con una valvola di sicurezza che evita eventuali problemi in caso di aumento della pressione interna per guasti. Questa soluzione tecnica consente notevoli vantaggi nell'uso della batteria rispetto alle batterie a vaso aperto, in quanto non necessitano di manutenzione (rabbocco) e possono essere montate in tutte le posizioni.
AGM è l'acronimo inglese di Absorbed Glass Matter = Assorbito in Lana di Vetroossia vuol dire che nella batteria l'acido liquido non è "libero" come nelle batterie a vaso aperto, ma appunto assorbito in una "spugna" fatta di lana di vetro.
GEL indica batterie molto simili come struttura e caratteristiche alle AGM solo che l'elettrolita è gelificato, ossia è intrappolato in uno stato di gelatina.
Qual è la differenza tra "uso ciclico" e "uso tampone o stand-by"?
Con USO CICLICO si intende un utilizzo della batteria come fonte di energia primaria che quindi viene costantemente caricata e scaricata... ciclicamente. Esempi tipici di batterie ad uso ciclico sono quelle usate per i veicoli elettrici come auto elettriche, bici e moto elettriche, carrozzelle per disabili, muletti per movimentazione di carichi, banchi di accumulo per sistemi solari.
Con il termine USO STAND-BY O TAMPONE si definisce un utilizzo della batteria come fonte secondaria, ossia di riserva di potenza (quando manca la fonte principale, tipicamente la rete elettrica).
Applicazioni stand-by richiedono una ricarica costante di mantenimento con eventi di scarica occasionale: esempio tipico di tale utilizzo sono i gruppi di continuità.
[sono sostanzialmente sempre sotto carica di mantenimento, tranne per alcune ore in cui effettuano l'intervento di backup. Per avere un'idea, nelle applicazioni tipiche in Europa in un anno (= 365giorni = 8760 ore= un UPS sta sotto carica di mantenimento 8700 ore mentre interviene come backup per solo 60 ore all'anno o meno]
Come è possibile controllare lo stato di una batteria?
Non è semplice capire lo stato di una batteria. Per le batterie a vaso aperto è possibile analizzare la percentuale di acido solforico disciolta nell'elettrolita. Esami normale regolari della batteria possono interpretare le irregolarità all'interno delle batterie stesse, ma anche dei sistemi di ricarica. Il metodo utilizzato per esaminare l'elettrochimica della batteria avviene attraverso l'ispezione degli elettroliti all'interno della cella.
Per le batterie sigillate invece, non potendo fare analisi sull'elettrolita, è necessario procedere ad una serie di misure di tensione durante una ciclo di scarica a corrente costante da confrontare con la tabella di scarica originale, presente sulla scheda tecnica.
Quale sono i principali fattori che determinano la vita utile di una batteria?
Diversi fattori determinano la vita di una batteria al piombo: pertanto due batterie identiche possono avere una vita utile totalmente differente in base alla modalità di utilizzo e all'ambiente di utilizzo (temperatura) e alla accuratezza della ricarica.
I principali fattori che determinano la vita della batteria sono:
1. tipologia di utilizzo (uso ciclico o uso stand-by)
Dal punto di vista dell'usura della batteria, l'uso stand-by è chiaramente molto meno gravoso di quello ciclico per cui mentre una batteria in uso stand-by, se funzionante a temperatura controllata (25°C) può raggiungere la vita di progetto (5 o 10 anni, a seconda delle tipologie), in caso di uso ciclico invece la vita utile si misura in numero di cicli e decresce velocemente con la profondità di scarica (tale parametro è spesso chiamato DoD = Depth of Discharge):
DoD 30% ---> 500 cicli
DoD 40% ---> 400 cicli
DoD 50% ---> 300 cicli
Maggiore è la profondità di scarica e minore saranno i cicli che si potranno fare.
