Ricaricare le batterie: una panoramica

7 maggio 2009 - autore

Ricarica delle batterie

Attenzione: per leggere una versione più aggiornata di questo articolo, che spiega come migliorare la carica delle batterie utilizzando l'alternatore del motore, clicca qui. Il resto dell'articolo rimane attuale.


Nell’articolo precedente abbiamo visto come calcolare il fabbisogno giornaliero di energia elettrica.

La stessa quantità di corrente che viene consumata dagli apparecchi elettrici in funzione a bordo dovrà in qualche modo essere fornita alle batterie per evitare che queste si scarichino completamente.

Per ricaricare una batteria al piombo ed elettrolita da 12 Volt, dobbiamo applicare ai suoi poli una tensione compresa circa tra 14.4V e 14.7V. Questo assicura una ricarica completa (cioè vicina al 100% della capacità nominale della batteria) in tempi abbastanza rapidi.

Quando la batteria è completamente carica, bisognerà portare la tensione applicata a 13.8 Volt, per evitare danni da surriscaldamento alla batteria stessa. La tensione di 13.8 Volt non aumenta ulteriormente la carica della batteria, ma si limita semplicemente ad evitare che questa possa perdere parte dell’energia accumulata anche se non sottoposta a nessun carico. Le batterie al piombo sono infatti soggette ad un fenomeno detto autoscarica, che ne causa un lento, ma progressivo scaricamento.

Ma non sempre i dispositivi deputati alla ricarica delle nostre batterie sono così sofisticati da applicare queste strategie di ricarica.

Badate bene: una batteria si caricherà ugualmente anche se gli viene applicata una tensione di 14 Volt. Solo che lo farà più lentamente ed in modo incompleto, cosicché al termine del processo di ricarica ci troveremo con la batteria all’80% invece che al 100%

Il modo più semplice e più utilizzato per ricaricare le batterie quando non siamo in porto è quello di far girare il motore e con esso l’alternatore.

L’alternatore non è altro che un generatore di corrente. La corrente generata dall’alternatore non è direttamente utilizzabile per caricare le batterie, ma deve essere prima trasformata in corrente continua e portata ad una tensione stabile e compatibile con la ricarica (i famosi 14.7 Volt).

Il regolatore di tensione è un congegno elettronico che di solito è parte integrante dell’alternatore stesso e svolge proprio questo compito.

Normalmente i regolatori montati sugli alternatori non sono apparecchiature elettroniche molto sofisticate e quindi producono una sola tensione in uscita che, per evitare di danneggiare la batteria quando è già completamente carica, solitamente è un po’ più bassa di 14.7V. Diciamo 14.3 – 14.4

Per quanto detto in precedenza, già si capisce che un alternatore non potrà mai caricare una batteria al 100%. Poco male per chi costruisce alternatori, infatti questi sono pensati per caricare batterie su mezzi che usano prevalentemente il motore (tipicamente autoveicoli) e quindi non è un problema se le batterie arrivano al massimo all’80-85% di carica. Ma per noi velisti quel 20% in più è importante, no?

Come se non bastasse, molte barche sono dotate di un ulteriore dispositivo elettronico chiamato ripartitore di carica, che viene installato a valle del regolatore di tensione ed ha il compito di suddividere la carica tra gruppi diversi di batterie (per esempio la batteria dei servizi e quella per l’avvio del motore), dirottando più corrente verso la batteria più scarica e meno sull’altra.

L’idea di per sé sarebbe geniale, se non fosse che… questo ripartitore di carica provoca una piccola caduta di tensione ai morsetti della batteria, dell’ordine di qualche decimo di Volt, ma sufficiente a ridurre ulteriormente la capacità di ricaricarsi delle nostre batterie.

Ecco che quindi la ricarica delle batterie per mezzo dell’alternatore è sconsigliato. Non solo per il fatto che costringiamo il nostro povero motore a girare e a consumarsi quasi inutilmente, ma anche perché questo metodo non ci consente una carica completa.

Il metodo funziona discretamente bene quando la batteria è molto scarica, ma perde in efficienza via via che la carica aumenta. Quando la batteria è vicina al 70% della sua capacità nominale, la corrente che l’alternatore riesce ad inviare è davvero bassa: soltanto pochi Ampere. Lo potete facilmente verificare anche voi (come ho fatto io) utilizzando una semplice pinza amperometrica sul filo che dall’alternatore va alla batteria.

