Energia... Ovvero Le Batterie

 

Mi sono deciso a scrivere questo perché molti diportisti, poco consoni all'elettricità, hanno l'annoso problema della batteria scarica o semplicemente, non sufficiente alla necessità.

La speranza è quella di aiutare il profano a capire di cosa si parla quando deve chiedere lumi sulle batterie.

Preciso che un qualsiasi tecnico in materia troverà noioso e risaputo quanto scritto oltre a inesattezze e terminologie non consone alla materia pura.

Ci si prodiga con mille supposizioni e calcoli per capire quanta energia portarsi appresso.

Giustissimo, ma si tralascia una cosa di importanza basilare: quanta energia riesco ad accumulare nella batteria giustamente calcolata?

Ffaccio un esempio per farmi capire da un bambino di due anni.. :-)

Voglio fare una crociera, calcolo il consumo dei motori e stabilisco che necessito di 200Lt, installo un serbatoio da 300Lt, vado al distributore e questo ha la pompa che non segna i litri erogati, inizio a fare il pieno e mi fermo appena la pistola “scatta”, parto per la crociera ma a metà viaggio i motori si fermano per mancanza di carburante.

Eppure i calcoli erano giusti, i consumi pure. Cosa è successo?

La cattiva installazione del serbatoio da 300Lt ha causato la segnalazione di “pieno” a soli 100Lt realmente imbarcati.

Per analogia, questo è quello che può accadere ad una batteria con un cattivo impianto di ricarica o inadeguato caricabatteria.

I nautici hanno sempre questo problema, delle batterie scariche.

Parlo degli accumulatori di energia al plurale in quanto il singolare non lo reputo degno di nota.

Ritornando al problema principale, ogni diportista, che non faccia la sola uscita giornaliera con un imbarcazione priva di tutti gli orpelli elettrici, si trova sempre con l'angoscia delle batterie scariche e si inventa l'impossibile per preservare l'energia necessaria fino alla prossima ricarica. Ho visto cose inaudite per assicurarsi la riserva di energia a fine giornata, come spegnere il frigo, limitare l'uso della doccietta, spegnerà la radio ed addirittura salpare la catena d'ancoraggio a mano.....

Che senso ha spendere denaro per un accessorio elettrico se poi non lo uso per risparmiare energia?

Equivale a non averlo!

Detto ciò devo precisare che questo discorso vale in particolar modo per chi possiede ed usa cabinati di piccole dimensioni, i classici 6/10mt ma interessa molto anche altri armatori.

Nelle dimensioni citate è sovente l'uso di una batteria dedicata al motore/motori ed una dedicata ai servizi.

Questa è la configurazione minima.

Con la batteria motore non avremo grandi problemi di scarica (premesso che il motore è in buono stato) quindi per potenze fino a circa 200cv (diesel o benzina) una batteria da 100ah svolge degnamente ogni nostra richiesta, comunque il costruttore indicherà la capacità ed il tipo di batteria necessaria al nostro motore/i.

La situazione si complica un pochino per quanto riguarda l'energia necessaria ai servizi.

Vi sono necessità energetiche molto differenti tra varie imbarcazioni e tra vari armatori.

Un esempio calzante è una barca senza frigo piuttosto che un armatore che cambia ormeggio quattro volte al dì, data la fatica, vuole la sua bibita ghiacciata dal frigo in pozzetto.

Generalmente, nelle nostre barche troviamo installate batterie intorno ai 100ah di capacità, questo per ovvi motivi di ingombro, maneggevolezza e non ultimo di ricarica.

Per capirci, una batteria da 200ah possiede un ingombro tale da renderne difficoltoso lo stivaggio, ha un peso che la rende estremamente difficoltosa da movimentare negli angusti spazi barcaioli e necessita di caricabatteria sofisticati e di notevole potenza su un unica linea per ricaricarla oltre al fatto di essere solo "una".

In questa sede dobbiamo per forza generalizzare il consumo e lo faremo (casualmente...) per un cabinato munito di un solo frigo, luci cabina ad incandescenza, due ormeggi giornalieri (sempre con motore acceso a 1100/1300rpm), una mezzora di navigazione, strumenti elettronici classici (eco+gps+radio), uso e consumo di doccietta personale, lavaggi in cucina, radio e qualche ammennicolo di scarsa importanza (carica cellulare ecc..).

In questa situazione, di norma, a fine giornata avremmo quasi scaricato la nostra batteria da 100ah e qualora non lo sia, la luce di fonda notturna abbinata agli altri assorbimenti ci porterà, al risveglio, una batteria in ginocchio, a mani congiunte che ci chiede pietà.

Quindi possiamo affermare che una batteria da 100ah ci regala energia per una giornata.

