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LIBRI E ARTICOLI
2.2.1. Batterie, tecnologia dryfit
Le batterie all'acido più convenienti e sicure sono le batterie sigillate VRLA (Valve Regulated Lead Acid) assolutamente esenti da manutenzione, prodotte utilizzando la tecnologia “dryfit”. L'elettrolito in queste batterie è in uno stato gelatinoso. Ciò garantisce l'affidabilità delle batterie e la sicurezza del loro funzionamento. Caratteristiche tecniche delle batterie "DRYFIT". A seconda della modalità operativa prevista, si consigliano due tipi di batterie: “dryfit” A400 - per la modalità buffer e A500 - per la modalità buffer + ciclo. Queste batterie sono prodotte dall'azienda tedesca Sonnenschein, parte del gruppo di produttori europei "CEAC", e sono caratterizzate dai seguenti vantaggi: assolutamente esenti da manutenzione per tutta la loro durata di vita; lunga durata (con ritenzione della capacità residua dell'80%); Classificazione Eurobat - Alte prestazioni; tecnologia "dryfit": l'elettrolita viene fissato in uno stato gelatinoso; piastre di distribuzione del tipo a blocco; bassissima emissione di gas grazie al sistema di ricombinazione interna; capacità di ripristinare rapidamente la capacità; Le batterie “dryfit” non sono merci pericolose per il trasporto aereo, stradale e ferroviario (secondo IATA); autoscarica molto bassa: anche dopo 2 anni di stoccaggio (a 20oC) non è necessaria alcuna ricarica prima della messa in servizio; è consentita la ricarica; resistente alle scariche profonde secondo DIN 43539 parte 5; range di capacità: da 5,5 a 180 Ah per A 400 e da 2,0 a 115 Ah per A500; le batterie vengono accettate per il riciclaggio da Sonnenschein, poiché contengono molti materiali preziosi; avere un certificato delle Poste Federali tedesche, TL 6140-3003; rispettare la norma VDE 0108 parte 1 per l'alimentazione di emergenza. Le batterie A500 sono più universali e hanno un design sequenziale e sono progettate per la modalità mista - "buffer + ciclo". Hanno caratteristiche di autoscarica molto migliorate grazie ai cambiamenti nel design delle lattine e nella composizione dell'elettrolita. Sono conformi alle seguenti norme: DIN, BS, IES e hanno anche l'approvazione VdS. Il simbolo delle batterie "dryfit" contiene: la prima lettera e i tre numeri che la seguono - il tipo di batteria; i numeri successivi indicano la capacità nominale, Ah; le ultime lettere indicano il tipo di terminale della batteria (secondo DIN 72311 le correnti di scarica massime si ottengono solo utilizzando un contatto standard). Tecnica di ricarica della batteria "DRYFIT". Una batteria viene caricata se ad essa viene applicato un potenziale che supera la sua tensione operativa. La corrente di carica della batteria è proporzionale alla differenza tra la tensione applicata e la tensione a circuito aperto. La tensione della batteria aumenta durante la carica fino all'inizio dell'elettrolisi. Allo stesso tempo, l’efficienza di carica diminuisce e la tensione ai terminali della batteria aumenta al diminuire della velocità di carica. La velocità di ricarica di una batteria può essere definita in termini di capacità. Se la capacità della batteria C viene caricata nel tempo t, la velocità di carica è determinata dal rapporto C/t. Una batteria con capacità di 100 Ah, se scaricata ad una velocità di C/5, si scaricherà completamente in 5 ore, mentre la corrente di scarica sarà di 100/5, ovvero 20 A. Se la batteria viene caricata ad una velocità di C/10, la sua corrente di carica sarà pari a 100/10, ovvero 10 A. La velocità di ricarica può essere stimata in tempi di ciclo. Quindi, se la batteria si carica in 5 ore, si dice che abbia un ciclo di 5 ore. Dopo che la batteria è completamente carica, l'ulteriore continuazione della carica provoca il rilascio di gas (si verifica un "sovraccarico"). Nelle batterie classiche, durante il processo di ricarica, viene rimossa l'acqua e l'elettrolito viene nebulizzato liberando gas. Una parte dell'elettrolita viene spruzzata attraverso