2. profondità di scarica
Durante la fase di scarica lo zolfo che in condizione di carica è disciolto nell'elettrolita (acido solforico) si deposita progressivamente sulle piastre di piombo, formando uno strato di solfato di piombo di spessore sempre maggiore via via che la scarica procede. Con la scarica profonda, superiore al 50% della capacità della batteria, tale processo raggiunge livelli di intensità tanto elevati da non essere più reversibile al 100%.
3. tempo di permanenza in condizioni di scarica
Se alla fine di una fase di scarica la batteria al piombo non viene TEMPESTIVAMENTE RICARICATA, il solfato di piombo che si forma sulle piastre tende a cristallizzarsi e indurirsi rendendo moolto difficile il processo inverso (ricarica) attraverso il quale lo zolfo dovrebbe staccarsi dalle piastre di piombo e tornare a sciogliersi nell'elettrolita. Per questa ragione è fondamentale ricaricare le batterie appena possibile.
4. temperatura di esercizio / stoccaggio
La temperatura di esercizio è un paramentro fondamentale in quanto la batteria dimezza la sua vita attesa ogni aumento di 10° C rispetto ai 25° C di riferimento: ad esempio una batteria con vita attesa 5 anni (a 25°C, se lavora in ambienti molto caldi es. 45°C avrà una vita attesa di circa 1/4 di quella di progetto circa pari a 1 anno o poco più)
5. bontà del sistema di ricarica
Molto importante per garantire una lunga vita delle batterie è avare un sistema di ricarica (caricabatterie) preciso ed efficiace nella gestione delle tensioni e delle correnti da fornire alla batteria durante il processo di ricarica. Molto importante è la correzione dei livelli di tensione in base alla temperatura.
Un eccesso di carica può danneggiare la batteria?
La sovraccarica di una batterie è un elemento decisamente dannoso per la vita della batteria. In generale tale problema si può presentare solo se il caricabatterie sbaglia il ciclo di ricarica; tale errore pu dipendere da diversi fattori:
1. errata programmazione da parte dell'utente
2. si ritiene che la caricabatterie è "automatico", questo non è il caso e questo potrebbe causare la distruzione al funzionamento della caricabatterie. I circuiti automatici all'interno del caricabatterie sono sensibili ad una serie di fattori, che possono includere: il calore, il contatto diretto con la luce solare e di contatto diretta e indiretta con influenze elettromagnetiche, che possono fallire o spostare la calibrazione del caricabatterie. Se falliscono, il sovraccarico può influenzare la vita di una batteria. Durante una sovracarica, le correnti all'interno di una batteria possono essere spostati causando l'ossidazione, quindi rimuovere l'acqua dagli elettroliti all'interno della batteria. Una volta rimosso, questo non è più attivo all'interno della batteria questo allora renderà farà la batteria diventare inattiva.
Le batterie sigillate non sono esenti dal problema dell'eccesso di carica: se la batteria viene sovraccaricata Purtroppo una volta che l'umidità viene rimossa dalla batteria, non è possibile sostituire il liquido perso. Sezioni della batteria possono subire danni attraverso sovraccarico questo significa che la sezione non danneggiata di qualsiasi puoi essere usata e riciclata, se individuata in tempo. Se si verifica il sovraccarico, correggere immediatamente.
La scarica profonda danneggia le batterie?
Sì l'eccesso di scarica danneggia significativamente la batteria. Tale problema dipende da un utilizzo errato ossia dal fatto di scaricare la batteria fino a quando l'apparecchio che si alimenta non funziona più. pu essere un problema che può provenire da insufficiente capacità della batteria che può causare la batteria da sovraccarichi di lavoro. La scarica superiore alla metà della capacità di una battera può accorciare significamente la vita di una batteria tanto più se dopo tale scarica la batteria resta per diversi giorni in questo stato di scarica completa. Questo problema viene chiamato solfatazione (deposito permanente del solfato di piomob sulle piastre della batteria).
