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Di Tom Burden, Ultimo aggiornamento 5/29/2020

Tipi di batterie

Le batterie sulle barche gestiscono due tipi di compiti fondamentali, che sono l’avvio di un motore e l’esecuzione di carichi elettrici come luci, elettronica e accessori per periodi di tempo più lunghi. Per scegliere una batteria, bisogna prima determinare l’applicazione della batteria e poi scegliere una delle quattro tipologie di batterie: allagate, al gel, AGM o al litio.

Applicazione della batteria

Batterie di avviamento

Le batterie di avviamento, che azionano lo starter del motore della vostra barca, sono i velocisti del vostro sistema elettrico. Forniscono tra 75 e 400 ampere per 5-15 secondi, e poi vengono ricaricate in breve tempo dall’alternatore del vostro motore. Come tutte le batterie al piombo-acido, sono costruite con strati alternati di piastre negative e positive con isolamento tra loro.

Le batterie di avviamento hanno piastre più sottili e più numerose, fornendo una superficie extra per generare raffiche di corrente ad alto amperaggio. I due svantaggi di questa costruzione sono che le piastre sono relativamente fragili in ambienti ad alto impatto, e che le batterie di avviamento non tollerano scariche profonde, che riducono la loro durata di vita operativa.

Batterie a ciclo profondo

Il banco batterie della tua barca utilizza batterie a ciclo profondo, i maratoneti del sistema di stoccaggio. Alimentano i carichi elettrici sulla tua barca quando non è disponibile alcuna fonte di carica (caricabatterie da terra, alternatore del motore, generatore eolico o pannello solare). Consideratele una sorta di conto di risparmio in cui l’energia viene depositata o prelevata.

Paragonate alle batterie di avviamento, che forniscono alte raffiche di energia per brevi periodi, le batterie a ciclo profondo si riprendono completamente dopo essere state scaricate pesantemente per periodi più lunghi, perché il loro design prevede piastre più spesse con un alto contenuto di antimonio. Durante la notte, il loro uso potrebbe esaurire il 50-70 per cento della capacità della batteria, a seconda dei carichi domestici della barca. Quando le batterie vengono ricaricate, l’energia viene ridepositata nella banca e il processo, o ciclo, ricomincia. In generale, le batterie a ciclo profondo dovrebbero essere dimensionate per immagazzinare da tre a quattro volte la quantità prevista di energia da utilizzare tra i cicli di ricarica.

Batterie a doppio scopo

Con piastre grandi e spesse contenenti più antimonio delle batterie di avviamento e una chimica attiva in pasta di piombo, le batterie a doppio scopo sono un buon compromesso, tollerando scariche profonde che rovinerebbero una tipica batteria di avviamento. Poiché hanno una capacità di immagazzinamento inferiore rispetto alle batterie profonde di dimensioni comparabili, le raccomandiamo per le seguenti applicazioni:

• Runabout o altre piccole imbarcazioni a motore che utilizzano una singola batteria per entrambi i carichi di avviamento e di funzionamento a motore spento.
• Barche a vela con due batterie identiche utilizzate in modo intercambiabile per i carichi elettrici di avviamento e domestici.
• Barche con un banco di batterie che fa il doppio lavoro per le applicazioni domestiche e l’avviamento del motore.

Chimica delle batterie

Le batterie marine sono disponibili in quattro tipi chimici per diverse applicazioni: allagate, gel, AGM (Absorbed Glass Mat) e litio. Quale tipo scegliete si basa sulle vostre esigenze (ciclo profondo vs. avviamento), la capacità e la durata di vita che state cercando e il vostro budget.

Batterie al piombo puro a piastre sottili (TPPL) e al litio (Li NMC)

Le nuove tecnologie richiedono nuovi modi di pensare al sistema di batterie della vostra barca. Le batterie NorthStar TPPL sono tra le batterie AGM più avanzate al mondo. Sono fatte di piombo puro al 99,99% che viene laminato (non fuso) in piastre sottili. Combinando la bassa resistenza elettrica del piombo puro e la maggiore superficie delle piastre di piombo più sottili, possono accettare un amperaggio di carica molto più alto delle tipiche batterie AGM. Non solo si caricano incredibilmente velocemente, ma sono capaci di 400 cicli di carica/scarica con un’incredibile profondità di scarica dell’80%.

Queste batterie aggiungono opzioni intriganti per i navigatori di lunga distanza. Invece di installare un banco di batterie da 1000Ah e far funzionare il vostro diesel per sei ore, potete installare un banco TPPL da 500Ah e caricare più frequentemente, ma più velocemente. Oppure si può rinunciare a un gruppo elettrogeno e installare uno o più alternatori ad alta potenza, trasformando il motore di propulsione in una macchina di ricarica ad alta potenza. Il vostro diesel funzionerà per brevi periodi ma con un carico elevato (che vuole).

