L’accumulatore AGM ha l’elettrolito assorbito in un separatore in fibra di vetro, mentre quello al gel ha l’elettrolito miscelato con polvere di silice a formare una “gelatina”. In entrambi i casi l’accumulatore non contiene acido liquido, posto invece in un feltro assorbente in microfibra di vetro che assorbe l’acido della batteria come una spugna, consentendo di utilizzare in modo più efficiente il ristretto spazio e volume della batteria; ciò si traduce quindi in una maggior corrente di spunto.
La batteria AGM consente di immobilizzare l’acido rendendolo al contempo disponibile per le piastre e facendo sì che le reazioni tra l’acido e il materiale della piastra avvengano rapidamente. Questa soluzione compatta aumenta la resistenza alle vibrazioni. Inoltre, l’auto-scarica delle batterie AGM è molto bassa (inferiore al 3% al mese), ma soprattutto la batteria di avviamento AGM ha rare perdite di acido e non ha necessità di rabbocchi.
Le piastre delle batterie VRLA
Le piastre delle batterie VRLA sono in lega di piombo e devono soddisfare i tipici regimi di scarica degli UPS. Variando lo spessore e la superfice di scambio delle piastre si determinano le prestazioni della batteria. Aumentando lo spessore delle piastre si aumenta la vita della batteria. Le griglie poi devono essere realizzate con una lega di piombo in grado di garantire alle piastre un’ottima resistenza meccanica e alla corrosione.
I contenitori e i coperchi delle batterie VRLA
Contenitori (vasi) e coperchi sono costruiti in materiali plastici resistenti agli urti e ritardanti le fiamme. Sul mercato sono disponibili batterie in ABS secondo la normativa UL 94 (Classe di auto-estinguenza elevata V-0). Materiali con una resistenza al fuoco minore (grado di auto-estinguenza HB, il minimo richiesto oggi dalla norma EN 62040-1 par. 7.5 Resistenza alle fiamme) sono accettati in molte applicazioni. Nelle batterie VRLA devono essere progettati in modo tale da sopportare pressioni interne pari ad almeno cinque volte la pressione di apertura delle valvole di sfiato.
Il separatore nelle batterie VRLA
I separatori rappresentano uno dei componenti fondamentali degli accumulatori a ricombinazione. Il separatore è caratterizzato da una resistenza interna molto bassa, che conferisce agli accumulatori un’ottima attitudine alle scariche rapide. I separatori avvolgono completamente e isolano tra loro le piastre di opposta polarità.
L’elettrolito delle batterie VRLA
L’elettrolitito è una soluzione acquosa di acido solforico di densità compresa tra 1,250 e 1,300 Kg/dm3 a 20°C, con caratteristiche di purezza adeguata.
La valvola di sicurezza delle batterie VRLA
Ogni singolo elemento è corredato da una valvola unidirezionale in gomma, la cui pressione di apertura deve essere regolata in funzione dell’applicazione e delle esigenze costruttive.
I terminali delle batterie VRLA
I terminali sono realizzati in modo da facilitare il collegamento tra i singoli monoblocchi con lamelle o cavetti con capocorda e minimizzare le cadute di tensione. Il passaggio dei terminali attraverso il coperchio è realizzato in modo da garantire la sigillatura ermetica fra terminale e coperchio.
Le connessioni interne fra gli elementi di un monoblocco sono saldate elettricamente attraverso i setti di separazione, cosi da rendere minima la caduta di tensione al passaggio di corrente e garantire la completa impermeabilità tra elementi contigui.
I terminali possono essere maschio o femmina (filettato), troncoconici, a bandiera. Batterie fino a 12Ah hanno terminali faston, altre tipologie hanno prevalentemente terminali M6 o M8.
L’accumulatore VLA non ermetico (vaso aperto)
Questo elemento deve il nome alla presenza di un eccesso di fluido elettrolita, dove le piastre di anodo e catodo sono completamente immerse. Durante la reazione di ossidoriduzione si verifica una perdita di idrogeno e ossigeno, per elettrolisi, per questo è necessaria una manutenzione periodica con relativo rabbocco di acqua distillata. Il peso di una batteria ad acido libero è molto inferiore rispetto ad una batteria AGM dello stesso amperaggio poiché le piastre sono più sottili anche se più numerose in quanto la sua caratteristica principale è quella di fornire una significativa corrente di spunto in Ampere (CCA).