i fori di ventilazione, ad es. si perde. Quando si aggiunge acqua all'elettrolito, la sua concentrazione diminuisce e le prestazioni della batteria peggiorano. Nelle batterie prodotte utilizzando la tecnologia "dryfit", le reazioni degli elettrodi avvengono con la partecipazione dell'elettrolita. La composizione dell'elettrolita non cambia durante la carica o la scarica. Pertanto, l'elettrolita è progettato in modo che la generazione di ossigeno durante il processo di carica sia compensata da altre reazioni chimiche, mantenendo condizioni di equilibrio in cui la batteria può essere caricata a lungo senza perdita di acqua. Questo è di fondamentale importanza per le batterie sigillate. La tensione di carica delle batterie A400 per la modalità di carica fluttuante deve essere compresa tra 2,3 V e 2,23 V/cella. Quando si caricano batterie da 12 V composte da 6 elementi (lattine), questa cifra viene moltiplicata per 6, cioè La tensione di carica per una batteria da 12 V dovrebbe essere compresa tra 13,8 V e 13,38 V. Per batterie da 6 volt il numero di elementi è 3, per 4 - 2 e per 2 volt - 1. Quando la temperatura cambia, la tensione di carica deve essere regolata. In questo caso, la tensione di carica può variare da 2,15 V/cella a 2,55 V/cella quando la temperatura cambia da -30oC a +50oC. In modalità buffer, la tensione di carica a 20°C dovrebbe essere compresa tra 2,3 e 2,35 V/cella. La fluttuazione della tensione non deve superare i 30 mV/cella. Quando la tensione di carica è superiore a 2,4 V, la corrente di carica deve essere limitata a 0,5 A per Ah per due modalità. È possibile un addebito compensativo per le modalità di funzionamento ciclico e buffer. Per le batterie A400, la tensione di carica massima è 2,3 V/cella e per A500 - 2,4 V/cella. Per le batterie A500 sono possibili due modalità: buffer e ciclica. Nella modalità di carica ciclica, la tensione di carica deve essere maggiore rispetto alla modalità buffer per aumentare il tempo tra i cicli di carica. Tecnica di scarica della batteria "DRYFIT". Le batterie prodotte con la tecnologia "dryfit" sono poco sensibili alle condizioni di scarica. Inoltre la capacità è insensibile anche a velocità di scarica inferiori a C/10. Con scariche più intense la capacità diminuisce all'aumentare della velocità di scarica, ma non in modo così drammatico come nel caso delle batterie realizzate con tecnologia tradizionale. Pertanto è sufficiente che il produttore fornisca un numero relativamente limitato di curve di scarica tipiche. Data la capacità specificata della batteria, la velocità di scarica viene scelta su un valore basso (ad esempio, C/10) per massimizzare la capacità della cella. Alle alte velocità la scarica è infatti limitata perché, a causa della resistenza interna della batteria, la tensione scende al di sotto della tensione di interruzione (la tensione di interruzione è la tensione minima alla quale la batteria è in grado di fornire energia utile in determinate condizioni). condizioni). Ciò avviene prima che l’energia elettrochimica inizi ad “esaurirsi”. Tuttavia, riducendo la corrente di scarica si riduce la caduta di tensione IxR all'interno della cella, mentre la tensione della cella aumenta rispetto alla tensione di interruzione e la scarica continua. Quando la batteria è aperta, la potenza in uscita è zero perché la corrente è zero. Se la batteria viene cortocircuitata, la potenza erogata sarà nuovamente pari a zero, poiché la tensione è prossima allo zero, sebbene la corrente possa essere molto elevata. La tensione media dipende dalla corrente assorbita, ma non esiste una relazione lineare tra queste grandezze. La potenza massima si verifica quando la resistenza del carico è uguale alla resistenza interna della batteria. Le batterie al piombo hanno una caratteristica unica: la capacità di rilasciare idrogeno in caso di sovratensione e ossigeno quando la tensione della batteria al piombo si avvicina al valore caratteristico di una carica completa e si verifica un aumento