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Batterie e Vita utile

Alla luce dell'imminente invasione di "Sistemi di Accumulo" dell'energia elettrica, in particolare quelli legati agli impianti fotovoltaici, vorrei fare qualche riflessione sulle "Batterie Ricaricabili" in generale, anche se si tratta di un settore molto specialistico, quasi esclusivamente riservato a soli addetti ai lavori.


Indice

Breve storia di un Telefonino

Nei primi anni 2000 ho acquistato un cellulare per uso lavorativo, il Nokia 6310i, telefonino che a quel tempo era molto evoluto e dotato di svariate funzioni adatte proprio a chi doveva farne un uso professionale, quali ad esempio il Diario, i profili delle suonerie, l'interfaccia bluetooth, il software per la gestione del cellulare da PC, ecc.
Come tutti i telefonini, si trattava di un dispositivo dotato di batteria ricaricabile, e precisamente una batteria agli Ioni di Litio (la BPS-2) che garantiva oltre 15 giorni di Standby.

Nokia_6310i.jpg

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Naturalmente nella confezione era compreso il caricabatteria, di tipo switching (e quindi compatto e leggero) che provvedeva alla carica "rapida" e cioè in circa 2-3 ore.

Nokia_Charger_6310.jpg

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Questo telefonino, a circa 10 anni di distanza, è ancora perfettamente funzionante, batteria compresa. Certo, non è più il telefonino che uso per lavor ma lo utilizzo solo per le telefonate "domestiche", ma la batteria originale continua ad assicurare circa una settimana di Standby.
E' vero che da circa 5 anni questo è il mio telefono di "riserva" (non fa più 2 minuti di telefonate la settimana!), ma 7 giorni di standby mi sembrano in ogni caso una prestazione più che dignitosa per una batteria che ha 10 anni di vita.


Ma c'è il trucco

In tutta questa storia c'è comunque lo zampino di chi, come il sottoscritto, cerca di usare le cose con parsimonia.
Certo ho avuto anche un colpo di fortuna : un giorno, dopo che avevo il telefonino da qualche anno, mi è capitato tra le mani il caricabatteria di un vecchio telefonino della stessa marca ma di tipo economico (o entry-level, come si usa dire oggi).

Nokia_Charger_54004827.jpeg

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Si trattava cioè di un caricabatteria di tipo tradizionale, a trasformatore e quindi pesante, ma che avendo una corrente in uscita molto bassa effettuava la carica del telefonino in modo molto lento, solitamente lasciando il cellulare "sotto carica" per tutta la notte.
Vedendo che il connettore era lo stesso, come anche la tensione in uscita, mi son chiesto :
"Ma perchè non caricare il mio cellulare con questo caricabatteria ? Non sarebbe un modo per trattare la batteria con più delicatezza e quindi allungarne la vita ? ".
Da quel giorno ho praticamente caricato sempre il cellulare utilizzando il caricabatteria "economico".
Inoltre, saltuariamente, scarico tutta la batteria lasciando che il telefonino arrivi a scaricarla fino a spegnersi.
Il risultato è stato sorprendente : la batteria dopo 10 anni non è ancora da buttare.

Gli anni di garanzia

Le batterie, come qualunque oggetto immesso sul mercato, godono di una Garanzia espressa in anni.
Purtroppo però questi "periodi di garanzia" sono riferiti a situazioni in cui la batteria praticamente non viene mai ustata, come avviene ad esempio all'interno dei Gruppi di Continuità (gli UPS). Si tratta cioè di dispositivi nei quali la batteria viene mantenuta sempre carica al giusto livello e usata in modo estremamente sporarico, diciamo.... un paio di volte l'anno !
Per i Sistemi di accumulo che vengono proposti nel settore fotovoltaico il discorso invece è molto diverso, perchè si tratterebbe di batterie alle quali è richiesto quotidianamente di effettuare un ciclo di carica e scarica, con quantitativi di energia in gioco veramente "notevoli" (ad esempio 6 kWh).

energy-policy-reconciling-energy-storage

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Un grafico per chiarire

Le batterie stazionarie che attualmente vengono destinate ai sistemi di accumulo sono batterie che hanno un utilizzo molto "intensivo" tanto che bisogna utilizzare tutta la tecnologia disponibile per non accorciarne tropoo la vita.
Ma per determinare la vita di queste batterie non ci si deve riferire agli anni di Garanzia indicati dal costruttore, ma al numero di clicli di CARICA e SCARICA che la batteria può fare nella sua vita utile. Inoltre, il numero di cicli dipende da quanto "profonda" è ciascuna la scarica.
Il grafico qui sotto mostra appunto quanti cicli di carica-scarica può fare una batteria stazionaria di tipo ermetico a seconda di quanto la si scarica per ogni ciclo.

Yuasa_cycle-service.jpg

Yuasa_cycle-service.jpg

Come si può vedere, scaricando la batteria solo del 30%, la batteria "dura" 1500 cicli, numero che per un sistema di Accumulo significa circa 4 anni di vita.