L'affermazione di cui sopra deve essere presa con le pinze in quanto vi sono molte altre variabili che contribuiscono a smentire quanto detto, primo tra tutti la capacità di partenza piuttosto che cattive connessioni dell'impianto elettrico piuttosto che un frigo che "friga"  :-)  poco. Inoltre, nel migliore dei casi, una batteria cosiddetta “carica” non supera il 85/90% della capacità di targa (quindi circa 85/90ah anziché 100ah).

Bene, abbiamo visto che se vogliamo fare una rada di un paio di giorni necessitiamo almeno di due batterie da 100ah dedicate ai servizi. Qualora ci manchi qualche amper possiamo sempre accendere il motore a circa 1100/1300 giri come produttori autonomi di energia elettrica. A tal proposito ho visto molti diportisti portarsi dietro il cosiddetto "generatore" per usare attrezzi a 220v ma soprattutto lo usano per caricare le batterie. In pratica si accende il generatore, si collega l'uscita dello stesso all'entrata 220v della barca ed il caricabatteria solito ricarica le batterie. Personalmente non trovo ortodossa questa pratica perché oltre all'infernale rumore scaturito dal generatore, che deve durare per ore, mi trovo a generare il 220v per poi riportarlo a 12v.

Preferisco usare il motore della barca, più silenzioso e genero 12v senza ulteriori sprechi, è anche vero che il generatore portatile consuma meno del motore della barca ma i consumi mi sembrano irrisori rispetto all'acquisto e rumore del portatile.

Inoltre non tutti i caricabatteria ben digerisco la forma d'onda creata dal "generatore portatile" che spesso è un prodotto economico.

Fin qui penso sia chiaro, secondo le proprie esigenze, di quante batterie e di che capacità abbiamo bisogno.

La maggior parte di noi pensa che i consumi di energia siano la prima causa della mancanza della stessa, nulla di più falso, secondo me.

Ci arrabattiamo a capire quanta energia ci serve per le nostre necessità quotidiane con mille calcoli e formule più o meno controvertibili facendo a meno anche di alcuni accessori pur di restare a "galla" ma pochissimi pensano, con la stessa metodica, a quanta energia riesco ad immagazzinare e portarmi in giro.

Infatti si reputa che prendendo una batteria da 100ah, se questa è la capacità che mi necessita, sia a posto una volta caricata.

Si, caricata… ma come?

Con un caricabatteria!!!

Troppo facile!!!!!!!!!

Innanzitutto l'amata batteria da 100ah una volta "caricata" non ci tornerà indietro 100ah ma bensì 85/90ah per limiti tecnici che non voglio approfondire.

In seconda battuta, secondo me più importante, è che raggiungo quella disponibilità di energia dopo una carica di circa 16/18 ore.

Si, avete letto bene, circa 16/18 ore.

Avete questa disponibilità di tempo per ricaricare le vostre batterie?

Si?

Mi dispiace per voi (vuol dire che siete a soffrire la calura in porto), io no!:-)

Non avendo questo tempo ma solo una decina di ore notturne (e non sempre) mi trovo con le batterie cariche a circa il 70/75% della loro capacità che vuole dire circa 25/30ah in meno di quello che avevo considerato sufficiente per la mia giornata. Adesso i conti iniziano a "contare".:-)

 

La Teoria

Piccola ma importante nota: da questa considerazione escludo intenzionalmente i caricabatteria, più o meno economici, per uso automobilistico che se usati in barca possono solo causare danni e/o scarsissime performance, se volete approfondiamo l'argomento.

Cercherò di parlare con meno tecnicismi possibili (ma alcuni sono indispensabili) per far capire al profano, i tecnici dovrebbero gia conoscere l'argomento.

Unità di misura: A=amp=amper= intensità di corrente

V=volt=tensione= differenza di potenziale

W=watt= potenza che si ottiene dalla moltiplicazione dei due precedenti dati

Ah=amp/h= amper in un ora si usa per definire la capacità di stoccaggio di un accumulatore

Ohm=R= resistenza elettrica (si oppone al passaggio della corrente)

Abbreviazioni & C :

CB=CaricaBatteria

BT=Batteria

B.S.=Batteria Servizi

B.M.=Batteria Motore

SB= StaccaBatteria

SBS= StaccaBatteria Servizi

SBM= StaccaBatteria Motore

Ripartitore=Separatore= separa elettricamente le batterie pur ricaricandole contemporaneamente

batteria scarica = 11.00V letti ai capi della batteria

batteria carica  = 12.92V letti ai capi della batteria

 

Prima di affrontare la teoria ci sono alcune cose da sapere e convinzioni da sfatare.

Non è il caricabatteria che carica la batteria ma è la batteria che si carica in base alla tensione applicata dal caricabatteria secondo standard ben precisi.

Cosa intendo?

Partiamo dal presupposto di usare un caricabatteria nautico standard su di una batteria scarica.

Pensiero comune è che montare un costoso CB da 60amp ad una batteria da 100ah si ha maggior velocità di carica (o addirittura migliore) di uno da 10amp.

