Riflessioni Accumulo Stagionale

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Hal9000
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Riflessioni Accumulo Stagionale

Messaggio da Hal9000 » 28 giu 2017, 10:18

Nel tentativo di avere abbastanza energia d'inverno ho aggiunto pannelli e come gli anni precedenti in questo periodo mi ritrovo con batterie al piombo piene, batterie nife piene, tutti i boiler a 80° e c'è ancora energia da utilizzare li a far niente, mi viene una rabbia a non poterla mettere via sapendo che poi a natale dovrò usare un pò di enel per le pompe di calore....

Così come al solito vado con la mente a fantasticare a possibli soluzioni per mettere via energia in estate da usare poi in inverno ma inevitabilmente mi scontro con la dura verità dei numeri e dei costi, ma almeno posso fantasticare insieme a voi se me lo concedete....
:D

Caratteristiche base di un accumulo stagionale:
BA = bassa autoscarica o completamente assente se possibile
PC = pochi cicli di carica/scarica necessari, teoricamente 1 ciclo completo all'anno
BC = bassissime correnti operative a causa di cariche e scariche lunghissime
MA = manutenzione assente
ST = scarica totale ammessa
EC = economiche perchè servono capacità mostruose!

?? = da verificare
Opzioni disponibili:
1) BA(NO) PC(SI) BC(??) MA(??) ST(??) EC(SI) 0,774€ per 1Ah/12V -> piombo-acido da auto
2) BA(NO) PC(SI) BC(NO) MA(NO) ST(NO) EC(NO) 2,700€ per 1Ah/12V -> piombo-acido opzs
3) BA(NO) PC(SI) BC(NO) MA(NO) ST(SI) EC(NO) 5,800€ per 1Ah/12V -> NiFe
4) BA(SI) PC(SI) BC(SI) MA(SI) ST(SI) EC(NO) 6,350€ per 1Ah/12V -> NiMh LSD
5) BA(SI) PC(SI) BC(SI) MA(SI) ST(??) EC(SI) 0,500€ per 1Ah/12V -> alcaline usa e getta (zinco-manganese)
6) BA(NO) PC(SI) BC(SI) MA(NO) ST(SI) EC(SI) 0,00?€ per 1Ah/12V -> piombo-acido da auto di recupero
7) BA(SI) PC(SI) BC(SI) MA(SI) ST(SI) EC(SI) 0,900€ per 1Ah/12V -> pb faidate grossi spessori ossidi secchio
8) BA(SI) PC(SI) BC(SI) MA(SI) ST(SI) EC(NO) 1,800€ per 1Ah/12V -> pb faidate grossi spessori ossidi opzs
Le NiMh LSD tecnicamente sarebbero ideali ma sono tra le più costose quindi scartate, le NiFe e le opzs costano e hanno troppa autoscarica, vanno bene per uso ciclico giornaliero inadattae per questo scopo, le fai-da-te con grossi spessori di ossidi come le cilindriche o l'ultima versione nei contenitori quadrati opzs sono tecnicamente valide (di fatti inizialmente le avevo studiate per questo scopo) ma visto che occorron capacità mostruose quelle nei contenitori opzs sono scartate per via del costo aggiuntivo della scatola, sono plausibili solo quelle nei secchi o altri contenitori a costo 0.

A mio avviso per compromessi di caratteristiche e costi le soluzioni più realistiche (si fà per dire) sono le normali alcaline che tengono la carica di sicuro per 1 anni, forse più, il costo è tra i più bassi ma bisogna verificare quanti cicli si riescono a ricaricare, perchè si si possono ricaricare ma molto lentamente senza fare elettrolisi se no si crea pressione e sparano fuori l'elettrolita, ma abbiamo tutta l'estate per caricarle lentamente, però dubito si riesca a caricarle più di 10 volte, il chè significa 10 anni per questa applicazione.
Avevo anche pensato di aprire un foro e farle lavorare immerse in idrossido di potassio così da trasformarle da sigillate ad elettrolita liquido in modo che possano fare elettrolisi, ma è tutto da verificare e comunque aumenta i costi.