Morale: se volete proprio continuare ad utilizzare l’alternatore, è inutile (o quasi) acquistarne uno più potente (i 60-70 Ampere dei più comuni alternatori bastano ed avanzano). Sarebbe molto più vantaggioso sostituire il ripartitore di carica con un classico switch manuale (un interruttore che consente di selezionare manualmente quale batteria ricaricare) oppure… installare un regolatore di tensione più sofisticato che compensa le varie cadute di tensione e provvede a fornire alle batterie la giusta tensione di ricarica utilizzando algoritmi sofisticati.

(Aggiornamento: oggi esistono dei prodotti elettronici che si installano a valle dell'alternatore e non solo sostituiscono il ripartitore di carica migliorandolo, ma riescono anche a ridurre sensibilmente il tempo di ricarica. Per approfondire clicca qui.)

Un altro modo di ricaricare le batterie consiste nell’utilizzo di un generatore elettrico.

Senza considerare quelli installati fissi a bordo, prerogativa di barche da una certa dimensione in su, in commercio se ne trovano di tutti i tipi e per tutte le tasche. Sui 1000 euro, ma anche meno, si possono trovare dei generatori da 1 – 1.5 KW con motori a quattro tempi, abbastanza silenziosi e parchi nei consumi. Ma esistono anche a meno di 100 euro dei generatori made in China da 600-800W con motori a due tempi, che fanno comunque il loro lavoro.

Tenete presente che se l’utilizzo del generatore è finalizzato alla sola ricarica delle batterie, un modello da 600W è più che sufficiente.

Se avete a bordo un carica batterie da banchina, la cosa migliore è attaccare l’uscita a 220V del generatore direttamente alla presa 220V della barca. In questo modo la circuiteria elettronica del vostro carica batterie provvederà a ricaricare ottimamente le batterie ad esso collegate.

Diversamente, assicuratevi che l’uscita a 12V del generatore (presente su quasi tutti i modelli in commercio, anche quelli cinesi!) sia direttamente utilizzabile per la ricarica (vedi sopra). Altrimenti anche in questo caso dovrete dotarvi di un regolatore di tensione adatto.

Il generatore è abbastanza pratico ed offre corrente a volontà. Io stesso ho provato un’estate ad utilizzarne uno cinese pagato 80 euro all’ipermercato, ed ha svolto il suo compito egregiamente.

Gli unici inconvenienti sono legati al rumore (odio far rumore quando sono in rada e non mi sono simpatici quelli che lo fanno), al consumo di benzina, benché quasi irrisorio (mezzo litro per ogni ora di funzionamento, nel mio caso) ed all’inquinamento prodotto (siamo o non siamo velisti ecologici?)

Morale: dopo un’estate l’ho messo in cantina.

Utilizzare il vento od il sole per produrre energia elettrica, invece, mi ha sempre affascinato.

Un generatore eolico può essere un modo molto efficiente per ricaricare le batterie, a patto però che il vento soffi almeno a 13-15 nodi. I generatori eolici per uso nautico sono parecchi e nelle pubblicità molti vantano produzioni di corrente elevatissime, giurando di generare 40-50 Ampere (corrispondenti a 500 Watt di potenza generata).

Tutto vero, naturalmente. Ma vi consiglio, prima di procedere all’acquisto, di dare un’occhiata al grafico della produzione di corrente in funzione dell’intensità del vento. Spesso infatti avrete amare sorprese e vi accorgerete che sotto i 10 nodi di vento la corrente prodotta è davvero irrisoria (1-2 Ampere) e per arrivare a correnti intorno ai 5 Ampere bisogna contare su un vento di 15-20 nodi. E questo vento non è così facile trovarlo nei mesi estivi nei nostri mari, no?

Oltretutto il difetto dei generatori eolici è che quando c’è vento (cioè proprio quando servono) sono abbastanza rumorosi.

Quindi pensateci bene.

Aggiornamento: Oggi trovate in commercio generatori eolici molto efficienti ed anche silenziosi. Abbiamo testato per voi il SilentwindClicca qui per leggere i test comparativi, oppure clicca qui per approfondire sul generatore eolico Silentwind.  

L’ultima modalità per la produzione di energia elettrica che voglio prendere in considerazione è il fotovoltaico.

L’ho tenuta per ultima perché è quella che preferisco: è ecologica, adatta alle nostre condizioni climatiche estive e, nel mio caso, mi ha dato molte soddisfazioni, consentendomi nelle ultime due estati di raggiungere la tanto desiderata autonomia energetica a bordo. Con un solo pannello fotovoltaico da 85W riesco infatti a sopperire praticamente alla totalità dei consumi, potendo così restare in rada anche per una settimana di fila senza mai accendere il motore. A patto che ci sia il sole, naturalmente, ma questo in luglio-agosto non dovrebbe essere un problema…

Nel prossimo articolo parlerò più in dettaglio dei tipi di pannelli solari in commercio, le loro caratteristiche ed i loro costi, cercando di aiutarvi nella scelta del pannello fotovoltaico che fa per voi.