La batteria è un sistema di accumulo di energia elettrochimica in grado di generare una differenza di potenziale che può far circolare una corrente elettrica in un circuito finché l’energia non è esaurita.
Quali sono le batterie più usate con gli UPS e i raddrizzatori?
Le batterie più frequentemente utilizzate nel mercato degli UPS, sia standard che industriali, e dei raddrizzatori sono le batterie al piombo ermetico VRLA (AGM o GEL).
Quali terminali sono consigliati per le batterie VRLA?
Non esiste un terminale migliore di un altro, tutti sono validi. L’importante è seguire nel montaggio della batteria tutte le indicazioni fornite dai costruttori di batteria, reperibili sui relativi data sheet, rispettando in particolare le indicazioni sui serraggi. Normalmente un terminale femmina filettato agevola il lavoro di collegamento di monoblocchi in serie, riducendo parzialmente i tempi di lavoro.
Le batterie ermetiche VRLA possono emettere idrogeno?
Sì, le batterie ermetiche VRLA possono emettere idrogeno (insieme ad ossigeno) in condizioni particolari ed indesiderate. Per questo motivo i monoblocchi VRLA hanno tutti una valvola di sicurezza (da cui l’acronimo VRLA – Valve Regulated Lead Acid) che consente la fuoriuscita di idrogeno quando il monoblocco non riesce a riassorbirlo.
Le batterie VRLA possono essere installate in contenitori sigillati?
Assolutamente no! La fuoriuscita di idrogeno in caso di stress di una batteria VRLA all’interno di un contenitore, ma anche di un locale, ermeticamente chiuso, trattiene l’idrogeno al loro interno e questo comporta un pericolo di esplosione. L’idrogeno deve poter defluire e disperdersi all’esterno. La sua dispersione è tanto più necessaria all’interno di sale batterie.
Le batterie VRLA sono esenti da manutenzione?
Se per manutenzione ci si riferisce solo alla necessità di rabbocchi dei monoblocchi con acqua distillata la risposta sarebbe sì. Ma la batteria, tutte le batterie, necessitano di ben altri controlli dopo la loro installazione: controllo dei serraggi, della temperatura, della solfatazione sui terminali, ecc. Ma soprattutto necessitano di controlli dell’affidabilità di ogni singolo monoblocco nel tempo. Per questo è necessario, nella maggior parte dei contesti industriali, ospedalieri, nei data center, nelle telecomunicazioni e nella supervisione dei sistemi di trasporto, disporre di sistemi di monitoraggio avanzati che forniscono quindi dati certi, assoluta sicurezza degli operatori, protezione dei carichi durante i test. Elettro prone sul mercato il ssistema SMART. Contattateci per avere tutte le informazioni utili per il vostro installato.
Perché è importante controllare ogni singolo monoblocco?
In un UPS, in un raddrizzatore, a monte di un inverter e in moltissime altre applicazioni, le batterie sono costituite da monoblocchi collegati in serie (non importa il numero). Il guasto, l’inaffidabilità di un solo monoblocco, interrompe la serie e porta a zero l’energia fornibile da quella batteria.
Quali accessori devono essere forniti con le batterie VRLA?
Come accessori devono essere sempre fornite le connessioni tra i monoblocchi (piastre in rame o cavetti di adeguata sezione), la relativa viteria, i coprimorsetti di protezione (plastica o gomma) ed eventualmente, se richiesti, gli adesivi per la numerazione dei monoblocchi e la tabella descrittiva della batteria da mettere in evidenza nel luogo di installazione. Come ‘accessorio’ non dimentichiamo i data sheet della batteria e le istruzioni di montaggio.
Cosa significa e a che cosa serve il lay-out di una batteria?
Il lay-out di una batteria è il disegno della disposizione dei singoli monoblocchi in una serie. Sia che la batteria sia montata in un armadio o su scaffali, il lay-out serve a determinare il numero e la lunghezza delle connessioni tra monoblocchi, quindi gli accessori di base, a cui si aggiungono i collegamenti, di misura variabile, tra piano e piano, in quanto su un ripiano (armadio o rack) sarà montata solo una parte della batteria e serviranno quindi più ripiani che dovranno essere collegati tra loro.
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