Poi ho rivalutato le comuni batterie da auto, scartate per uso ciclico come batterie primarie su un impianto fotovoltaico visto che dopo 100 cicli completi si rompono, forse anche prima, ma se usate come stagionale parliamo di 1 ciclo all'anno, anche se ne facessero solo 20 di cariche e scariche totali sarebbero comunque 20 anni!
Ovviamente dovrebbero essere scaricate completamente in inverno e lasciate scariche per almeno 6 mesi prima di poterle ricaricare in estate, quindi ce le ritroveremo completamente solfatate ma tanto abbiamo tutta l'estate per desolfatarle e ricaricarle con dell'energia in eccesso che comunque non sarebbe utilizzata.
Però bisogna verificare che con una scarica totale e quindi una solfatazione completa delle piastre queste rigonfiandosi non vadano in corto e non si rompano, ma alla fine quando recuperiamo batterie usate e lentamente nel corso di settimane le desolfatiamo ed in alcuni casi riportandole a discrete capacità facciamo già questa operazione.

Poi in conseguenza a queste riflessioni sulle batterie auto ho guardato tutte quelle rotte che ho messo da parte e anche se molte hanno una cella in corto alla fine hanno comunque una capacità e pensavo visto che comunque l'energia surplus è gratis ed inutilizzata anche se ne butto via più della metà a cercare di ricaricare batterie mezze guaste alla fine queste batterie hanno costo 0 essendo di recupero (a parte il tempo ad andare a racattarle) quindi anche se in inverno mi ridanno anche solo 1/4 dell'energia che gli ho buttato dentro in estate essendo tale energia sprecata comunque e tali batterie a costo 0 forse sarebbe plausibile piuttosto che lascialre li a fare la polvere in attesa di diventare fai-da-te.....

Comunque mettiamo un ipotesi il più possibile realistica basata sui mie consumi che conosco bene, prima le produzioni con il sole:
produzione giornaliera invernale = 40Kwh
produzione giornaliera estiva = 120Kwh
Poi i consumi medi invernali (d'estate non ha rilevanza):
consumo elettrico = 15Kwh
consumo riscaldamento pdc = 30Kwh
perdite varie = 5Kwh

I numeri variano iniziando ad avere una carenza in ottobre che poi sale a tali numeri massimi a dicembre e senza considerare per ora le giornate nuvolose, quindi sarebbe plausibile che avrei bisogno di 10Kwh al giorno di suprlus estivo da dicembre a gennaio, quindi 10Kwh*60 giorni = 600Kwh di accumulo stagionale
Ipotizzando di usare batterie da auto (nuove o usate o guaste) semplifichiamo e lavoriamo a 12V tanto le cariche e le scariche si fanno a correnti basse, quindi 600Kwh = 600000Wh/12V = 50000Ah (50 mila amper-ora)
Poniamo di usare batterie 12V 100Ah sarebbero 500 batterie, se comprate nuove su ebay a 80€ l'una fanno 40mila euro, un sacco di soldi, considerato che al momento spendo 600€ in inverno per la corrente extra sarebbero 40000/600=66 anni di bollette enel
Quindi non credo che andrò mai a comprare 500 batterie da auto per accumulo stagionale, anche se tecnicamente fattibile, però magari con batterie di recupero a costo 0....

Dovrei fare delle prove, se per ipotesi hanno una cella in corto ok sono 2V in meno, ma chi se ne frega, ne metto due in serie e magari invece che essere 24V saranno 20V poi metto uno di quei dc-dc stepup che lavorano giù fino a 9V e "succhio" fuori tutta l'energia delle celle sane nel banco primario in inverno e l'estate prossima lentamente le andrò a desolfatare....

In questo discorso ho considerato solo l'accumulo elettro-chimico, perchè cose come aria compressa, grosse masse sospese o acqua mi sembrano molto meno dense energeticamente quindi molto ingrombranti e di difficile realizzazione, ma aperto a qualsiasi idea.

Boh io ho fatto le mie riflessioni ad alta voce, liberi di dire la vostra e fantasticare assieme a me!