significativo della tensione, necessario per il passaggio della corrente di carica l'elettrolita. Se la tensione che guida la corrente di carica è fissa e sufficientemente alta da caricare gli elettrodi, ma non così alta da causare degassamento, la tensione della cella aumenterà fino a raggiungere la tensione della fonte di carica. Nelle batterie realizzate con la tecnologia "dryfit", ogni contenitore è chiuso con una valvola che impedisce la penetrazione dell'ossigeno dall'esterno. Quando c'è una sovrappressione interna, la valvola si apre e poi chiude nuovamente la lattina. Le batterie non devono essere collocate in aree sigillate. È consentita l'installazione in qualsiasi posizione. Quando si installano permanentemente batterie a secco in locali, armadi e contenitori, è necessario rispettare i requisiti della norma VDE 0510, assicurandosi che le valvole siano in alto e non coperte da nulla. La capacità massima delle batterie ricaricabili si ottiene a temperatura normale (20 °C), bassi tassi di scarica e basse tensioni di interruzione. La mobilità degli ioni e la velocità con cui interagiscono con gli elettrodi diminuiscono al diminuire della temperatura e la maggior parte delle batterie con elettroliti a base d'acqua riducono la produzione di energia rispetto a quella che possono produrre a temperatura normale. Se l'elettrolito si congela, la mobilità degli ioni può diminuire a tal punto che la batteria smette di funzionare. Quando la temperatura diminuisce, l'apparecchiatura non deve essere progettata per funzionare a basse tensioni operative. Quando la batteria viene scaricata a basse temperature, la sua resistenza interna aumenta, il che porta al rilascio di calore aggiuntivo, che in una certa misura compensa la diminuzione della temperatura ambiente. Di conseguenza, le prestazioni di una batteria sono determinate dalla sua progettazione e dalle condizioni di scarica. La resistenza interna è parte di un circuito elettrico completo. Poiché la corrente di carico scorre anche attraverso la batteria, la tensione ai terminali della batteria è in realtà la tensione prodotta dal sistema elettronico della batteria meno la caduta di tensione causata dalla corrente che lo attraversa. La maggior parte della resistenza interna della cella è creata dai materiali attivi degli elettrodi e dell'elettrolita, che cambiano con l'invecchiamento dell'elettrolita e con lo stato di carica. La resistenza interna della batteria può limitare la corrente richiesta erogata al carico. Per determinare la resistenza interna di un elemento o di una batteria, è possibile utilizzare un metodo che prevede la misurazione delle sue caratteristiche su corrente alternata (frequenza 1 KHz e superiore). Poiché molte reazioni sugli elettrodi sono reversibili, possiamo supporre che quando si misura con corrente alternata non si verificano reazioni chimiche e che l'impedenza corrisponde alla resistenza interna. Le misurazioni CA possono essere combinate con misurazioni CC. Si ritiene che una batteria ricaricabile abbia raggiunto la sua durata utile quando la sua capacità scende all'80% della capacità originale dichiarata. In questo caso una profondità di scarica del 30% corrisponde alla massima durata ciclica della batteria. Quindi, dopo due anni di stoccaggio, la batteria conserva il 50% della sua capacità. Dopo la ricarica, le batterie della serie A400 e A500 ripristinano il 100% della capacità. Hanno parametri molto migliorati (rispetto ai precedenti tipi di batterie A200 e A300) a causa dei cambiamenti nel design delle lattine e nella composizione dell'elettrolita. Durata delle batterie prodotte con la tecnologia "dryfit": A 400 8...10 anni A 500 5...6 anni Le batterie A400 e A500 sono resistenti alla scarica profonda secondo DIN 43539. Si sconsiglia l'uso di batterie più profonde o modalità di scarica morbida, che riduce la vita ciclica della batteria. Indietro (Batterie sigillate) Inoltrare (Batterie sigillate al nichel-cadmio)
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