La solfatazione si ha quando lo zolfo disciolto nell' elettrolito (acido solforico) all'interno della batteria, durante la fase di scarica, si deposita sulle piastre formando un composto chiamato solfato di piombo. Se questa condizione non viene tempestivamente tramite una RICARICA IMMEDIATA E COMPLETA può diventare permante, ossia il solfato di piombo si cristallizza e si indurisce e non consente ulteriori cicli di ricarica. Nelle batterie a vaso aperto tale situazione si verifica facilmente analizzando l'elettrolita: se il peso specifico è basso significa che lo zolfo inizialmente disciolto è depositato sulle piastre.
E' possibile recuperare una batteria solfatata?
La solfatazione è una condizione della batteria difficilmente reversibile. La possibilità di recuperare una batteria solfatata dipende da due fattori:
1. tipologia costruttuiva delle piastre di piombo
2. tempo di permanenza in condizione di solfatazione
A volte - ma non sempre - è possibile recuperare una batteria solfatata tramite un desolfatatore può essere rimossa utilizzando un vero e proprio desolfatazione carica con caricabatterie manuale. Per ottenere questo risultato le batterie ad acido libero devono avere un particolare ciclo di ricarica all'interno dei parametri da 6 a 10 ampere a 2,5 volt per cella. Per le batterie ermetiche AGM che sono sigillate gli elementi devono essere portati fino a 2,35 volt e poi scaricati in un tasso di 1,75 volt per cella. Questo ciclo deve essere ripetuto più volte fino a quando la capacità della batteria non torna a livelli accettabili.
Oltre alla desolfatazione di recupero, sono presenti sul mercato dei desolfatatori "preventivi" ossia piccoli dispositivi che montati su batterie nuove, tendono a limitare il deposito di zolfo sulle piastre. Questi dispositivi non servono quindi a recuperare una batteria solfatata ma a ritardare il processo stesso, inviando sulle piastre degli impulsi che contrastano il deposito di zolfo sulle piastre di piombo.
Le batterie al piombo sono affette da "effetto memoria"?
No, le batterie al piombo NON soffrono di problemi di memoria tipico delle le batterie NiCd.
Quali sono i diffetti di produzione delle batterie che sono coperti da garanzia?
La questione della garanzia sulle batterie è articolata in quanto spesso l'utilizzatore confonde un qualsiasi "mal funzionamento" con un guasto coperto da garanzia: proviamo a chiarire.
I guasti coperti da garanzia sono guasti meccanici o elettrici interni alla batteria dovuti a difetti di produzione che compromettono la funzionalità dell'accumulatore, evento questo rarissimo, si può verificare per 1 pezzo su 10000.
Tali guasti si evidenziano normalmente entro i primi 4 o 6 mesi di vita dell'accumulatore e ne compromettono totalmente l'uso.
Oltre al guasto dovuto a difetti di produzione, ci sono tutta una serie di altri problemi che si possono riscontrare sulle batterie dopo 6 mesi-1 anno che NON SONO DOVUTI A DIFETTI DI PRODUZIONE e sono imputabili a cattivo utilizzo o alle condizioni ambienti non idonee e che chiaramente NON SONO COPERTI da garanzia(normalmente ricade in questa casistica il 99,9% delle segnalazioni). Questo perché la probabilità che ci sia un difetto di produzione di una batteria prodotta con standard qualitativi eccellenti e verificata pezzo per pezzo in fabbrica è 1000 volte inferiore alla probabilità che la batteria sia stata usata male dall'utilizzatore o in condizioni ambientali non idonee.
Batterie scaricate ciclicamente oltre il 50%, batterie lasciate inutilizzate per molti mesi, batterie tenute in ambienti non climatizzati (25°C), batterie scaricate e non immediatamente ricaricate, batterie ricaricate con caricabatterie non idonei o non professionali, sono tutte condizioni/comportamenti che fanno degradare velocemente la vita attesa dell'accumulatore, che perde la sua capacità di ricarica, anche se chiaramente non può essere considerato "difetto di produzione" coperto da garanzia.
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