Le batterie al litio/nichel/cobalto/manganese, come quelle usate nei fuoribordo elettrici Torqeedo, pesano meno delle batterie al piombo, possono essere scaricate 800 volte al 100% di profondità di scarica e possono essere ricaricate in poco più di un’ora. Eccellono come banchi di batterie nelle barche elettriche, così come per altri compiti di batteria ad alte prestazioni.

Batterie inondate

Batterie inondate, a differenza di altri tipi, usano un serbatoio di acido solforico liquido e producono idrogeno e ossigeno quando la batteria è in carica. Le celle umide ventilate permettono ai gas di fuoriuscire nell’atmosfera, a differenza delle batterie al gel e AGM, che ricombinano i gas e li reintroducono nel sistema. L’idrogeno è un gas esplosivo, quindi le scatole e i compartimenti della batteria devono essere ventilati per far uscire il gas in modo sicuro.

Le batterie allagate richiedono un controllo periodico e le celle devono essere rabboccate con acqua distillata quando i livelli sono bassi. Poiché le batterie allagate non sono sigillate e permettono all’idrogeno in eccesso di fuoriuscire, gestiscono meglio il sovraccarico rispetto alle batterie al gel e AGM. Si autoscaricano ad un tasso più alto (dal 6 al 7 per cento al mese) e quindi richiedono una ricarica fuori stagione. Le pile a umido devono essere installate in posizione verticale e non tollerano grandi quantità di vibrazioni. Il loro costo iniziale è inferiore alle batterie AGM o al gel di dimensioni simili, e MOLTO inferiore al nuovo tipo di batterie al litio. Adeguatamente caricate e mantenute, le batterie deep-cycle a umido sono in grado di effettuare da poche centinaia a più di mille cicli di carica.

Batterie al gel

Le batterie sigillate, regolate da valvole (SVR) a elettrolito gel offrono vantaggi rispetto alle normali batterie allagate. Si autoscaricano solo al tre per cento al mese, gestiscono il maggior numero di cicli di carica per tutta la vita, non richiedono manutenzione, sono a prova di fuoriuscite, sommergibili e a prova di perdite. Una valvola di rilascio della pressione mantiene la loro pressione interna a un livello leggermente positivo, ma possono rilasciare la pressione in eccesso se necessario. Il design SVR elimina quasi del tutto la formazione di gas, quindi sono più sicure da installare intorno alle persone e all’elettronica sensibile (ma le batterie al gel e AGM devono ancora essere ventilate). Le batterie al gel, poiché sono sigillate, sono prodotte secondo standard di alta qualità. Hanno bisogno di una carica intelligente attentamente regolata per evitare danni.

Batterie AGM

Sono sempre più numerosi i diportisti che passano a questo tipo per un miglioramento delle prestazioni rispetto alle batterie allagate. Le batterie AGM (Absorbed Glass Mat), sigillate e regolate da valvole, sono caratterizzate da sottili separatori in microfibra di vetro altamente porosi, compressi strettamente tra le piastre positive e negative della batteria, che vengono saturate con un elettrolita acido appena sufficiente ad attivare la batteria. Durante la carica, le valvole a pressione di precisione permettono all’ossigeno prodotto sulla piastra positiva di migrare verso la piastra negativa e ricombinarsi con l’idrogeno, producendo acqua. Oltre a fornire la stessa saturazione su tutta la superficie delle piastre positive e negative della batteria, le fibre dei densi tappeti di vetro si incorporano nella superficie delle piastre come i tondini di rinforzo nel cemento, fornendo più supporto alle piastre e una migliore protezione dagli urti e dalle vibrazioni rispetto alle batterie convenzionali.

Le batterie AGM ad alta densità hanno una resistenza interna inferiore, permettendo una maggiore potenza di avviamento e accettazione della carica, fino al 45% della capacità totale della batteria, e una ricarica più veloce rispetto ad altri tipi di batterie a ciclo profondo. Una lunga durata, un basso tasso di autoscarica del tre per cento e prestazioni eccezionali rendono le batterie AGM eccellenti batterie a doppio uso per i diportisti che richiedono la ricarica più veloce, una rapida potenza di avviamento e una capacità di ciclo profondo affidabile.

Cosa cercare nelle valutazioni delle batterie

Funzioni di avviamento: la quantità di potenza disponibile per l’avviamento viene misurata in diversi modi.