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Comments

Il fotovoltaico fatto da se,non ha i costi di quelli che sitrovano in commerco... il problema è l'assemblamento delle singole piastre che ho trovato da 1,5 V.....

Sandro Raffaelli   maggio 7. 2009 22:46

Sandro, ma cosa vuoi dire, che compri le singole celle e le assembli tu?
Mi sembra un'impresa da pazzi! Ma tu l'hai fatto? O ci hai almeno provato?

Roberto Minoia   maggio 8. 2009 11:54

Sono rimasta piacevolmente sorpresa quando ho letto i due articoli dettagliati sul panorama delle batterie e sulla loro ricarica.
Purtroppo se ne trovano pochi cosi' sul web!

Sto scrivendo la mia tesi di laurea sulle nuove tecnologie a idrogeno in campo nautico (motor yacht).
Sarebbe bello avere un articolo che nel dettaglio spieghi il funzionamento di una fuel cell a idrogeno!
Aspetto riscontri!
laura

laura   luglio 21. 2009 22:14

Ciao Roberto ho trovato molto utili ed interssanti i tuoi articoli sul fotovoltaico in barca. ho un miniton che uso per uscite giornaliere frequenti e notturne estive (quindi solo 1 batteria da 55Ah da auto, alimentazione luci e poco altro)
Con un pannello flessibile (diciamo 10watt) ed un regolatore di carica riesco a fare tutto? Consigli per giusta spesa e molta resa? grazie mille

claudio   luglio 30. 2009 15:05

Claudio, scusa se ti rispondo in ritardo.
Con un pannello da 10W ci fai davvero poco, perchè riuscirai a produrre al massimo 4-5 Ah al giorno in estate.
Vuol dire che ci tieni accesa una lampadina da 50W per un'ora, non è un gran che.
Un pannello di quel tipo può essere utilizzato per tenere cariche le batterie, evitando il fenomeno di autoscarica.
Ciao

Roberto Minoia   dicembre 4. 2009 18:19

Ciao.
Ero interessato a comprare questi tipi di pannelli,un numero di circa 6 da 130 watt,quello che mi chiedevo,ma ogni singolo pannello ha bisogno di una propria batteria,inverter,e regolatore di carica ?o posso utilizzare solo un componente di ognuno per 6 panneli?
Ed inoltre che tipo di voltaggio dovrei prendere per le batterie.

P.S: scusa ma sono totalmente inesperto.

grazie

lorenzo   marzo 8. 2011 21:22

Lorenzo, n pannelli, un solo regolatore di tensione, tutte le batterie che vuoi.
E poi lìinverter non ti serve. Cioè ti serve solo se devi trasformare la tensione a 220 V alternati.
Ciao

Roberto Minoia   marzo 8. 2011 21:55

in riferimento alla ricarica delle batterie. Ho un carica batterie da 40 amp con ripartitore, collegato a tre banchi batterie , 1 batteria motore 110 amp, 3 batt servizi 3x110 amp , 1 batt 110 amp elica di prua. Vorrei prendere un generatore 4 tempi per ricaricare quando sono in rada, sarà sufficiente da 700 Watt ??? ho sentito di generatori ad etanolo, avete notizie?

Filippo   marzo 21. 2011 14:56

Filippo, visto che hai un caricabatterie da 40A, un generatore da 700W va benissimo.
Anzi, anche se ne dovessi prendere uno di potenza superiore, non ti servirebbe, in quanto il caricabatterie più di 40A non eroga, quindi 40A*12V = 500W circa
Ciao

Roberto Minoia   marzo 21. 2011 15:04

In questo articolo proponi un "regolatore di tensione più sofisticato" della MasterVolt (il cui link purtroppo non è più raggiungibile..) mentre in un altro articolo in cui parlavi dei pannelli fotovoltaici ne proponevi un'altro della Steca. Domanda; ne hai montati due distinti, uno per l'energia prodotta dall'alternatore\i e l'altro per i pannelli fotovoltaici, o se ne potrebbe montare uno solo, ma buono, che tenga conto sia delle diverse fonti di entrate energetiche (alternatori, fotovoltaico, eolico etc) e sia delle diverse ricariche da fare ai vari gruppi batterie (servizi, avviamento..) ?

marco   luglio 27. 2011 12:35

Marco, io ne ho uno solo per il pannello,, perché l'alternatore ha già il suo regolatore "intelligente". Tuttavia credo sia possibile installare uno di potenza adeguata che possa provvedere a regolare la tensione di tutte le fonti di energia elettrica.
Ciao