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Re: Riflessioni Accumulo Stagionale

Messaggio da Hal9000 » 28 giu 2017, 10:35

C'è anche un altro discorso da fare in parallelo, ovvero invece che accumulare tanta energia in estate si può aumentare la produzione invernale, ovvero invece di investire soldi o tempo in batterie aggiungere pannelli solari fino ad avere una produzione invernale sufficente, i vantaggi sono di investire soldi su un componente molto duraturo nel tempo e senza difetti/soprese come le batterie, si possono aggiungere poco alla volta quando avanzano soldi, che in pratica è quello che ho fatto negli ultimi anni, ma di contro serve molto spazio e poi in estate ti trovi con tantissima energia inutile, ammesso che questo si possa considerare un problema.....
Comunque discorso valido per le giornate di sole, se sommi bassa produzione invernale con alti consumi derivanti da riscaldamento e 10 giorni di nuvolo non ci sono pannelli che reggono, a meno di avere ettari da copèrire con migliaia di pannelli ma sconfiniamo nel ridicolo.....

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Re: Riflessioni Accumulo Stagionale

Messaggio da Ferrobattuto » 28 giu 2017, 11:50

La soluzione più economica, ossia un banco da 12V di grande capacità con batterie auto di recupero, è esattamente la soluzione che adotta Maxlinux2000 già da diverso tempo, e con buoni risultati. Basta tenere la tensione di fine carica abbastanza alta da impedire solfatazioni.
Però..... Max ha consumi minimi, oserei dire "da terzo mondo", tu hai consumi paragonabili a quelli da ISS. :D Il "banco stagionale" di cui avresti bisogno avrebbe una capacità enorme e dovresti lavorare comunque con correnti eccessive. Se per te questo non è un problema allora potrebbe essere il sistema più economico: seguiti col tempo ad aggiungere batterie in parallelo fino ad arrivare alla capacità che ti serve, controllando di tanto in tanto se ci sono guasti o problemi vari.
Max però le tiene separate coi diodi. Non so se a te il sistema conviene.
OT: Sulla ISS hanno due tensioni differenti.
Per la parte europea e americana usano la tensione di 125V CC. Nella parte russa usano 24V CC.
Ultimamente (due o tre anni fa) hanno sostituito gli accumulatori precedenti con accumulatori LiFePo.
Tornando a noi. Per me che integro il riscaldamento con la legna, il sistema più semplice sarebbe quello di aggiungere pannelli fino a coprire anche i bisogni invernali, cosa che credo che farò appena mi sarà possibile. Per l'estate non mi preoccupo, se avanza molta energia tanto di guadagnato. Posso sempre rimandare dei lavori "consumosi" per quel periodo li.
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Re: Riflessioni Accumulo Stagionale

Messaggio da luppy » 28 giu 2017, 12:01

Hal bellissima discussione !
Se posso dare un piccolissimo contributo, quelle da auto di recupero se le prendi dal demolitore dalle mie parti sei sui 0,28 eur/ampere, le litio invece vedo che proprio non ti garbano ;)
C'è una cosa che forse andrebbe aggiunta alla tabellina, credo si chiami la "densità di carica" dei vari accumulatori, perchè anche lo spazio per metterle magari è limitato
Tra l'altro, i discorsi che hai fatto sono pensieri che stavo avendo anche io questa mattina (empatia !)
Poco fa stavo per aprire una nuova discussione, ma ne hai già parlato qui quindi non so se serve aprirne un'altra, per parlare di come realizzare un sistema di accumulo cui collegare qualsiasi tipo di batteria di recupero, compresa la cella da 2 volt di una piombo guasta
Di quei circuitini step up o down ce ne sono certi già fatti che puoi usare proprio come caricatorini, Dolomitico ha messo anche la foto da qualche parte, poi pensavo ad arduino per bloccare la scarica ad un certo punto, controllando le singole stringhe singolarmente
Nel discorso che stai facendo potrebbe servire per gestire il grosso accumulo per l'inverno, personalmente stavo invece cercando di capire come riciclare tutto il possibile, ma il tema è identico
Poi anche aumentare i pannelli x me è giusto, tra l'altro ho scoperto che avevo preso una centralina da 30 ampere quindi posso metterne ancora tre. Questo però è un po un cane che si morde la coda, poi viene da cercare altre batterie etc.
Non ho capito invece le alcaline: come fai ad avere 0,5 eur/ampere a 12 ? Intendi riciclate ?
Su queste ultime, un mio amico aveva pure acquistato il caricatore apposito, ma mi pare che dopo tre o quattro cicli non si ricaricavano più, io non ho mai provato, ma sarebbe semplice farlo
Leggendo poi le parole di Ferrobattuto mi è venuto in mente che questa mattina ho letto un articolo su nuove tencnologie per i processori dei cellulari, pare (speriamo) abbiano studiato qualcosa di nuovo che consuma molto meno, non dico di esagerare ma anche cercare di limitare i consumi contribuisce ;)
Comunque sei un vulcano di idee e ragionamenti, complimenti, è un piacere leggerti : Thumbup :

