Batterie "Cilindriche"....... Quadrate!

[maxlinux2000]

è calcolato prendendo spunto dal manuale inglese "secondary battery" del 1800 e rotti.
Nella sezione delle batterie Kabath c'è una tabella che spiega tutto.
Naturalmente i 65Ah si raggiungon o dopo diversi mesi di formazione.

[Ferrobattuto]

Ieri ho staccato gli elementi dalla carica. Densità a fine carica completa, anche con un surplus aggiuntivo: 1280g/L circa per tutti.
Messi in scarica coi "soliti" 100mA, vedremo quanto impiegano per arrivare ai 10,5V canonici, poi proseguirò ancora per vedere eventuali "code" di scarica.

La tabella che hai preso in considerazione per calcolare la capacità delle eventuali "batterie a pozzetto" ( (woot) ) è questa?



Mi sono dato una scorsa un po' a tutto il libro, e veramente mi pare buono, peccato sia in inglese, ma con un po' di sforzo bene o male si capisce. :: )
Mi sembra di capire che per uno spessore del metallo di 2mm, dia 880cmq per Kilo e 8,8Ah per Kilo.

[maxlinux2000]

forse la tabella era quella, non ricordo bene.
cmq ho ritrovato il post dove facevo tutto il ragionamento, ed è stato controllato a suo tempo, quindi spero che sia giusto

http://energiaalternativa.forumcommunit ... y272867196

[Ferrobattuto]

Oggi ho comprato un pozzetto, 30x30x30, da un altro rivenditore a € 6,40 compreso il coperchio. Probabile che se glie ne chiedo 32 mi faccia ulteriori sconti.
Le misure interne reali sono 25,5 x 25,5 x 27cm, per cui le piastre potrebbero venire da 25x20. Rifatti i conti, sempre 50 piastre da 2mm, sarebbero comunque circa 5mq di superficie affacciata, 5dmq di piombo per un peso di 57,6Kg circa.
Dalla tabella sopra risulterebbe: 8,8 x 57,5 = 506,88Ah che a 64V nominali diventano 32.440W. 32Kw..... (woot)
Naturalmente dopo molti cicli di formazione, ma la "formazione" si fa durante l'uso. Dopo qualche ciclo di carica e scarica a vuoto tanto per avviare il processo, poi si potrebbero mettere in funzione, e col passare del tempo formarsi da sole. Per i primi tempi la capacità sarebbe molto bassa, ma poi aumenterebbe via via ad ogni ciclo.
Almeno questo è quello che penso io.
Resta il problema del peso, ma questo tipo che ho preso mi sembra più robusto di altri che ho visto in passato, Poi anche il problema della decappatura con acido nitrico, che quì mi è difficile trovarlo, ma potrei ovviare con una sabbiatura. In ultimo il problema della "movimentazione", sono parecchi Kg e spostarli sarebbe un casino, ma si potrebbero assemblare due "pacchi" di piastre per contenitore e durante gli interventi spostarne uno la volta, ma ci si penserà su.....

[maxlinux2000]

io fossi in te non supererei i 25-30kg.... poi a spostarli considerando il peso del piombo e dell'elettrolita è un casino.
Mettici meno piastre dentro alla cassetta, cosí non rischi di avere poco elettrolita e mantieni una densità più costante.

Per l'acido nitrico.... hai chiesto al consorzio agrario? qui lo usano come concime per i citrici.
Naturalmente te lo danno diluito, ma tanto a te serve al 2%...

[Hal9000]

Mah.. non so, tra il costo dei pozzetti e della lamiera di piombo alla fine vai a spendere più o meno come delle commerciali tubolari, se consideri i problemi come:
1) corrosione dei punti si saldatura
2) distaccamento di scaglie o polveri di materia attiva che si depositano sul fondo
3) inevitabile corrosione totale del sottile foglio di 2mm sul positivo

alla fine da delle batterie plantè realizzate con fogli di lamiera otterrai una vita utile simile alle batterie con piastre positive tubolari di tipo commerciali, considerato che la spesa è sullo stesso ordine di grandezza per come la vedo io conviene prendere già fatte tubolari.

