Le batterie

La batteria o accumulatore ha il compito di immagazzinare l'ergia prodotta dai moduli fotovoltaici per poi cederla in caso di assenza di luce (notte o maltempo).

Ci sono varie tipologie costruttive, le più note sono  al piombo-acido , GEL ed AGM. , realizzate in varie tensioni  2 , 6 e la più nota 12 V .

Non starò quì a descriverne strettamente le caratteristiche, navigando in rete troverete miriadi di  informazioni,  a me interssa trasmettervi le mie personali esperienze.

Intanto chiariamo un concetto importantissimo. Due batterie uguali, della stessa fabbrica, non sono mai identiche tra loro, ciò a causa delle naturali tolleranze costruttive e delle lievi differenze sui materiali d'origine utilizzati per la loro realizzazione.

Consci di questo stato di fatto, in caso si usassero più accumulatori nel nostro impianto, dobbiamo assolutamente acqustare accumulatori della stessa marca, tipo e capacità.

Gli accumilatori possono essere posti in serie o parallelo.
  • In serie si aumenta la tensione del sistema restando ferma la capacità. (con due batterie 12V 100Ah otteniamo 24V 100Ah)
  • In parallelo resta fissa la tensione e si incrementa la capacità (con due batterie 12V 100Ah otteniamo 12V 200Ah)
  • in serie-parallelo si incrementa tensione e capacità
Quanta energia possimo incamerare e "succhiare" da una batteria ? e per quanto tempo? .Ecco che ci sono di aiuto i due parametri che la caratterizzano: la sua tensione in Volts e la sua capacità in Ah:
Ecco la solita formuletta:
W = V x I , nel nostro caso V x Ah = W/h
con una batteria 12V 75Ah abbiamo teoricamente a disposizione 12 x 75 = 900 W/h
significa che se colleghiamo un carico da 900W possiamo utilizzarlo per una sola ora, collegamdo un carico da 300W, la batteria ce lo farà usare per 3 ore
insomma tempo di utilizzo in ore =  W/h batteria diviso potenza utilizzatore
Avvertenza !!! Quanto sopra è teorico e vi servirà in fase di calcolo del vostro impianto. Qando prelevate corrente da una batteria essa si scarica e, man mano che si scarica, la sua tensione cala e di conseguenza aumenta la corrente che essa eroga.  
Di conseguenza considerate che avete realmente a disposizione il 90% della potenza teorica i nostri 900W/h precedenti sono 810 ~820 W/h.

Quali batterie usare ?
  • piombo-acido per autotrazione (le classiche per auto) se trattate bene e facendone la dovuta manutenzione vanno bene, non sopportano però cicli profondi di scarica. Sono quindi utilizzabili con carichi leggeri quali illuminazione e piccoli elettrodomestici ( TV , radio , stero non potente ).  Hanno un problema più grosso,  le piastre sono immerse in un liquido acido che, in caso di eccessiva carica, può rilasciare idrogeno ed ossigeno, una miscela fortemente detonante sono da tenere in locale molto areato. Altra pecca soffrono il freddo ..... il liquido elettrolita puiò gelare.
  • GEL  e  AGM  sono a secco, le piastre sono separate da un materiale spugnoso che assorbe il liquido elettrolita,  hanno piastre molto più spesse e soffrono molto meno il freddo. Adatte per cicli profondi. Le AGM risultano essere un pochino più delicate delle GEL.
Occorre sempre porre attenzione alla corrente di carica essa deve essere al massimo pari ad 1/10 della capacità. Lo so che l'ho già detto ...... ma è un concetto che non dovete mai dimenticare.

Perchè porre attenzione alla corrente di carica?
Per almeno due precisi motivi:

  • la carica lenta evita surriscaldamenti e stress al componente
  • più tempo impiega la batteria a ricaricarsi, meno tempo impiega a scaricarsi concetto che non vi so spiegare , ma l'ho testato ed è così , come se aumentasse la sua capacità
Quale capacità usare nel nostro impianto ?
esso scaturisce da calcoli, vedremo in seguito,  ci sarà un apposito capitolo dedicato al colcolo del vostro impianto

Meglio collegamenti in serie o parallelo ? 
  • Il collegamento in serie è sempre raccomandato ,  se una batteria è meno potente rispetto alle altre, la corrente che circola in tutta la serie è quella data dalla batteria più debole.
  • collegamento in parallelo se una batteria è più "forte" di altra, essa riversa energia sulla più debole, scaricando, anche se per un solo istante,  tutta la corrente che essa ha a disposizione. Usare la configurazione in parallelo quando si è certi che le batterie presentano stato di carica molto simile.
Il collegamento in serie ha un vantaggio: a parità di potenza (W) , all'aumentare della tensione, diminuisce la corrente che scorre nei cavi.
Se i carichi sono "leggeri" va bene un impianto di pari Voltaggio, al contrario conviene aumentare la tensione in modo da ridurre la corrente, in questo modo si riduce il numero di elettroni che scorrono nei cavi ottenendo come risultato minor riscaldamento e la riduzione della sezione dei cavi. 

