Batterie al Piombo Ermetico

All'interno di un Gruppo di Continuità Statico - UPS, l'unico vero elemento deperibile è la batteria in esso contenuta ed il più delle volte trascurata.
Per quersto motivo abbiamo inserito questo capitolo che ha lo scopo di fornire alcune informazioni basilari per la corretta gestione delle batterie.

Caratteristiche elettriche

Capacità
La capacità di una batteria (Ah) viene espressa come il prodotto tra la corrente di scarica (A) e il tempo (h) trascorso fino al raggiungimento della tensione finale di scarica.
Essa varia in relazione all’intensità della corrente erogata.
La capacità nominale (C) viene convenzionalmente definita alla scarica in 20 h, con una tensione di fine scarica di 1,75V / elemento a una temperatura tra 20 / 25°C.

Effetto della Temperatura sulla Capacità

Scarica
Per evitare di ridurre la vita di una batteria, si raccomanda di non scaricarla oltre le tensioni minime indicate dal costruttore.
La scarica massima, permessa in continuo, dipende dal tipo di terminale installato sulla batteria (faston o terminale vite/bullone).
Convenzionalmente si indica come corrente di scarica massima in Ampere 6 volte la capacità della batteria.

La scarica di una batteria è una reazione elettro-chimica fra gli elettrodi (le piastre) e l’acido solforico diluito.
A correnti di scarica relativamente alte, o a basse temperature, quando la viscosità dell’acido sale e, di conseguenza, la sua diffusione nelle piastre non riesce più a seguire la scarica, la capacità diminuisce, come qui a fianco mostrato.

Autoscarica
La perdita di capacità della batteria nel tempo viene chiamata autoscarica.
Grazie all’uso di leghe al Pb-Ca questo effetto, dovuto alla solfatazione delle piastre, è stato notevolmente ridotto.
Pertanto, le batterie possono essere immagazzinate a lungo o utilizzate soltanto occasionalmente.

In condizioni normali, a una temperatura di circa 20/25°C, l’autoscarica giornaliera è intorno a 0,1% della capacità nominale, circa 25-30% in meno delle batterie convenzionali.
Autoscarica                                                          Relazione tra l'Autoscarica e la Temperatura
La relazione fra 
autoscarica e temperatura viene qui sopra rappresentata. L’autoscarica raddoppia ad ogni 10°C di aumento della temperatura.

Tensione a circuito aperto
Nelle batterie aperte tradizionali con acido liquido e tappi di rabboccamento si può stimare la capacità residua misurando la densità dell’acido.
Visto che questo non è possibile con batterie sigillate, I’unico modo per stabilire, indicativamente la capacità residua è la tensione a circuito aperto.
Circa 24 h dopo la carica, o almeno 10 minuti dopo la scarica, si misura la tensione a circuito aperto e con l’aiuto della curva qui riportata, si ottiene una stima indicativa della capacità residua.

Capacità residua

Vita della batteria
Quando la batteria è stata usata per un lungo periodo, la capacità elettrica comincia a deteriorarsi fino al punto in cui non può più essere ripristinata dalla carica.
Questo vuol dire che la batteria ha raggiunto “i limiti di età”.

Dato che la vita della batteria dipende in gran parte dalle condizioni di utilizzo è molto difficile prevederne la durata.

I fattori principali che influiscono negativamente sulla vita della batteria sono essenzialmente:

  • Profondità di scarica
  • Quantità di sovraccarica
  • Corrente e tensione di carica
    Durante la fase di carica, una corrente iniziale elevata può generare un eccessivo calore. Di conseguenza le batterie, assemblate e non, poste in esercizio in un ambiente non ventilato si deformano (gonfiano).
    Lo stesso fenomeno può accadere quando la tensione di carica è eccessiva.
  • Temperatura ambientale
    Più la temperatura ambientale è alta, maggiore è il deterioramento della batteria in esercizio.

Vita della batteria in uso ciclicoVita delle batterie in uso ciclico
La figura qui sotto rappresenta lòa vita delle batterie in uso ciclico.
Inizialmente la capacità tende ad aumentare grazie alla completa formazione delle piastre.
Il numero di cicli diminuisce se la profondità di scarica aumenta.
Batterie di maggiore capacità potranno essere utilizzate per un tempo più lungo rispetto a batterie di capacità inferiore se applicate ad uno stesso carico.