Preferisco il metodo del contenimento meccanico delle materie attive con forti spessori sia di ossido che della piastra collettrice positiva, minimo 5mm, con colata unica degli elettrodi, ovvero senza nessuna saldatura che possa corrodersi, che alla fine è l'unico metodo mai realizzato a livello commerciale e mi pare anche di intuire il motivo, venderebbero solo 1 volta ad un cliente perchè poi durerebbe una vita

Alla fine l'autosoctruzione richiede molto tempo e dedizione, ma ho deciso di intrapprendere questa strada per eliminare tutti i difetti delle batterie commercialmente disponibili, quindi a mio avviso costruire delle batterie che hanno ancora dei difetti in comune a quelle commerciali non conviene, tanti meglio cmomprarle o recuperarle usate (se si è fortunati).

Credo di averlo già scritto altrove ma non ricordo dove, perdonatemi se mi ripeto, ma mi piace sempre riassumere i problemi e le soluzioni sulle batterie al piombo che in tutti questi anni di epserienza pratica ho riscontrato.
Problemi:
1) solfatazione
2) distaccamento materie attive (ossidi) con riduzione capacità e deposizione sul fondo di materiale che diventa inutile
3) corrosione piasta conduttiva positiva per effetto locale
4) corrosione punti di giunta/saldatura con collettore/polo esterno
5) deposizione piombo e ossidi nei separatori che provocano corti

Soluzioni:
1) elettronica esterna, ovvero ricarica con rilasci induttivi (desolfatatori vari)
2) contenimento meccanico in sede degli ossidi con materiali inerti alle reazioni chimiche interne, per esempio plastica (PP, PVC, ecc...)
3) piastra conduttiva/collettrice di elevato spessore, da esperienza minimo 5mm per durate eccezzionali
4) colata unica di tutta la piastra conduttiva che fà da anima, fino al polo esterno, senza riprese e saldature, altrimenti anche se la piastra spessa dura 50 anni poi le giunte si corrodono in 5-10 anni e fanno arco voltaico con pericolo di inneschi ed esplosioni (specialmente sui banchi ad alta tensione)
5) grazie al contenimento meccanico degli ossidi del punto 2 si può evitare di usare i separatori e si tengono gli elettrodi distanziati, per esempio 1-2cm, in modo che l'acido libero sia il separatore naturale, non ci sarà nessun posto dove il piombo/ossidi vaganti possano depositarsi tra un elettrodo e l'altro a formare corti

Le batterie nei secchi dell'altra discussione e quelle rettangolari in questa sono un tentativo di realizzare un accumulatore unendo tutte le soluzioni sopra elencate in modo da avere un accumulatore che possa essere considerato un investimento nel tempo, un investimento sia di tempo dedicato nel costruirle sia di denaro speso, poi viene da sè come effetto secondario che buona parte delle materie prime usate possono essere di recupero e quindi a conti fatti l'accumulo ottenuto è più vantaggioso economicamente per due ragioni:
1)si usare materiale di recupero come rottami di piombo da fondere e batterie rotte
2) essendo un accumulatore che dura una vita il suo prezzo totale è diviso su 40/60 anni invece che su 15

Non vorrei essere preso per un pazzoide, ma mi stò preparando per una produzione a catena e considero il tempo e i soldi che dedicherò al progetto mega-accumulo come un investimento per il futuro, un investimento per la mia "vecchiaia", sia le batterie fai-da-te che i pannelli sul tetto, tanto i contributi che pago allo stato li considero persi perchè con le incertezze moderne e le età pensionistiche che continuano a salire potrebbe anche essere che di tutti i contributi versati potrei anche non vedere una pensione

[Ferrobattuto]

Ma difatti l'idea mia è di costruirle partendo da piombo di recupero. Questo per dire che non ho intenzione di acquistare lamiera di piombo del commercio, altrimenti costerebbero davvero come le commerciali, forse anche qualcosina in più. Mi sono accordato con un robivecchi che mi porta tutto il piombo di recupero che trova, in cambio gli dò del ferro vecchio, più le vecchie batterie piccole che ho quì, in modo da non dover perdere tempo a ricavarci il piombo, più qualcosa di differenza. In questo modo non spendo un granché e rimedio il piombo che mi serve. Almeno finché dura, poi si vedrà.....
Per le saldature, non ho intenzione di farne. Se non per sigillare qualche fessura dai trasudi. In pratica tenderei ad unire i reofori delle piastre in un unico fascio, da saldare sui lati in modo da non intaccarne la continuità, e portare fuori il fascio compatto dal coperchio.
Dubito che lo sfaldamento del materiale attivo su 2mm di spessore assottigli troppo la piastra in breve tempo, ma nulla vieta dopo un certo numero di anni di...... Invertire la polarità. In questo modo la positiva più corrosa diventerebbe negativa e smetterebbe di corrodersi, e la negativa ancora pressoché intatta diventerebbe positiva. Resta il problema di fondersi le piastre, ma partendo da piombo metallico sicuramente i problemi sarebbero minori.