Falso perché il CB (sia da 60amp che da 10amp) è progettato per caricare la batteria al 10% della sua capacità. La batteria da 100ah in fase di carica assoluta assorbirà 10amp, sia che abbia attaccato un CB da 60amp o uno da 10amp e questi benedetti 10amp sono del tutto identici tra i due CB.

Non esistono “migliori” o “peggiori” amper.

Per cui ho solo buttato dei danari per l'acquisto del CB da 60amp, ma ho sempre un ottimo prodotto che non uso per le sue capacità.

Appurato che la carica avviene per ambedue i CB con la stessa intensità ora mi chiedo: per quanto tempo devo tenere sotto carica la batteria?

Dato che conosco la capacità totale della batteria e quanti amper le fornisco in un ora mi faccio due conti:100amp di capacità diviso 10amp di carica uguale 10 ore...

Perfetto!!!

Falso perché la batteria assorbirà 10amp ma solo durante la prima fase di carica e fino a circa il 50/60% della sua capacità dopodiché inizierà ad assorbire sempre meno in proporzione all'aumentare della sua percentuale di carica fino ad arriva ad assorbire 3/4amp. Inoltre il rendimento della batteria durante la fase di carica, per caratteristiche fisiche ove non possiamo agire, non supera l’ 80%, quindi dovrò aumentare di un 20% i tempi di carica.

Alla luce di quanto sopra i calcoli precedenti si fanno benedire, e per arrivare a caricare la batteria al 80/85% (reale) avrò bisogno di circa 16/18ore.

Inorridisco al solo pensiero di restare in porto tutto questo tempo, "solo" per caricare le batterie, e come me molti altri diportisti.

A questo problema ci viene in aiuto l'elettronica con caricabatteria a più fasi (o step che dir si voglia), tra i più conosciuti sono quelli cosiddetti a "tre stadi" (o tre fasi) che gestiscono, limitando, la corrente assorbita dalla batteria.

Cosa fanno?

Hanno un primo stadio, o fase, in cui caricano a circa un 15% della capacità batteria poi, arrivati a circa un 50/60% di carica della batteria, calano la corrente a circa un 8/9% (secondo stadio) della capacità batteria fino a raggiungere una "corrente di mantenimento" che continua a caricare ed evita l'autoscarica della batteria.

Cosi facendo riduciamo molto l'attesa del completo accumulo di energia a circa 12/14 ore. Le percentuali appena esposte variano da produttore a produttore, secondo le proprie filosofie, raggiungendo gli stessi principi generali.

Un altro tipo di caricabatteria, molto costoso quanto sofisticato, è quello a quattro stadi.

Nella pratica non diminuisce i tempi di attesa ma ci permette, nelle stesse tempistiche di caricare al massimo la nostra batteria fino a sfiorare percentuali del 90% della capacita totale, cosa difficilmente raggiungibile con altri CB.

Gli ultimi due tipi di caricabatteria, 3 o 4 stadi, dato che caricano con correnti più alte del normale tendono a scaldare la batteria quindi "dovrebbero" essere equipaggiati di sensore di temperatura.

Dato che il commercio insegna, troviamo CB a tre stadi che dispongono di sensore temperatura solo come optional (lasciando al cliente inesperto la decisione di montarlo o meno) o addirittura senza prevederne l'uso, quindi pur essendo costosi sono di basso valore per la fascia di utilizzo previsto.

Meditate, dopodiché, meditate di nuovo.

Ulteriori considerazioni sui CB, se volete, ne parliamo ma penso che sia poco utile per il profano entrare nello specifico.

 

La Pratica

Vista la mia cronica mancanza di tempo per l'utilizzo della barca, sono molto infastidito da fermate obbligatorie in porto, per rifornimenti di energia, e cerco sempre espedienti per velocizzare la carica. Abbiamo notato che aumentando la corrente che richiede la batteria per caricarsi diminuisco le attese quindi mi viene da pensare che aumentandola ancora posso caricare in tempi minori, un sogno.

Come tutti i sogni anche questo ha un fondo di realtà.

Le batterie sono progettate per essere caricate ad un 10% della loro capacità mantenendo inalterate le caratteristiche di disegno tra cui la durata o "vita".

Nessuno mi vieta di aumentare questa percentuale ma devo essere conscio che vado incontro a problematiche tecniche che a volte possono anche essere pericolose per l' incolumita umana.

I meno giovani ricorderanno quando andavano dall'elettrauto a sostituire la batteria dell' auto e questo chiedeva almeno un giorno per consegnarla, doveva mettere l'acido e caricarla.

Oggi i produttori vendono batterie gia cariche e, per evidenti costi produttivi, non possono certo aspettare 10 ore a caricare la batteria per porla in commercio, quindi possiedono dei sofisticatissimi caricabatteria in grado di caricare una 100ah in un ora!

Logicamente il tutto è monitorato in continuazione da esperti in ambienti creati per lo scopo, l'esatto contrario di una barca ed il suo armatore!!!!