Vita delle batterie in uso tampone
La fig. 13 presenta la vita delle batterie FIAMMGS in uso tampone. La larghezza della curva indica la tolleranza normale della capacità della batteria. Considerando che la durata dipende in gran parte dalla tensione di carica è necessario rimanere entro i limiti di 2,25 - 2,30 V/el. (+ fattore di compensazione termica).
Come si vede dalla figura, l’aumento della temperatura ambientale provoca una notevole riduzione della durata.

Vita della batteria in uso Tampone

Vita delle batterie in uso tampone
La fig. 13 presenta la vita delle batterie FIAMMGS in uso tampone. La larghezza della curva indica la tolleranza normale della capacità della batteria. Considerando che la durata dipende in gran parte dalla tensione di carica è necessario rimanere entro i limiti di 2,25 - 2,30 V/el. (+ fattore di compensazione termica).
Come si vede dalla figura, l’aumento della temperatura ambientale provoca una notevole riduzione della durata.

 

 

 


Durata cicli in funzione di continue sovrascaricheVita delle batterie in sovrascarica

La vita di una batteria si riduce notevolmente se essa viene scaricata troppo profondamente o se viene immagazzinata scarica.

Il grafico rappresenta la relazione fra il numero di sovrascariche e la percentuale della capacità nominale ottenibile dopo la ricarica.




Istruzioni d'uso

Montaggio e collegamento

  • Non caricare mai le batterie in un contenitore ermeticamente chiuso.
  • Fissare bene la batteria proteggendola da vibrazioni e urti.
  • Se la batteria viene installata in un armadio fissarla bene al livello più basso possibile.
  • Non installare la batteria vicino a fonti di calore o eventuali fonti di scintille.
  • Differenze di temperatura tra le batterie installate sono abbastanza normali. Assicurarsi bene che la differenza tra tutte le batterie installate non ecceda 3°C.
  • Non porre a contatto con oggetti contenenti plastificanti, solventi organici o PVC morbido, perché potrebbero danneggiare il contenitore in ABS della batteria.
  • Non comprimere e/o piegare i terminali né surriscaldarli (non saldarli!).
  • È sconsigliato l’utilizzo delle batterie in posizione capovolta.
  • Installare le batterie in un ambiente fresco e ventilato.
  • Lasciare sufficiente spazio tra le batterie al fine di permettere una corretta ventilazione (possibilmente 10 mm).
  • Utilizzare sempre tutte le batterie contemporaneamente.
  • Evitare di usare le batterie in ambienti dove, per variazioni di temperatura, è possibile la formazione di condensa sulle batterie.
  • In caso di batterie messe in serie, prima collegare le batterie fra di loro e soltanto dopo collegare la serie al carico.
  • Durante il trasporto e/o immagazzinamento le batterie perdono una parte della loro capacità a causa dell’autoscarica. È necessario quindi ricaricarle bene prima del montaggio.

Stoccaggio

  • Dal momento che l’autoscarica cresce velocemente con la temperatura consigliamo di stoccare le batterie ad una temperatura compresa tra -20°C e +40°C.
  • Prima di immagazzinare la batteria separarla da ogni circuito elettrico e porla preferibilmente in un luogo fresco e asciutto.
  • Durante lo stoccaggio ricaricare la batteria almeno una volta ogni sei mesi.
  • La batteria invecchia anche durante lo stoccaggio, quindi si raccomanda di utilizzarla il più presto possibile.

Commenti generali

  • Non cortocircuitare i terminali.
  • Per pulire le batterie usare uno straccio pulito.
  • Non usare mai benzina, olio, solventi o altro, né stracci imbevuti di quanto sopra.
  • Evitare scintille o fiamme nelle vicinanze delle batterie.
  • Non tentare di aprire la batteria. Nel caso l’elettrolita (acido solforico diluito) venisse a contatto con la pelle o con gli indumenti lavare immediatamente con acqua. Se venisse a contatto con gli occhi lavarsi abbondantemente e consultare un medico.
  • Non gettare la batteria nel fuoco, potrebbe causare un’esplosione.
  • Mai usare batterie con capacità, marca o durata diverse fra loro, visto che le differenze di caratteristiche possono causare danni alla batteria ed eventualmente anche agli apparecchi in cui sono istallate.
  • A fine vita la batteria non va gettata con i rifiuti ordinari ma consegnata a smaltitori autorizzati.