CCA contro MCA: Le due misure di potenza comuni sono CCA (Cold Cranking Amps, il numero di ampere che una batteria può fornire per 30 secondi a 0°F mantenendo la sua tensione sopra i 7,2 volt) e MCA (Marine Cranking Amps, simile ma misurato a 32°F invece di 0°F). La ragione per cui gli MCA sono del 20-25% più alti dei CCA è perché le batterie lavorano meglio a temperature più alte.

I minuti di riserva indicano per quanto tempo una batteria può sostenere un carico di 25 ampere prima di scendere a 10,5 volt. Una batteria valutata a 150 minuti può far funzionare un carico di 25A per 2 ore e mezza (a 80°F). Le batterie di avviamento non sono usate per gestire carichi per lunghi periodi, quindi i minuti di riserva sono meno critici.

Dimensione: Le dimensioni del motore, il tipo e la temperatura ambiente determinano la dimensione della batteria di avviamento necessaria. Un’alta potenza di avviamento (e una batteria più grande) è richiesta per temperature fredde, motori diesel o motori a gas di grandi dimensioni e ad alta compressione. Il primo criterio di dimensionamento è quello di soddisfare il minimo CCA (se esiste) dichiarato dal produttore del motore o della barca. Se una batteria del gruppo 24, 550 CCA ha funzionato bene per cinque anni, si consiglia di sostituirla con un modello simile. Se, tuttavia, si metteva in moto troppo lentamente o si guastava dopo una stagione o due, suggeriremmo di cercare una batteria con un CCA o un MCA più elevato.

Funzioni di ciclo profondo: Le misure della capacità della batteria sono comunemente espresse in Ampere (Ah) e Minuti di riserva. Gli Amph misurano la quantità totale di energia che una batteria può fornire per 20 ore a un tasso di scarica costante prima che la tensione scenda a 10,5 volt. Ciò significa che una batteria da 200Ah può far funzionare un carico di 10A per 20 ore. La valutazione dei minuti di riserva è il numero di minuti che una batteria può eseguire un carico di 25A prima di scendere a 10.5V, proprio come con le batterie di avviamento. Una batteria a ciclo profondo del gruppo 27 con una valutazione di 180 minuti di riserva farà funzionare un carico di 25A per tre ore. I carichi domestici vanno da 5A a 25A o più. Gli ampere ore sono generalmente la misura più rilevante per le batterie domestiche.

Longevità: I produttori di batterie misurano la longevità scaricando le batterie piene ad una temperatura di 80°F fino a quando la loro tensione scende a 10,5 volt. Le batterie vengono ricaricate in condizioni controllate, e il processo viene ripetuto fino a quando la batteria non riesce a mantenere la metà della sua capacità nominale. Questa misura, chiamata durata del ciclo, mostra quanti cicli di scarica fornisce una batteria nel corso della sua vita. Questa capacità di cicli ripetuti è ciò che differenzia le batterie a ciclo profondo dalle batterie di avviamento, che non possono sopportare più di qualche scarica profonda prima di cominciare a cedere. Se non altro, la durata del ciclo fornisce una linea di base per confrontare una batteria con un’altra.

Consigli per le migliori prestazioni

Non importa quale tipo di chimica della batteria si sceglie, seguire queste raccomandazioni per ottenere le migliori prestazioni:

• Stare con una chimica della batteria (allagata, gel o AGM). Ogni tipo di batteria richiede tensioni di carica specifiche. Mischiare i tipi di batteria può portare a una carica insufficiente o eccessiva. Questo può significare sostituire tutte le batterie a bordo allo stesso tempo.
• Non mischiare mai le batterie vecchie con quelle nuove nello stesso banco. Anche se sembra che questo aumenterebbe la vostra capacità complessiva, le vecchie batterie tendono a tirare giù le nuove al loro livello deteriorato.
• Regolare le tensioni di carica in base alla temperatura della batteria e l’accettazione (manualmente o con il rilevamento) per massimizzare la vita della batteria e ridurre il tempo di carica. Assicurarsi che il sistema di carica sia in grado di fornire un amperaggio sufficiente per caricare i banchi di batterie in modo efficiente. Questo generalmente significa un alternatore con un’uscita che va dal 25% al 40% della capacità dell’intero banco di batterie.
• Mantenere le batterie pulite, fresche e asciutte.
• Controllare regolarmente i connettori dei terminali per evitare la perdita di conduttività.
• Aggiungere acqua distillata alle batterie al piombo acido allagate quando necessario. Mantenerle cariche. Lasciarle scariche per un certo periodo di tempo le danneggerà e ridurrà la loro capacità.
• Pulire la corrosione con una pasta di bicarbonato di sodio e acqua.