Testardo come non mai mi sono messo alla progettazione del CB ideale per le mie esigenze e dopo innumerevoli prove mi ritrovo un attrezzo che mi carica una batteria al 85% in circa 8/9 ore con la massima sicurezza e soprattutto posso lasciarlo perennemente collegato senza rischio di sovraccarica e/o bollitura del liquido.

Ma quello che più mi interessava era caricare al massimo in poco tempo (3/4ore) una batteria gia carica al 50% cosa che altri CB faticano molto a fare in queste tempistiche (tranne i costosissimi 4 stadi).

Un tre stadi impiega mediamente 6ore mentre un classico necessita di circa 10ore nelle stesse condizioni.

Unico neo, teorico, e che per arrivare a ciò diminuisco la "vita" della batteria.

Perché il neo è teorico ma non pratico?

Perché le batterie, anche se uso un sofisticato CB a 3 stadi, sono gia massacrate dalla carica degli alternatori motori che non dispongono di nessun controllo di carica!!!

E’ inutile trattarle bene dopo che si sono prese a cazzotti.

Qualora vogliamo parlare di cura delle batterie, per una lunga durata, dovrei avere un impianto formato da un CB classico a più uscite, di un ripartitore di carica e di un "regolatore di carica".

E’ evidente che questo contrasta fortemente con i tempi di carica e costi di impianto.

Usando batterie da avviamento economiche (1euro x Ah) ha poco interesse la diminuita durata, si parla di circa 10euro/anno di differenza, rispetto al costo del CB e soprattutto del regolatore di carica, il tutto installato.

Bene, allora sono un genio!!!!

Niente affatto!

Nulla vieta ad un produttore CB di usare metodi di carica come ho fatto io, sicuramente riesce a fare di meglio, ma si guarda bene dal farlo perché non rispetta i classici canoni di carica dettati dai produttori di batterie e sarebbe subito etichettato come "poco serio" e "colui che massacra le batterie" non vendendo più un pezzo in breve tempo.

La considerazione di cui sopra viene fatta alla luce del fatto che il produttore di CB deve tenere conto che il suo prodotto deve caricare una batteria e lo deve fare nella maniera ottimale per preservarne le caratteristiche generali. Poi se le batterie vengono sovraccaricate o "stressate" dagli alternatori, non può e non deve interessargli nulla, non è un problema suo.

Adesso che abbiamo analizzato CB e batterie andiamo in barca.

Qui si vedono le cose più assurde.

Caricabatteria da oltre 20amp (di targa) che hanno uscite con connettori fast-on oppure connessioni con cavi di sezione ridicola oppure collegamenti con cavi ossidati e quanto di più inimmaginabile, per non parlare delle batterie in parallelo.

Prima di tutto controlliamo che il CB abbia un uscita adeguata alla capacita della batteria da caricare.

Esempio: Batteria da 100ah vuole un caricabatteria minimo 10amp (il famoso 10%).

Qualora abbiamo 2 batterie da 100ah il CB deve essere da 20amp con due uscite.

Attenzione che la maggior parte dei produttori CB dichiara la corrente massima di uscita per ambedue le uscite e, a volte, anche la massima prelevabile per singola uscita.

Esempio:

CB dichiarato da 20amp con due uscite, significa che prelevo, al max, 10amp per uscita.

CB dichiarato da 20amp con due uscite e max 12amp per uscita, significa che prelevo, al max, 12amp su un uscita ma non più di 8amp sull'altra.(12+8=20amp totali)

Questi dati sono i minimi "sindacali" e riferiti ad un CB classico, per un 3 stadi bisogna aumentare minimo un 40% circa per sfruttare il minor tempo di carica. Fate molta attenzione al CB installato, se non possiede connettori di uscita adeguati alla potenza dichiarata, sicuramente questa non arriverà alla batteria. Per il profano non è facile capire se il connettore è adeguato o meno alla potenza d'uscita dichiarata ma se questi sono dei connettori ad attacco “rapido” gia siamo sicuri che il nostro CB è inadeguato.

Il minimo deve essere un connettore a vite (o dado) da 4mm, per un 10amp di targa.

Dico di controllare questo perché in elettronica vige la cattiva abitudine di falsare un pochino i dati prestazionali, che aiutano a vendere. Molte volte si sbandierano dei dati di targa che non sono proprio quelli che ci aspettiamo sul campo. Per esempio posso dire che il mio CB è da 10amp max ma quel “max” nasconde molte insidie non dette. Magari è solo la potenza di picco piuttosto che la potenza che posso fornire solo per un determinato tempo.

Unica soluzione al problema è affidarsi a produttori molto seri (con i relativi costi).

Le connessioni ed i cavi sono il punto debole e più tralasciato di ogni impianto di ricarica nella nautica minore.

Ambedue i soggetti sono coloro che causano "perdite" di energia e la conseguente mancata ricarica completa del nostro accumulatore.

La fase di ricarica della batteria è molto delicata e prevede tensioni ben precise per ottenere risultati.