Roberto Minoia   luglio 27. 2011 14:44

ciao volevo sapere delle cose, come faccio a calcolare quate ore ci vogliono per caricare una batteria da 50 ah o 100 ah con un fotovoltaico da 100 watt
o 50 watt a 12v.
con un'inverter a 220, quanti kw ricavo da un fotovoltaico di 100 watt o 50 watt 12v.
ho letto che per calcolare i watt della batteria devi moltiplicare i 12 volt con gli Ah della batteria, ma quanto dura in ore con 2 lampade da 20w luna la batteria.
per ricaricare una batteria da 50 Ah o 100 Ah, quante ore ci vogliono con 1 kw di corrente

ales   settembre 16. 2011 03:34

ciao ales....hai avuto in merito alla tua domanda x le ore di automia di 2 lampade?io ho lo stesso problema..xke voglio alimentare 2 lampade x almeno 8 ore...e non so ke pannello e battteria mettere...ciao ales...

valerio   gennaio 13. 2012 09:47

Buondì Roberto. Ho visto che esistono ( sennò mi sarebbe venuta vogia di inventarli) degli idro generatori Mi sembra un modo vantaggioso, soprattutto per il risparmio di spazio. Ne hai esperienza?

Michele Barro   gennaio 13. 2012 16:27

Ciao, non ho esperienza diretta, ma conosco chi li utilizza ed è molto soddisfatto.
Generano circa 6 Ampere a 6 nodi di velocità, mentre a 8 nodi arrivano già a produrre circa 10 ampere (a 12V)

Roberto Minoia   gennaio 13. 2012 16:37

Ho una Beneteau di 10 metri con due batterie da 70 amp ciascuna Queste sono entrambe motore e servizi. Esse sono cosi collegate ogni polo positivo ha uno staccabatteria manuale e i poli negativi di entrambe le batterie sono collegati con un solo staccabatterie. La barca è anche corredata di un alimentatore caricabatterie da banchina. Adesso ho acquistato un pannello solare da 100 what che vorrei montare fisso sulla tuga. Quando navigo a vela o sono in rada attacco una sola batteria avendo di riserva l'altra Ora le chiedo come posso fare a caricare le due batterie contemporaneamente (che io ci sia o meno in barca)? Ho peensato di costruire questo schema: Pannello-regolatore di carica-parallelatoresdoppiatore-batterie direttamente sui morsetti. Sono possessore anche di un gruppo elettrogeno cinese a due tempi (quello arancione) come posso usarlo? La ringrazio Tobia. P.S. se lei mi invia una sua e-mail le invio foto del gruppo elettogeno e del regolatore di carica cinese grazie

Tobia   ottobre 17. 2012 11:29

Un circuito batterie fatto in questo modo io lo modificherei subito.
Infatti se quando sei in rada utilizzi solo una batteria, devi essere certo che non le metterai mai in parallelo se non quando sono in carica. Altrimenti utilizzerai energia della batteria più carica per caricare quella più scarica. Situazione da evitare

Roberto Minoia   ottobre 17. 2012 11:42

Ragazzi una domanda, sto pensando di installare i pannelli a bordo. Se in pieno giorno e pieno sole le batterie sono completamente cariche, i pannelli possono alimentare direttamente il carico? o vanno sempre ad alimentare le batterie e il carico preleva dalle batterie? In quest'ultimo caso, se il carico non e' adeguato, le batterie continuerebbero a caricarsi oltre il dovuto e quindi a perdere carica... non so bene come funziona il sistema, mi aiutate?

francesco   aprile 24. 2013 14:12

Caro Roberto, ho modificato l'impianto dopo aver avuto un sacco di noie ed una batteria fuori uso. Ora voglio montare sotto un pannello fotovoltaico da 100 amp un regolatore di carica della alphaelettronica Join RHN20A/1 da 20 amp che ho già con un normalissimo switch meccanico a 4 in modo da poter scegliere 0 (non collegato a nessuna batteria (quando in moto alternatore e pannello fanno impazzire il mio contagire) 1 o 2 una o l'altra batteria e 3 tutte e due le batterie (esse sono da 70 amp) Domande 1) quando la barca è da sola posso attaccare il 3 (tutte e due le batterie? 2) quando sono in rada attacco la batteria che uso o quella in riposo.
Mi aiuti ?Grazie Tobia

Tobia Di Lorenzo   novembre 27. 2013 10:58

Ciao Tobia, il discorso è complesso per essere trattato qui. Mandami una email attraverso il form dei contatti, così ti rispondo in privato. Comunque credo che il tuo pannello sia da 100 Watt, non 100 Ampere Wink
Ciao

Roberto Minoia   novembre 27. 2013 12:03

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