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Re: Riflessioni Accumulo Stagionale

Messaggio da Hal9000 » 28 giu 2017, 15:47

Stavo usando alcune batterie "materia prima" come zavorra per collaudare la nuova scaffalatura e per gioco ho provato ad attaccarci una lampadina, la metà la accendevano anche se solo a 5-10V ed alcune a 12V, se consideri che sono li ferme da anni mi sono stupito e ho subito pensato all'accumulo stagionale!

@ Ferrobattuto
Si infatti mi sa che Maxlinux2000 potrebbe avere una montagna di batterie auto usate molto più grande della mia, solo che lui le usa come banco primario mentre io le ho li in un angolo a fare la polvere perchè fino ad ora causa il poco tempo libero le ho sempre considerate solo materia prima, e che devo riflettere su alcuni particolari, per esempio anche solo collegarle presuppone andare a comprare morsetti e via soldi... poi la ricarica con i diodi non mi piace come banco primario con inverter ecc. ma come banco secondario o adirittura stagionale è un ottima soluzione per non dire obbilgata, anche se devo capire come risolvere il problema dei corti, una batteria con 1 elemento in corto ha la tensione nominale più bassa di 2V quindi anche se ci sono i diodi sul lato di ricarica si mangia via la corrente delle altre buone.
Nel caso di accumulo stagionale non me ne frega niente di salvaguardare le batterie se di provenienza gratuita, potessi le spremerei giù fino a 0V ma con i dc-dc in commercio mi devo fermare a 9V o 5V o roba simile, quindi andrei ad usare tutte le batterie di recupero anche quelle con elementi in corto, tanto al dc-dc non glie ne frega niente che tensione è la batteria fin tanto che stà sopra la sua soglia minima la spreme fino all'osso, poi la prossima estate le andremo a desolfatare/recuperare anche buttando via molta energia comunque inutilizzata.

Per la fase estiva mi sa che serve qualcosa che parzializza corrente dal banco primario 48V in modo graduale in base all'eccedenza (nife 100% e tutti i boiler pieni) poi serve qualcosa su ogni singola batteria 12V di recupero che ne limita la corrente così che ciscuna riceva la sua quota a prescindere se è a 12V a 10V, a 8V a seconda di quanet celle ha in corto, però ipotizzando di avere decine o centinaia di queste batterie a costo 0 di recupero sotto carica tutte assieme serve qualcosa di veramente economico, sacrificherei anche l'efficenza pur di tenere i costi il più basso possibili, pensavo ad un lm317 per ogni batteria, ma devo verificare come si comporta se gli mando impulsi DC per esempio in pwm in base all'eccedenza disponibile, in pratica quello che faccio già con le resistenze dei boilers.
Oppure potrei usare delle lampadine ad incandescenza che sono degli ottimi limitatori di corrente automatici, più il filamento si scald a e più aumenta la resistenza, non sono precici come un lm317 ma non serve precisione, hmm ci devo pensare.....

@ Luppy
hahaha è vero ho scordato le litio, ma alle litio non ci penso mai perchè mi fanno paura!
Però hai ragione, dopo che ho torvato quelle celle ancora cariche dopo 8 anni direi che si sono guadagnate il diritto ad essere conssiderate per l'accumulo stagionale, magari quelle nuove no per via dei costi esorbitanti ma forse quelle di recupero, per chi si fida ad usarle, anche se i vari BMS necessari farebbero lievitare i costi anche se di recupero.