La perdita di pochi decimi di volt è fatale per una buona ricarica.

Basti pensare che una differenza di 0,3/0,4Volt in più o in meno ai capi della batteria la pone in stato di "sovraccarica" piuttosto che in stato di "non ricarica". Questa piccola "perdita", lavorando con decine di amper, è molto più frequente di quanto possiate immaginare, basta un connettore non ben connesso, un cavo o un connettore ossidato, un cavo di sezione inadeguata o inadeguato rispetto alla lunghezza dello stesso.

Se ricorre una sola delle condizioni negative di cui sopra, potete installare il miglior CB in assoluto, da migliaia di euro, ma state pur certi che non avrete mai una batteria carica al massimo possibile (quel serbatoio da 300lt di carburante, di cui all’inizio, sarà sempre “pieno” a 200lt).

Potete facilmente constatare da soli lo stato delle connessioni del vostro impianto con un tester digitale.

Qualora sprovvisti occorre urgente visita presso il rivenditore di fiducia (cinese di turno) per incrementare il suo pil di 5/10 euro.

Importantissimo è usare sempre lo stesso tester per le varie misure in quanto anche tester di egual modello possono dare indicazioni diverse, è normale.

Iniziate la prova con batteria completamente scarica, ovvero intorno a 11V, meglio se 10,8 e tutte le utenze staccate.

Attaccate il CB, ponete il tester su “tensione continua”, fondo scala più vicino alla tensione di 15V (di solito è 20V), misurate la tensione sui morsetti d'uscita del CB ed annotatela, dovrebbe essere circa 14,40V (ma adesso poco ci importa).

Ora misurate la tensione sui poli della batteria (non sui morsetti) ed annotatela.

Ripetere la misura sulle altre eventuali batterie ed annotate.

Finito.

Se la differenza tra la misura all'uscita del CB e quella ai poli della batteria è di 0,1V (p.e. 14,4-14,3=0,1) siete a posto, se è di 0,2V siete quasi a posto, se è di 0,3 iniziate a pensare di sistemare l'impianto, se è maggiore non iniziate a pensare ma buttatevi direttamente a mare!!!!

Nota: Quanto sopra non è valido con CB dotati di sensore voltaggio direttamente sulla batteria.

Potete riconoscere questo se dal vostro CB esce un piccolo filo (o due) collegato/i direttamente sui poli della batteria.

Fin quando si lavora con batterie da 100ah e relativi CB il discorso delle "perdite" è di facile soluzione, qualora presente, per cui non abbiamo grandi problemi. Diverso è quando si usano batterie da 150/200amp ed oltre. Con tali capacita, ed adeguati CB, è facile ottenere correnti di 30/50amp dove anche la minima resistenza (inevitabile) causa notevoli cali di tensione (perdite) in maniera esponenziale.

Per questo motivo esistono CB progettati per "leggere" la tensione ai capi della batteria piuttosto che alle uscite del caricabatteria stesso (come la maggior parte sono) compensando automaticamente queste cadute di tensione (logicamente i costi salgono ancora).

 

Batterie

Vi sono diversi tipi di batterie in commercio, per soddisfare diversi utilizzi, suddivise in due grandi fasce (avviamento o stazionamento) e molte varianti.

1) batterie al piombo e liquido acido principalmente usate per avviamento motori

2) batterie al piombo e gel principalmente usate per stazionamento (stoccaggio energia)

3) batterie al piombo e gel “AGM” principalmente usate per stazionamento (stoccaggio energia)

 

Le caratteristiche principali che a noi interessano sono:

Quelle ad acido libero sono dedicate principalmente all'avviamento, sono in grado di fornire elevatissime correnti per brevi periodi senza conseguenze, non gradiscono le prolungate scariche, non gradiscono numerosi cicli di carica/scarica, hanno una autoscarica "importante", digeriscono bene ricariche non perfette, perdono liquido acido se inclinate eccessivamente o capovolte, richiedono periodico controllo del liquido (in maniera minore quelle “senza manutenzione”) , producono gas acidi durante la ricarica, sono di facile reperibilità con costi relativamente bassi.

Quelle a gel non sempre supportano l'avviamento, quindi non sopportano fortissimi prelievi istantanei, non gradiscono le prolungate scariche, sopportano benissimo continui cicli di carica/scarica, digeriscono molto male sovraccariche, hanno un autoscarica poco "importante", sono quasi ermetiche quindi senza pericolose fuoriuscite di acidi anche se capovolte, non richiedo periodico controllo del gel (realmente “senza manutenzione”), producono poco gas acido durante la ricarica, hanno "vita" maggiore se ben tenute, sono di media reperibilità con costi medi, in alcuni casi alti.

Quelle a gel “AGM” sono pari alle gel tradizionali con il vantaggio di un minor ingombro, non rilasciano gas durante la ricarica  ma sono ancora più delicate nella corretta ricarica.