Morale della favola

Come visto con la batteria al Litio del Callulare, effettuando lentamente sia le operazioni di scarica che quelle di carica si ottiene un allungamento della vita della batteria.
Inoltre, l'elemento fondamentalmente per questi dispositivi è che si devono evitare le scariche troppo "profonde"; si deve cioè evitare di estrarre dalla batteria troppa energia, ad esempio cercando di non oltrepassare mai il 50%. Inogni caso, a prescindere dal tipo di tecnologia utilizzata, il miglior modo di allungare la vita di una batteria è quello di non "stressarla" troppo.


PS : il sottoscritto non è un esprto di batterie ; ho solo esposto alcuni dei concetti che ho recentemente appreso.

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Commenti e note

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di ,

Grazie di questi chiarimenti sulle batterie dei telefonini. Esse sono decisamente e di gran lunga l'elemento più di rottura, nel senso di rottura di cabasisi. Speriamo che arrivino presto quelle che rompono di meno! Se puoi tienici informati!

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di ,

Per quanto ne so, riguardo alle batterie agli ioni di litio, il danno dovuto da una carica veloce è il calore generato. Quste batterie si ossidano come una mela sbucciata e in modo maggiore se sono a livelli bassi. Così come innescano reazioni particolari se, come detto, si scaricano a fondo, non so, pensa ad una mela tritata: diventa nera a vista d'occhio! :) Quindi anche il calore accelera la reazione. Il risultato? Nei portatili levare la batteria se non si usa, per il semplice motivo che altrimenti rimane più calda. Come detto, non usarla fino in fondo e comunque se si sta alla scrivania per molti giorni non serve usare la batteria, tenerla intorno al 40% come regola di stoccaggio detta e messa da parte. In questo modo l'autoscarica non la porta a livelli critici e il tasso di ossidazione è inferiore. Negli smartphone&co, si farà quel che si può! Basta anche una preghiera. Per il resto, non hanno effetto memoria e tollerano correnti molto alte di carica, ma come detto, ci sono dei side effects! ;)

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di ,

Ringrazio tutti per la partecipazione e per le gentili risposte.
@Russel - In effetti tutte le batterie hanno una "vita utile", vita che a dirla breve è il numero di cicli di carica e scarica (poi sono da buttare), so comunque che stanno arrivando per batterie che garantiscono prestazioni molto più elevate (ai sali fusi di sodio, ecc.....)
@Mir - Non penso che ci sia differenza sul comportamento degli alimentatori a seconda della tecnologia, penso sia fondamentalmente una questione... economica.
@LucaB82 - Le possibilità di fare impianti con accumulo le decidono l'Autorità per l'Energia ed il CEI; comunque di impianto ne ho fatto... solo uno !!
@Piertoni - 450 ricariche : esatto, i vecchi telefonini "stressavano" le batterie molto meno !

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di ,

Una semplice ed interessante considerazione quella esposta. Spesso non si presta molta attenzione alla modalità di ricarica delle batterie di dispositivi elettronici proprio come hai giustamente osservato "stressando la batteria" con lunghe e ripetute ricariche senza avere l'accortezza di far seguire alle batterie dei regolari cicli di carica-scarica come previsto per quel tipo di batteria, e in questo senso ci si dovrebbe dapprima documentare sulle caratteristiche specifiche per il tipo di batteria presente sul dispositivo. Ho cambiato il mio smartphone proprio qualche giorno fa per alcuni difetti che presentava, oltre quello della batteria che di recente era scesa di molto nei tempi di durata, ovviamente non nascondo che la mia attenzione sui cicli di carica-scarica sono stati pressochè nulli ... starò più attento sul nuovo smartphone. :) L'aspetto carica batterie lineare vs switching sarebbe interessante approfondirlo.

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di ,

Molto interessante. In effetti nel mio piccolo non mi ero mai soffermato molto sul numero di cicli di carica di una batteria e delle condizioni delle cariche stesse. Mi viene comunque da pensare che una batteria in eterno non potra' mai durare, ovvero come spesso capita si ha che dopo N anni la batteria sia probabilmente da buttare in ogni caso. Quindi una buona ottimizzazione che vedo saltare fuori nella tua trattazione sarebbe quella di bilanciare il livello di stress della batteria in modo da portare fino alla vecchia la batteria, fino a vederla cedere proprio nei tempi per cui si prevede la sua scadenza. Chissà se è realmente una specifica che si puo' pensare di mettere in progetto per la grande produzione, allo scopo di avere un risparmio economico diluito nel tempo, e un regalo per l'ambiente... non mi dispiacerebbe.

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di ,

Una considerazione che mi viene da fare: la batteria del telefono ti dura dieci anni, ma ricaricandola ogni 15 giorni tu fai 365*10/15=243 cicli di ricarica. La batteria degli smartphone dura notoriamente 1-2 giorni, in due anni si arriva a 450 ricariche. A quel punto potrei dire che è ovvio che durino molto meno.

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di ,

Buongiorno Marco, volevo capire a due anni dalla possibilità data dall'ENEL di fare impianti fotovoltaici con accumulo, quanti ne hai seguiti?? Non per sapere gli affari tuoi sai, è per fare una statistica. Ciao

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