Nessuno oserebbe prenderti per pazzoide, sicuramente non noialtri del forum o chi ci si ferma, dato il lavorone che hai fatto fin'ora a casa tua, poi i tuoi esperimenti sono sempre ben ponderati e condotti con razionalità, compresi i fallimenti, impossibile avere dubbi. (woot)

[maxlinux2000]

béh... magari un po' matto lo è ma allora lo siamo tutti quelli di questo forum e ne sono felice.
Del resto se non ci fossero i matti.... o i visionari per meglio definirci... il mondo sarebbe un posto molto peggiore di quello che è.

concordo pienamente con hal ed ermete su tutto, a parte le dimensioni. Secondo me bisogna fare in modo che ogni elemento pesi al massimo 30kg... tutto compreso.... e sono già parecchi.
Se un giorno dovessi spostare 65 secchi come quelli di hal, da uno scaffale ad un altro, penso che ci impiegherei 3 giorni

[Ferrobattuto]

Stasera, alle 19,30, la tansione è scesa a 10,45V, dopo 4 giorni giusti di scarica a 0,1A, per un totale di 96 ore. La capacità è salita un pochino, dai precedenti 8Ah circa a 9,6Ah circa. Adesso sono ancora sotto scarica, domattina vedrò a che tensione sono scesi. La densità è ancora stranamente alta: 1250g/L circa, come se fossero al 75% della carica. Al prossimo ciclo di carica a tensione massima raggiunta controllerò di nuovo la densità, chissà che non si sia "sciolto" ulteriore solfato.....
Se la capacità seguiterà ad aumentare proseguirò finché non si stabilizza, controllando la densità a fine carica e a fine scarica. Nel momento in cui non ci saranno più variazioni di capacità ritengo che la prova si possa considerare conclusa.

[Ferrobattuto]

Stamattina verso le 8,00 gli elementi erano scesi a 8,8V, con una "coda" di scarica di ulteriori 12 ore. La densità sembra restare invariata a 1250g/L.
Staccato il carico e lasciati riposare qualche ora, verso le 12,00 li ho rimessi sotto carica. A fine carica completa vedremo se la densità e la capacità sono aumentate di nuovo.

[elettrauto]

Io faccio pure il tifo...presto riguarderanno anche me!!!
Per le cilindriche quadrate si può usare una tabella che si trova vicino a quella che hai postato, è un ricordo, che dice i valori in Ah per ogni kg di ossido usato nelle cilindriche quadrate, con il sistema fauré. Sempre nel solito libro.

[Hal9000]

Ciao Ferro,
da come descrivi il comportamento sembrerebbe che in fase di ricarica il solfato nelle materie porose viene raggiunto dalla corrente elettrica e convertito in piombo e biossido di piombo nelle relative polarità, producendo acido solforico che ti fà alzare la densità, però la cosa strana è che poi parte di questo acido resta in soluzione e non reagisce più con gli ossidi in fase di scarica, per come la vedo io è probabile che questi elementi abbiano una capacità superiore ma che non riescono ad erogarla per un problema di contatto elettrico, quello di cui parlavo nell'altra discussione, ovvero in questo caso potrebbe essere valida l'ipotesi che reagiscono per primi gli ossidi a tretto contatto con la piastra di piombo conduttrice, trasformandosi in solfato di piombo elettricamente isolante e inibendo il contatto elettrico con gli ossidi più visini alle pareti interne forellate, sarebbe una valida spiegazione al fatto che in ricarica produci più acido solforico di quello che consumi durante la scarica, il fenomeno proseguirà fin tanto che c'è solfato di piombo da convertire nelle materie attive di recupero poi si stabilizzerà, ma bisogna capire il motivo per cui regiascono prima le materie a stretto contatto con le piastre.