Sia nelle gel che “AGM” il caricabatteria deve essere “dedicato” a queste in quanto lavorano diversamente dalle piombo-acido.

Viste le caratteristiche principali possiamo scegliere quello che più ci aggrada per l'avviamento motori mentre alcune considerazioni meritano quelle per i "servizi".

In ogni caso voglio ricordare che tra diversi tipi di batterie non traggo vantaggi di corrente a parità di capacità, o meglio, se una gel tampone da 100ah mi dura 10ore lo stesso avrò con una a liquido, e di concerto la ricarica.

Tutte non sopportano scariche prolungate nel tempo, pena il precocissimo deterioramento. Tenevo a sottolinearlo perché ho sentito molte persone affermare "si ma il gel è meglio, da più energia" ??

In teoria, reputo ideali quelle da stoccaggio viste le continue scariche e ricariche ma....In pratica non posso usarle in caso di avaria improvvisa a quella del motore (se non espressamente dedicata), sicuramente vengono "stressate" dalla carica degli alternatori, costano mediamente oltre un 50-100% di più.

Dato che in barca, specialmente quando si fa rada, il rischio di prolungare oltremodo la scarica risulta facile, sono sempre a rischio di "sfiancare" irrimediabilmente la mia batteria con costi notevoli per la sostituzione, qualora scelgo di imbarcare una gel.

Adesso che avete scelto il tipo di batterie a voi consono sono a darvi la doccia fredda.

Se avete scelto batteria ad acido e gel, ammesso di avere dei caricabatteria separati per ciascuna, l’alternatore non sarà in grado di riconoscerle e, anche quando installato un regolatore di carica, lavorerà male su un tipo di batteria.

Quindi se non voglio creare un “ufficio complicazioni cose semplici” dovrò scegliere batterie dello stesso metodo costruttivo per motore e servizi.

 

Capacita di Accumulo

Ho scelto il tipo di batteria che più mi aggrada, ma quanta energia devo portare in giro per non restare all'asciutto?

Qui, come dicevamo prima, il calcolo esatto è impossibile, ma possiamo avvicinarci esaminando il tipo di navigazione che siamo usi fare, sommando tutti i consumi prevedibili per il tempo di uso. A questo dato aggiungiamo un 20-30%.

Per esperienza personale, partendo da una batteria carica, una giornata in rada con un paio di ancoraggi (sempre con motore a 1100/1300 rpm), un frigo, strumentazione ed ammennicoli vari riesco a cavarmela bene con una batteria da 100ah (logicamente si parla di sola batteria dedicata servizi). Potrebbe bastare anche una da 80ah ma viste le dimensioni ed i pesi similari, la differenza di costo esigua, perché lesinare?

Per la batteria motore facciamo fede a quanto richiesto dal produttore o diversamente teniamo conto di un 100ah per motori intorno a 200cv diesel o benzina.

 

Parallelo Batterie  (permanente)

Vi è la tendenza di mettere in parallelo batterie per raddoppiare la capacità.

Sono (personalmente) nettamente contrario a questa pratica, perché nella fattispecie, raddoppiano i problemi.

Innanzitutto devo acquistare due batterie uguali di capacita e di fabbricazione (in teoria identiche), dopodiché devo usarle sempre in detta configurazione, anche in ricarica.

La ricarica di due batterie da 100ah in parallelo è molto più soggetta a "perdite", come prima detto, in quanto la corrente minima che devo inviare è di 20amp su unica linea (esattamente come se avessi una sola batteria da 200ah con in più le perdite tra le due batterie). Inoltre, cosa peggiore, le due batterie non si scaricheranno in egual maniera, causa collegamenti che creano "perdite" in quanto non perfetti (ricordiamoci che siamo in ambiente salino) e porteranno le due batterie ad avere piccole differenze di Volt tra loro, sufficienti a far si che la più alta in Volt vada a ricaricare la più bassa in un ciclo continuo che le porta a scaricarsi da sole.

A questo punto anche la buona ricarica diventa un impresa di non facile risoluzione.

Dopo poco tempo di utilizzo avrò sicuramente due batterie con valori diversi vanificando il vantaggio della raddoppiata capacità.

Questo perché il CB “legge” la tensione media delle due batterie cosi mentre una è carica l’altra ancora non lo è.

Il risultato è che non avrò mai disponibili i 200amp programmati. Nota: nulla a che vedere il parallelo che si usa fare per la messa in moto in quanto temporaneo.

 

Batterie Singole

La soluzione migliore è installare più batterie singole cosi da avere ridondanza e “basse” correnti di carica.

Ma vi è un limite anche a questo, non tanto per aspetti tecnici ma per la scarsissima disponibilità di prodotti commerciali atti al collegamento di oltre 2 batterie, oltre alla complicazioni di installazione.

Quindi la configurazione massima è di due batterie motori e due batterie servizi, sempre che non si voglia arrovellarsi la materia grigia ed il portafoglio.

