Quali batterie per alte temperature?

[IanSolo]

Quei dati si riferiscono all'applicazione pedestre dell'equazione di Arrhenius (lo scienziato svedese che fu fra i primi a studiare proprio le celle al piombo) in cui si valuta l'effetto della variazione della tensione di cella con la temperatura: in pratica l'equazione si basa sul fatto che l'attivita' elettrochimica aumenta con la temperatura e di conseguenza la tensione di una cella elettrolitica scende (nel caso di batterie al piombo di circa 3mV per grado centigrado) con il risultato che una cella di accumulatore al piombo collegata ad una sorgente di alimentazione a tensione costante (es. la tensione di "Floating") vedra' quasi raddoppiare la corrente assorbita per ogni 10 gradi di aumento della temperatura e cio' produrra' un piu' rapido degradamento a causa dell'aumentata produzione di gas dovuta all'eccesso di corrente, produzione di gas che si tradurra' in essicazione dell'elettrolita con effetti piu' evidenti in batterie che ne contengono poco (VRLA-AGM e VRLA-GEL) per le quali e' veramente opportuno quindi utilizzare un caricatore con sonda di temperatura che ne regoli il valore secondo necessita'. Da rilevazioni pratiche risulta che l'equazione di Arrhenius e' applicabile coerentemente solo al campo fra i 15 e i 40 gradi centigradi circa al di fuori del quale i risultati sono imprevedibili tanto che al di sopra della temperatura dei 40 gradi esperienza direbbe che sono pessimistici, ma piu' importante e' la considerazione che Arrhenius baso' i suoi studi su batterie con vita attesa a 20 gradi di circa 60 anni ! Inoltre le alte temperature non sono presenti continuamente e il decadimento dovuto a questo effetto si verifica in realta' solo per un brevissimo periodo e cio' che vale alla fine e' la media (l'integrale) degli effetti nel tempo e con l'andamento medio delle temperature in centro Italia l'integrale di invecchiamento e' stimabile in meno del 20% annuo, infatti e' normale che la maggioranza delle batterie in uso superino abbondantemente i 5 anni anche senza cure tanto particolari (solo con la normale media attenzione).

[gc-gianni]

https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=...rrT148zfSN

[danielef]

(31-01-2019 16:49)IanSolo Ha scritto:  Quei dati si riferiscono all'applicazione pedestre dell'equazione di Arrhenius (lo scienziato svedese che fu fra i primi a studiare proprio le celle al piombo) in cui si valuta l'effetto della variazione della tensione di cella con la temperatura: in pratica l'equazione si basa sul fatto che l'attivita' elettrochimica aumenta con la temperatura e di conseguenza la tensione di una cella elettrolitica scende (nel caso di batterie al piombo di circa 3mV per grado centigrado) con il risultato che una cella di accumulatore al piombo collegata ad una sorgente di alimentazione a tensione costante (es. la tensione di "Floating") vedra' quasi raddoppiare la corrente assorbita per ogni 10 gradi di aumento della temperatura e cio' produrra' un piu' rapido degradamento a causa dell'aumentata produzione di gas dovuta all'eccesso di corrente, produzione di gas che si tradurra' in essicazione dell'elettrolita con effetti piu' evidenti in batterie che ne contengono poco (VRLA-AGM e VRLA-GEL) per le quali e' veramente opportuno quindi utilizzare un caricatore con sonda di temperatura che ne regoli il valore secondo necessita'. Da rilevazioni pratiche risulta che l'equazione di Arrhenius e' applicabile coerentemente solo al campo fra i 15 e i 40 gradi centigradi circa al di fuori del quale i risultati sono imprevedibili tanto che al di sopra della temperatura dei 40 gradi esperienza direbbe che sono pessimistici, ma piu' importante e' la considerazione che Arrhenius baso' i suoi studi su batterie con vita attesa a 20 gradi di circa 60 anni ! Inoltre le alte temperature non sono presenti continuamente e il decadimento dovuto a questo effetto si verifica in realta' solo per un brevissimo periodo e cio' che vale alla fine e' la media (l'integrale) degli effetti nel tempo e con l'andamento medio delle temperature in centro Italia l'integrale di invecchiamento e' stimabile in meno del 20% annuo, infatti e' normale che la maggioranza delle batterie in uso superino abbondantemente i 5 anni anche senza cure tanto particolari (solo con la normale media attenzione).

