TEMPO DI CARICA E SCARICA DI UNA BATTERIA

Una batteria, potrebbe essere un qualunque dispositivo che immagazzina energia per utilizzarla successivamente. La parola batteria identifica un apparato elettrochimico che converte l’energia chimica in energia elettrica, mediante l’uso di una cella galvanica.

Una cella galvanica è un sistema costituito da due elettrodi (un anodo e un catodo) e una soluzione di elettrolita. La tensione di una cella galvanica di una batteria al piombo è tipicamente di 2 Volt ed è costituita da una o più celle galvaniche.

Lo scopo delle batterie non è quello di produrre elettricità ma di accumulare o immagazzinare l’elettricità. Le reazioni chimiche all’interno delle batterie variano a seconda che l’energia elettrica venga immagazzinata o rilasciata. Nelle batterie ricaricabili come a esempio quelle al piombo, il processo può essere ripetuto più e più volte. Tipicamente le batterie non offrono un’efficienza del 100% ma si attesta su valori inferiori. Questo significa che un po’ di energia viene persa sotto forma di calore durante le reazioni chimiche di carica e scarica.

TEMPO DI CARICA DI UNA BATTERIA

Per calcolare il tempo di carica di una batteria si deve tenere conto dell’efficienza, che in una normale batteria a liquido è di circa dell’80%. Per cui se scarichiamo 100 Ah ne dovremo caricare 120 per poter estrarre nuovamente 100 Ah. Le batterie a Gel o AGM hanno un’efficienza più alta dall’85% al 90%, quindi ci sono meno perdite e il tempo di carica è inferiore. Nelle batterie agli Ioni di Litio l’efficienza è del 95%.

Un altro fattore da tenere presente che quando si calcola il tempo di carica l’ultimo 20% del processo (dall’80% al 100%) richiede circa 4 ore per le batterie a liquido, Gel, e AGM (non vale per le batterie al Litio).

Nella seconda fase, chiamata Absorption, è il tipo di batteria che determina la quantità di corrente assorbita indipendentemente dal caricabatteria (anche questo non vale per le batterie al Litio).

TENSIONE DI CARICA

Per le batterie al Gel (2, 12 Volt) o AGM (6, 12 Volt) si deve utilizzare per la carica una tensione di 14,25 Volt per impianti a 12 Volt e 28,5 Volt per impianti a 24 Volt. La fase di Absorption è seguita dalla fase di Float che riduce la tensione a 13,8 Volt per il 12 Volt e 27,6 Volt per impianti a 24 Volt (dati riferiti a una temperatura di 25°C).

Per batterie a piombo liquido, la tensione di Absorption è 14,25 Volt per il 12 Volt e 28,5 Volt per impianti a 24 Volt. La tensione di Float per questo tipo di batterie è 13,25 Volt per sistemi a 12 Volt e 26,6 Volt per impianti a 24 Volt. Anche questi dati sono riferiti a 25 °C.

Le batterie agli Ioni di Litio sono caricate con una tensione di Absorption pari a 14,25 Volt per il 12 Volt e 28,5 Volt per impianti a 24 Volt. La tensione di Float è rispettivamente 13,5 Volt e 27 Volt per impianti a 12 Volt e 24 Volt.

CORRENTE DI CARICA

Come regola generale per la carica delle batterie al Gel o AGM la corrente minima deve essere tra il 15 e il 25 % della capacità della batteria. Se durante la carica continuiamo ad alimentare le utenze collegate il consumo deve essere aggiunto. Il che significa che se avessimo un banco di batterie da 400 Ah e sono collegate utenze che assorbono 10 ampere, il caricabatteria deve erogare tra i 70 e i 90 A per poter caricare le batterie in un tempo ragionevole.

La massima corrente di carica è il 50 % per batterie al Gel e il 30 % per batterei AGM. Le batterie agli Ioni di Lito possono sopportare correnti molto più alte, ma si raccomanda una corrente di carica massima pari al 30 % della capacità. Per una batteria da 180 Ah, per esempio, significa che la carica massima consigliata è di 60 ampere.

FORMULA PER IL CALCOLO DEL TEMPO DI CARICA DI UNA BATTERIA

PER BATTERIE GEL O AGM

LT=(Co*Eff./AI-Ab)+4h

PER BATTERIE AL LITIO

LT=(Co*Eff./AI-Ab)

LT= Tempo di carica

Co= Capacità prelevata dalla batteria

Eff.= Efficienza: 1,1 per batterie al Gel; 1,15 per AGM; 1,2 per batterie al liquido.

AI= Corrente del caricabatterie

Ab= Consumo degli apparati durante la carica

Un calcolo approssimativo ed empirico potrebbe essere a esempio: se dobbiamo caricare una batteria da 800 Ah dovremmo fornire 800 A per un’ora, 400 per due ore e via di seguito, e alla fine il prodotto della corrente (A) per il tempo deve essere 800. Ma per non danneggiarla, la corrente deve essere, come visto in precedenza, circa il 25% della capacità: per cui 200 A, e il tempo di carica sarà: 800/200=4 ore

TEMPO DI SCARICA DI UNA BATTERIA

In quanto tempo si scarica la batteria quando i pannelli solari non forniscono energia ? Tenendo conto che si deve scaricare solo del 50% o 80%, si può ipotizzare che avendo a disposizione 800 Ah e se questi li dividiamo per la corrente assorbita dagli apparati, che è stimata in 65 Ampere, si avrà che: t= Ah/I= 800 Ah/65A12,30 

Il numero decimale 30 non sono minuti ma centesimi di ora, per cui dovremo dividere 60/100 e moltiplicarlo per 30.

Minuti= (60/100) x 30= 18

Perciò il tempo di scarica sarà di 12 ore e 18 minuti. 

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