Dopodiché bisogna aumentare la capacità delle singole batterie.

 

Tipi di Impianto Generici

 

1 motore, 1 batteria. (tipico fuoribordo)

 

 

1 motore, 2 batterie. (barche economiche)

 

 

1 motore, 1 batteria. (con alternatore separato)

 

 

1 motore, 2 batterie. (una motore, una servizi)

 

 

1 motore, 3 batterie. (una motore, due servizi)

 

 

2 motori, 3 batterie. (una motori, due servizi)

 

 

2 motori, 3 batterie. (una motori, due servizi) con regolatore di carica

 

 

1 motore, 3 batterie. (una motore, due servizi) con regolatore di carica su alternatore

 

 

2 motori, 4 batterie. (due motori, due servizi)

 

 

Capacita della Batteria

Come faccio a sapere quanta capacità residua ho nella mia batteria?

O meglio, quanto ancora durerà?

La domanda è ostica, preferirei non rispondere.:-)

Se stiamo parlando di batterie vecchie o non in buone condizioni l’unica misura della sua capacità residua è lo “spannometro”.

Parlando di batterie in buone condizioni possiamo sapere, con buona approssimazione, la sua capacità residua semplicemente misurando la tensione ai suoi capi.

Dopo averla ricaricata oppure usata molto concediamole 10/15 minuti di riposo staccandola da qualsiasi utenza.

Prendiamo sempre il nostro tester digitale e lo poniamo ai poli della batteria.

La lettura ci indicherà lo “stato di carica”.

Lettura Volt 12,92 12,77 12,62 12,47 12,32 12,17 12,02 11,87 11,72 11,57

% Residua 100 90 80  70 60 50 40 30 20 10

Facile no!?

No… per ottenere una indicazione realistica devo avere un tester digitale ottimo o perlomeno buono che mi indichi con esattezza la tensione misurata. Inoltre il dato che leggo deve essere interpretato.

Nulla è quello che sembra.

Significa che se la batteria non è in perfetto stato l’indicazione di 12.62V è esatta ed avrò l’ 80% di capacità residua ma, attenzione, non quella di targa ma quella che la batteria nelle condizioni di usura in cui si trova, riesce ad immagazzinare.

Spero di non aver ingarbugliato un concetto semplice.

Un esempio toglie tutti i dubbi.

Poniamo che una batteria da 100ah è usurata e riuscirà, quando pienamente carica, ad immagazzinare 70ah (perché non in buono stato).

Vado a misurare con il tester e leggo 12,90V? Questo mi dice che la batteria è al 100% della sua capacità attuale ovvero 70ah (70x100%=70) e non 100ah di targa della batteria nuova.

Vado a misurare con il tester e leggo 12,00V? Questo mi dice che la batteria è al 40% della sua capacità attuale ovvero 28ah (70x40%=28) e non 40ah della batteria nuova.

Come vedete le variabili sono molte, e qui ne ho tralasciate diverse importanti, come la temperatura, quindi risulta molto difficile stabilire con approssimativa certezza quanta energia ho disponibile.

Ripetendo quanto scritto inizialmente, l’unico metodo sicuro e certo è l’uso dello spannometro.

 

Ripartitori

I ripartitori o separatori sono degli apparecchi elettronici in grado di far passare la corrente in un solo verso, mentre bloccano il passaggio nel verso opposto.

Nei prodotti più economici sono formati da un semplice diodo, componente elettronico deputato a questo scopo.

Questi ultimi hanno lo svantaggio che causano una caduta di tensione di circa 0,6V quindi sono poco indicati all’uso per i problemi della ricarica di cui sopra.

Prodotti di largo consumo sono costruiti con transistor particolari che provocano cadute di tensione minori, circa 0,2V, e quindi più adatti all’uso.

Tutti dichiarano gli amper che possono sopportare, a noi scegliere quello adatto, non dimenticando un buon margine di sicurezza.

Dato che questo aggeggio deve essere inserito in serie agli alternatori, la corrente massima che dovrà sopportare sarà uguale a quella massima fornita dagli alternatori, indipendentemente dalla capacità della batteria.

Esempio:

Se abbiamo un alternatore da 70amp sceglieremo un modello che sopporta 100amp piuttosto che una da 80amp.

Perché si usano?

Si rende necessario l’uso quando si vogliono caricare 2 o più batterie contemporaneamente, viceversa dovrei fare un improbabile parallelo delle batterie.

 

Alternatori

Gli alternatori sono degli apparati elettrici che ci servono per produrre energia elettrica e sono fissati direttamente sul blocco motore, da cui prendono il moto tramite una cinghia.

La maggior parte di questi forniscono max 60/70amp, ma dipende dal costruttore del motore che abbiamo a bordo.

La potenza fornita dall’alternatore non è sempre uguale ma varia in base al numero di giri del motore.