Chiarissimo.
Direi che il punto principale è che l'amico giulineu o chi altro sceglierà batterie al piombo e composti di solfo e non batterie nucleari o qualche altra diavoleria, non terrà per il 100% del tempo le sue batterie a 50°C!

Tra l'altro mi è venuta in mente un'altra cosa: quante automobili hanno le batterie nel vano motore? Un motore che per lavorare bene deve avere un certa temperatura, con raffreddamento a fluido ma, nello stesso tempo, in un vano ben aerato, etc etc; non mi sembra molto diverso dalla situazione che stiamo discutendo da un paio di giorni.

Daniele

[IanSolo]

Mi permetto di aggiungere un'altra considerazione: Il costruttore indicato nel link similmente a tutti gli altri di buon livello che gli sono pari dichiara nella sua brochure che "Le batterie FIAMM AGM possono funzionare tra una temperatura di -20°C a +50°C e superiori; il funzionamento a temperature superiori ai 20°C riduce la vita attesa secondo il grafico in Figura 4".
Tuttavia anche nella condizione di massima temperatura operativa ammessa e dichiarata deve rispettare le norme di legge sulla garanzia che si possono cosi' sintetizzare:

GARANZIA LEGALE DEL VENDITORE
Tutti i prodotti che compri, sono coperti dalla garanzia legale di due anni del venditore prevista dal Codice del Consumo (Decreto Legislativo n. 206 del 6 settembre 2005)
La normativa vigente prevede che se l’acquisto della batteria viene fatto da un privato, tale componente avrà quindi una garanzia legale biennale.

Pertanto se operando costantemente alla massima temperatura (i +50°C) la batteria deve durare almeno due anni facendo un banale calcolo alla temperatura costante di 20°C applicando i numeri del grafico citato ci si attende una vita media di: 2(anni):16(%)x100(%)=12,5(anni) dato che e' perfettamente coerente con la dichiarazione dello stesso costruttore che in altra specifica dice "Batteria ermetica al piombo High Rate Long Life FIAMM (vita attesa 10 anni)" e ribadisce che "Le FGHL sono Batterie 12V con un design di vita ottimizzato per rispondere alla normativa EUROBAT LONG-LIFE, vita attesa 10 anni" cosi' come altro fornitore dichiara "Batteria al piombo Haze HZB12-110, Batteria AGM VRLA Ermetica al piombo 12V 123Ah (C20 @ 20°C) Terminale M6. Vita attesa: 12 anni a 20°C".
Partendo da una vita attesa fra i 10 e i 12 anni con la media integrata delle nostre temperature si potra' ipotizzare una vita attesa di circa 8 anni (guarda caso proprio quanto durano le mie e quelle di vari altri amici).

[dapnia]

E se Andros si applicasse all'elaborazione di un raffreddatore per batterie, visto che "gli è stato attribuito" come suo campo specifico la frigotecnica?
Tutti felici e contenti e lui si realizza applicandosi


Serio
è interessante leggere di quante complicazioni ci si inventi sulle cose semplici: se una batteria dura poco (un paio di anni), non è perché sta in sala macchine, il problema è un altro

[IanSolo]

Si, ma non e' facile farlo capire (ma questo lo sai gia').

[giulineu]

Che avessi attentato alla aspettativa di vita delle mie batterie non effettuando mai per due anni il rabbocco del liquido lo sapevo già. Ora con i vostri coltissimi interventi ho la certezza di aver fatto una c.... ta che ha ferito il mio portafoglio in primis e l'amor proprio subito dietro. E poichè, per l'età, la mia memoria ha un attesa di vita breve come le batterie, le prossime me le compro (pseudo)ermetiche per poter dire: non è stata colpa mia!
PS: ho un alternatore Balmar con regolatore multistep e lo stesso dicasi per il caricabatteria della Xantrex. Ma mi viene un dubbio: il regolatore del pannello fotovoltaico potrebbe fare lui dei danni alle mie batterie immettendo corrente a tensioni eccessive? Mi raccomando rispose semplici per mente semplice!