Potrebbe essere che gli ossidi debbano essere pressati di più, oppure che la corrente di scarica è ancora troppo elevata, da come descrivi il comportamento sono convitno che durante i test di scarica stai usando solo una frazione del suo potenziale.

[Ferrobattuto]

Credo che invece il problema sia la corrente di carica..... Troppo forte. Il primo strato si polarizza velocemente e impedisce la polarizzazione del resto.
Purtroppo regolando il tuo desolfatatore a circa 14,8-15V, la prima corrente di carica è di circa 1A, che in questo caso è troppa. Devo trovare il sistema di limitarla ai 100mA come per la scarica, ma non vorrei abbassare troppo la tensione di fine carica.

[maxlinux2000]

e se provi ad auntemtare la tensione a tappe? Per esempio... inizi tarando il caricabatterie a 13V, in modo che la corrente che passi sia bassa.Poi quando arriva quasi a zero aumenti da 13.5... poi a 14, 14.5-15V.... ci vuole un periodo più lungo e devi farlo pure manualmente, ma per una volta si può fare no?

[Ferrobattuto]

e se provi ad auntemtare la tensione a tappe? Per esempio... inizi tarando il caricabatterie a 13V, in modo che la corrente che passi sia bassa.Poi quando arriva quasi a zero aumenti da 13.5... poi a 14, 14.5-15V.... ci vuole un periodo più lungo e devi farlo pure manualmente, ma per una volta si può fare no?

E' una buona idea, e ci avevo pure pensato, ma è anche una grossa rottura di ba__e, in quanto la tensione non varia linearmente, e dovresti star lì a regolare ogni due ore, anche di notte. Altrimenti vanifichi la prova..... Poi dovrei aprire di nuovo il desolfatatore, sostituire il trimmer con uno di valore differente, da trovare, e aggiungere un potenziometro esterno. Sinceramente per una prova "unica" non mi và.... Non credo che "a breve" farò per me un banco di accumulo di quel tipo. E' solo una sperimentazione parallela a quella di Hal9000.
Devo trovare un modo "più veloce" di limitare la tensione, ma mettere resistenze in serie eliminerebbe gli impulsi desolfatanti.
Forse una resistenza con in parallelo un grosso condensatore?.......

[maxlinux2000]

cambiare il trasformatore?...o va con il solare?... collegare solo un pannello? non saprei...

[Hal9000]

Ma non credo che sia un problema di troppa corrente in quanto l'ondata chimica di reazioni di ricarica che partono dall'anima di piombo conduttiva verso l'esterno producono materiali elettricamente conduttivi, nella fattispecie Pb e PbO2.

Con gli elementi nei secchi li ricarico a 100-200W, ovvero 10 volte la corrente di scarica, eppure rispondono bene e ad ogni ciclo aumentano e a quanto pare dalle ultime misuraizoni la densità segue abbastanza bene l'andamento elettrico, anche se dovrei correggerla un pò su alcuni come ha fatto Ferro.

Ad ogni modo se vuoi limitare la corrente usa un LM317 in configurazione corrente costante, come quello che uso per i test sulle ceklle elettrochimiche ad composti alternativi nei vari test.

[Ferrobattuto]

Non so, ci penserò su,,,, :S

[Hal9000]

Puoi sempre usare la stessa lampadina da 100mA, usi una fonte di alimentazione a 24V e la colleghi alle "cilindriche quadrate" con al lampadina che usi per il test di scarica in serie, in questo modo la lampadina bene o male si trova sempre qualcosa intorno ai 12V ma la sua corrente di 100mA in questa configurazione ricarica le celle sotto test invece di scaricarle, un sistema veloce di generatore di corrente costante senza tribolare troppo

[Ferrobattuto]

Ci avevo pensato, ma la mia paura è che attenui i picchi di tensione per la desolfatazione..... Che dici, un bel condensatore tosto in parallelo alla lampadina potrebbe servire? In fondo è la stessa cosa di quando si mette un condensatore in parallelo ad una resistenza di polarizzazione sull'emettitore di un transistor o sul catodo di una valvola per mettere a massa la componente alternata. La continua viene limitata dalla resistenza, mentre la componente alternata passa normalmente. Gli impulsi stretti e alti in pratica si dovrebbero comportare come come un fronte d'onda in alta frequenza.....
Forse si potrebbe vedere con un oscilloscopio?.......