Quando collegate tra loro le batterie, usate cavi molto corti e di adeguato spessore.

Ora direte "ma se ho utilizzatori a 12V  mica posso fare un impianto a 24V?"
Certo che si può ..... si utilizzano i convertiitori di tensione dc-dc ..... ma lo vedremo man mano che proseguiamo nelle discussioni del blog.
 

8 commenti:

  1. Salve vorrei avere giusto una precisazione. Nel capitolo c'è la questione sul caricare la batteria lentamente e poi questa si scarica lentamente. La domanda è : parliamo di una ricarica totale e poi una scarica totale oppure parziale?? Nel senso che se la carica è " parziale"( e quindi anche la scarica) il motivo per cui i tempi di entrata e di uscita sono simili è spiegato dal concetto di flusso vettoriale. Se facessi entrare una quantità di elettroni pari a X alla velocità v1 dentro un volume(cilindro per esempio), essi usciranno al tempo t1. Se facessi entrare la stessa quantità a velocità v2 (consideriamola come il doppio di v1) essi percorreranno il volume in un tempo t2(dimezzato rispetto a t1). Cosi si potrebbe spiegare il motivo per cui se fatti entrare lentamente, escono lentamente. Spero di essere stato utile.
    ps. il blog è fantastico e mi sta togliendo un sacco di dubbi.


    Felice Angelini

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    1. Buongiorno Felice, Grazie per aver letto il Blog. Sono felice che quanto riportato stia chiarendo dei dubbi.
      Per quanto riguarda la maggiore resa in seguito ad una carica lenta, ho constatato che a parità di capacità, marca e tipo di batteria .... quella caricata lentamente (con corrente inferiore ad 1/15 della capacità) può dare anche il 10% in più di energia rispetto a quella caricata ad 1/10. Ovviamente la constatazione l'ho fatta con batterie completamente cariche.
      La spiegazione fatta in termini fortemente "matematici" non la so realmente dare, come gran parte degli elettricisti, non sono poi così fortemente istruita. Posso solo asserire che ciò che hai scritto mi ha davvero incuriosita e spero di riuscire a colmare questa mia lacuna.
      Grazie per il bellissimo commento che hai lasciato
      Antonietta

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  2. ho appena ricevuto tre moduli ma come si collegano in serie devo semplicemente seguire lo schema illustrato ?

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    1. Ciao Fox68 , grazie per il contatto. I moduli fotovoltaici si comportano come delle pile o batterie. Per cui i collegamenti in serie , in parallelo oppure serie-parallelo sono identici. Basta seguire gli schemi delle batterie ed applicarli ai moduli.
      Una precisazione .... come per le batterie ... quando si collegano moduli tra loro occorre che siano dello stesso tipo.

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  3. Ciao Antonietta,
    la carica e la scarica lenta evitano che una parte consistente dell'energia che vuoi accumulare vadano perse per dissipazione sulla "resistenza interna" della batteria. Per la fase di carica, la corrente di carica è limitata dalla potenza del pannello fotovoltaico installato e quindi ben conosciuta. Per la scarica, invece, l'assorbimento di picco può essere molto più elevato e quindi andrebbe limitato. E' come quando azioni il motorino di avviamento dell'automobile: la tensione di impianto scende tranquillamente a 8V mentre dalla batteria assorbi 100A. La brutta notizia è che i 4V che mancano sono dissipati nella batteria...anche se per pochi secondi. Il rendimento di scarica scende al 66% ed anche meno. Spero di essere stato chiaro! :)
    Ciao e complimenti per il Blog
    Antonio

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    1. Grazie Antonio per aver visitato il blog ed un profondo ringraziamento per la spiegazione molto chiara e semplice.

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  4. Salve, avrei una domanda: dovendo fare un impianto di illuminazione a led con 2 batterie senza passare da un inverter, lei consiglierebbe di metterle in parallelo a 12 V o in serie a 24 V?

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    1. Buongiorno Frey0 , grazie per il contatto.
      Molto dipende dai seguenti parametri:
      - Distanza che c'è tra il generatore e le lampade (lunghezza linea).
      - Potenza assorbita.
      Se la linea è breve 20 - 30 metri ed i carichi leggeri va bene a 12V.
      Ci sono da calcolare spessori dei cavi elettrici e cadute di tensione.
      Nel capitolo "IMPIANTI IN PRATICA" trovi "impianto solare per illuminazione giardino" con descrizione dettagliata dei calcoli da effettuare. La descrizione è valida anche per l'illuminazione da interno essendo identici i principi.
      Contattami per qualsivoglia quesito.

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