[IanSolo]

Difficile dare una risposta senza sapere la capacita' del banco (o dei banchi) batterie, il modello dell'alternatore (o almeno la sua massima corrente) e del suo regolatore, il modello del caricabatterie, la potenza nominale del pannello fotovoltaico e il modello del suo regolatore. Senza tali informazioni e' impossibile anche solo fare ipotesi.

[danielef]

(31-01-2019 23:38)IanSolo Ha scritto:  Difficile dare una risposta senza sapere la capacita' del banco (o dei banchi) batterie, il modello dell'alternatore (o almeno la sua massima corrente) e del suo regolatore, il modello del caricabatterie, la potenza nominale del pannello fotovoltaico e il modello del suo regolatore. Senza tali informazioni e' impossibile anche solo fare ipotesi.

Così ci terrorizzi tutti, non solo il povero Giulineu!
Forse per fare qualche ipotesi - seppur vaga - basta sapere il modello del regolatore del pannello fotovoltaico?

Daniele

[IanSolo]

La regola e' banale ed e' stata detta mille volte e forse piu': una batteria al piombo sta' bene (ha il massimo di vita probabile) quando viene ricaricata ad una corrente (A) pari numericamente ad un decimo della sua capacita' nominale (es. una batteria da 100Ah va' caricata a 10A) o al massimo un quinto della sua capacita' (es. una batteria da 100Ah puo' tollerare un massimo di 20A praticamente ancora senza troppi danni) e con una tensione massima di fine carica non superiore a quella dichiarata dal costruttore, va' poi mantenuta ad una tensione (floating) anch'essa corrispondente a quanto previsto dal costruttore, mediamente tali tensioni sono uguali o di poco superiori a 14,2V per la massima e stanno fra 13,2V e 13,8V per la tensione di mantenimento. Questo richiede, come dissi, di conoscere il tipo e la capacita' dei banchi batterie e le caratteristiche del sistema di ricarica: in pratica vanno lette e conosciute le specifiche e i manuali di ogni componente del sistema per sapere se sono congruenti (e' facile e ciascuno potrebbe anche facilmente farlo da se'.. e fornire i dati serve solo a consentire ad altri di valutare la situazione al posto vostro).

[giovanni1959]

Scusate, mi trovo una batteria nuova AGM start end stop della Tudor 105 Ah, la posso utilizzare come batteria per i servizi? perdonate la mia ignoranza. Grazie

come primo messaggio è gradito il passaggio in "welcome on board"

Inviato dal mio PRA-LX1 utilizzando Tapatalk

[IanSolo]

Siamo fuori tema ma i dati forniti dal costruttore di quella batteria sono questi:
>>>Voltaggio: 12 V - Capacità: 105 Ah - Intensità di avviamento (en): 950 A Polarità: + D (positivo a destra) Dimensioni: - lunghezza: 392 mm - Larghezza: 175 mm - Altezza: 190 mm - Batteria progettata per automobili con sistema start-stop, freno rigenerativo o di alta gamma. Batteria progettata per l' avviamento di motori diesel e benzina di alta cilindrata. Ideale per veicoli con un alto livello di equipaggiamento (GPS, DVD, ecc.) * eccellente risposta sotto temperature estreme. * adatta per veicoli con uso intensivo in città e numerosi avvii. * Permette l' installazione all' interno dell' abitacolo o bagagliaio perché non gasifica. * è installabile in qualsiasi posizione. Vantaggi tecnici: * 4 volte i cicli di carica e scarica di una batteria standard. * + 20% di Potenza. * Supporta scariche profonde fino al 75%. * Soddisfa i requisiti di produttori di autovetture. * Lunga durata anche a condizioni estreme. * Senza manutenzione.<<<
Con specifiche dichiarate di questo genere la si puo' definire una batteria con prestazioni analoghe a quelle dette di "semitrazione" quindi idonea sia per banchi servizi sia per avviamento.

[giulianotofani]

Aiuto !! Oggi ho scoperto che la mia auto una Picasso, ha la batteria sotto il sedile di guida, bella in vista. Dovesse fare gas salto per aria come l'Aston Martin di James Bond??

[IanSolo]

"M'illumino
d'immenso "
di Giuseppe Ungaretti, Santa Maria la Longa 26 gennaio 1917
- Tranquillo ! se lo hanno fatto significa che la zona e' arieggiata a sufficienza.