Infatti con il motore al minimo non riusciremo a caricare le nostre batterie in modo “normale” in quanto la tensione in uscita dall’alternatore sarà troppo bassa (circa 13/13,5V) e pure la corrente disponibile sarà scarsa per altre eventuali grandi utenze.

Ecco perché dobbiamo alzare il regime motore a circa 1000 giri se vogliamo caricare la batteria oppure arrivare a 1100/1300 giri se usiamo il verricello.

Quest’ultimo utilissimo accessorio assorbe circa 40amp nelle versioni più piccole per andare facilmente oltre i 60amp con i modelli base.

A causa della sua tecnologia costruttiva ci basti sapere che dall’alternatore noi preleviamo una potenza che non è regolata come vorremmo, o meglio a basso numero di giri abbiamo circa 13/13,5V per aumentare fino a 14,4V (teoricamente) con l’aumentate dei giri.

Negli alternatori moderni, praticamente, possiamo arrivare anche a 14,6/14,8V al massimo dei giri mentre siamo a circa 13,8V gia a 1000giri motore.

Negli alternatori più vecchiotti, dobbiamo arrivare a circa 1300/1400 giri motore per ottenere gli stessi risultati minimi mentre al massimo regime non è raro trovare anche 15V, supponendo che non sia affetto da problemi di anzianità.

Infatti è sovente trovare i vecchietti che non riescono a superare 14V (quindi caricano pochissimo la batteria ma il resto funziona).

Mentre l’impianto generale e le varie utenze sopportano benissimo queste variazioni senza problemi, le batterie ne soffrono in maniera critica.

È come avere un pessimo caricabatteria che, per di più, funziona male!

Esistono poi degli alternatori detti “maggiorati” o “di potenza” che esaltano le caratteristiche rispetto a quelli di “serie”.

In pratica rendono disponibili tensioni massime (e più stabili) gia a basso numero di giri con correnti molto più alte. In ogni caso non sono scevri dai problemi dei classici alternatori.

Tra questi sopra elencati vi sono anche quelli detti “nautici” che non si differenziano per le caratteristiche elettrice ma solo nei i materiali ed accorgimenti costruttivi per una lunga durata in ambiente salino.

Logicamente i costi salgono a dismisura (anche oltre il 100%) rispetto ai tradizionali vanificando la convenienza per il barcarolo medio.

 

Regolatore di Carica

Questo è un accrochio che si pone tra l’alternatore ed il ripartitore di carica o, in altri modelli, tra il ripartitore e la batteria.

Il modello da applicare tra il ripartitore e la batteria fa si che non si superi il valore massimo di tensione per la corretta carica della batteria preservandola da sovraccariche.

Si capisce da soli che non ha nulla da fare se il motore, girando al minimo, non fornisce il  valore massimo di tensione, quindi è utile ma non carica con basse tensioni prodotte dall’alternatore.

Discorso completamente diverso per quelli che si applicano tra l’alternatore ed il ripartitore (in pratica direttamente sull’alternatore).

Questi vanno a modificare il “regolatore interno” dell’alternatore facendo in modo che anche a basso numero di giri si abbia la tensione giusta per la ricarica, e limitandola qualora troppo alta (causata dall’aumento dei giri motore).

Devono per forza essere equipaggiati con varie protezioni, tra cui indispensabile quella della temperatura batteria e gradita quella alternatore.

Questo perché si lavora con alte correnti, non direttamente controllate, che possono causare surriscaldamenti dei prodotti collegati oltre a farli lavorare diversamente dal progetto originale.

Sono usati molto in campo velico dove si necessita di tanta energia durante e dopo lunghe navigazioni senza motore.

Vista la non immediata installazione, di questi ultimi, (bisogna “aprire” l’alternatore installato) si consiglia di rivolgersi ad un “tecnico” degno di fregiarsi di tale titolo.

Come ben sappiamo, in ambiente nautico ogni “modifica” risulta estremamente difficile e quindi onerosa soprattutto per una radicata ignoranza e non per la reale complessità.

Dico questo perché ho constatato che, come in tutti i settori di “opera manuale”, tutti sanno fare tutto e conseguentemente nessuno sa fare niente.

Quindi anche nelle applicazioni o modifiche tecniche nel settore nautico troviamo “elettricisti” che si improvvisano elettronici (e viceversa) senza avere ben chiaro quello che stanno facendo.

Per le mie conoscenze attuali e le molte prove nello specifico, posso solo consigliare di portare a bordo circa il 50% in più di quello che reputiamo necessario, anche a scapito di pesi ed ingombri, sempre e assolutamente guarnito da un ottimo impianto di ricarica fondamentale per riempire quei serbatoi di energia.

 

Vi prego di leggere ad occhi chiusi per l'esposizione, la grammatica e non solo, non sono consono scrivere!

 

Per i contenuti ho cercato di rendere il tutto facilmente comprensibile al profano ma probabilmente non ci sono riuscito quindi se avete domande, dubbi, perplessità, io Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. E' necessario abilitare JavaScript per vederlo.

 

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