[gc-gianni]

(31-01-2019 15:36)gc-gianni Ha scritto:  la temperatura ambiente influisce di molto sulla vita delle batterie,
dati indicativi di una nota casa Costruttrice di batterie AGM,( le percentuali si riferiscono alla durata standard):
20°C ---> 100%
30°C ---> 50%
40°C ---> 22%
50°C ---> 16%

supponendo una durata standard della batteria, a 20°C, di 10anni

quanto sarebbe la durata effettiva se nell'arco della sua vita lavorasse per il 50% a 20°C e per il 50% a 40°C ??

[gc-gianni]

risposta:
poco piu' di 3 anni

[danielef]

(04-02-2019 15:20)gc-gianni Ha scritto:  risposta:
poco piu' di 3 anni

Devo confessare che ci ho faticato un po' e non sono neppure sicurissimo di aver fatto i conti bene ma mi sembra circa 3.6 anni. Come risultato direi che è allarmante quanto il tuo! In compenso con lo stesso calcolo ho trovato che se si cuoce a 40° solo il 10% del tempo, la vita aspettata è circa 7.4 anni.

Regà, se dovete arrostire le vostre batterie, cuocetele per meno del 50% del tempo!!

Daniele

[IanSolo]

Un po' di calcoli per varie situazioni riferiti alle percentuali di tempo in cui la batteria e' utilizzata al di sopra dei 20°C, ovviamente si parla di batterie in uso, per lo stoccaggio i parametri possono variare anche di molto.
I calcoli sono basati su una ipotesi di 10 anni di vita a 20°C e riduzione di vita con la temperatura secondo la tabella piu' sopra riportata, i valori corrispondono in sequenza alle temperature di 30, 40 e 50 °C.

Quota tempo alla Temperatura sopra i 20°C 100 %
Durata risultante (anni) 5,0 2,2 1,6

Quota tempo alla Temperatura sopra i 20°C 90 %
Durata risultante (anni) 5,3 2,4 1,7

Quota tempo alla Temperatura sopra i 20°C 80 %
Durata risultante (anni) 5,6 2,6 1,9

Quota tempo alla Temperatura sopra i 20°C 70 %
Durata risultante (anni) 5,9 2,9 2,1

Quota tempo alla Temperatur sopra i 20°C 60 %
Durata risultante (anni) 6,3 3,2 2,4

Quota tempo alla Temperatura sopra i 20°C 50 %
Durata risultante (anni) 6,7 3,6 2,8

Quota tempo alla Temperatura sopra i 20°C 40 %
Durata risultante (anni) 7,1 4,1 3,2

Quota tempo alla Temperatura sopra i 20°C 30 %
Durata risultante (anni) 7,7 4,8 3,9

Quota tempo alla Temperatura sopra i 20°C 20 %
Durata risultante (anni) 8,3 5,9 4,9

Quota tempo alla Temperatura sopra i 20°C 10 %
Durata risultante (anni) 9,1 7,4 6,6

Da cui risulta evidente che su una barca a vela che non usi troppo il motore, che abbia le batterie montate in basso in prossimita' dell'acqua (caso molto comune) e che non stia sotto il sole dei Caraibi sull'invaso (a secco) non c'e' molto da preoccuparsi. Non solo, va' anche rilevato che le attuali batterie hanno elettrodi con un contenuto di calcio maggiore delle batterie in uso anni fa' e questo migliora un po' la prestazione a piu' alte temperature.

[dapnia]

(02-02-2019 11:25)IanSolo Ha scritto:  se lo hanno fatto significa che la zona e' arieggiata a sufficienza.

Sì, ma dipende anche da chi ci sta seduto sopra: gas di batteria + idrogeno solforato e metano ... e pare che se ne produca fino ad un litro al giorno


L'occasione era troppo ghiotta, poi servita su un piatto d'argento:
Che vuol ella, Eccellenza, il pezzo è bello,
Poi nostro, e poi suonato come va;
E coll’arte di mezzo, e col cervello
Dato all’arte, l’ubbíe si buttan là.

[IanSolo]

Ella venne a disquisir di argomenti "Giusti"..