Magari man mano che mi date idee potrei aggiuingerle messaggio iniziale per chiarezza e semplicità ma non so come editarlo dopo che è passato toto tempo non mi lascia più....

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Re: Riflessioni Accumulo Stagionale

Messaggio da Dolomitico » 28 giu 2017, 16:20

Questa è un idea che sarebbe la chiave di volta,ma credo sia difficile puntare su un'accumulo stagionale,anche avendo le Lsd a prezzi accessibili il fatto è che è semplicemente troppo.
Sarebbe da valutare l'alluminio,ho letto che ha una densità di 8kw/kg,non so se corrisponde al vero,ma è il candidato perfetto.Non so se sia replicabile in casa oltre un semplice test,ma dell'alluminio anche per una cella primaria è possibile e facile,mentre un accumulo con migliaia di ampere di capacità....non credo sia sostenibile.
L'alluminio permetterebbe in estate con l'eccesso di energia di riottenere il metallo (so che lo ottengono tramite corrente elettrica,e ne serve tanta),mentre in inverno si userebbe come pila primaria,nessuna autoscarica,sarebbe da farci una ricerca,tutto il resto la vedo dura.
Le batteria da avviamento....mi sono sempre chiesto se le ricaricavi a 14.4/14.7v o se le portavi fino a 16V?
100 cicli sono un pò,ma non eccessivi,ci pensavo anchio a fare un banco con 4 o 6 elementi da 100Ah,per aumentare la capacità,ma alla fine mi conviene aumentare il banco quando lo cambierò...
Usare le pompe di calore in inverno per scaldare casa....è si un'idea,ma senza energia autoprodotta non so se conviene,sicuramente nelle mezze stagioni si,ma la bestia nera sono proprio dicembre e gennaio,i 2 mesi in cui si soffre di più.
C'è freddo,cè poco sole ed è tutto il contrario di quello che si ha in estate...
Secondo me la pila ad alluminio è l'unica via possibile,ma ho letto che anche qui,l'anidride carbonica rovina le reazioni,e che il risultato è una melassa gelatinosa sul fondo....ma le usano già come pile primarie...

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Re: Riflessioni Accumulo Stagionale

Messaggio da luppy » 28 giu 2017, 17:04

Hal ma perchè le vuoi spremere poverine :P
Io ho nel mio micro impianto uso queste batterie usate delle auto, sono sei per 500 ampere totali, ora mi pare siano due/tre anni e incrociando le dita ancora non si sono guastate
Però coi diodi, e si spegne tutto a 11.9 che coi diodi fa 12,2 quindi credo di trattarle bene
Per il corto, ho messo dei magnetotermici dc da 6 ampere, uno per batteria, non so se sarà abbastanza, un giorno te lo dirò ;)
Per le altre cose che hai scritto ti dico i miei pensieri, poi tu sei bravo con i circuiti e certamente avrai idee migliori o migliorative:
- per la fase di estiva invece di parzializzare ho deciso di usare un timer, vedrai tutto nella discussione del frigorifero, salvo imprevisti entro un paio di settimane ci scriverò, ho quasi finito
- per controllare la scarica in passato avevo pensato anche io di usare il fatto che i regolatori sotto celti voltaggi non funzionano, però non ho ancora provato se assorbono comunque corrente (20mah è fisiologico in quelli che sto usando) c'è quindi il rischio che se non ricarichi per mesi ti portino lo stesso tutto a zero volt
- per mischiare le varie batterie mezze rotte di recupero invece è un po complicato, ti dico dove sono arrivato con il ragionamento
Se non mi sono perso qualcosa, ed escludendo le litio che è vero che sono pericolose, i tagli possibili sono 7: 1.2 1.5 2 4 6 8 10
I primi due sono nicd nimh o quelle normali, le altre piombo. I primi due necessitano una ricarica ovviamente gestita diversa
Io pensavo ad arduino perchè ha sei in e sei out analogici, se non sbaglio, quindi sette tipi sono troppi
Ipotizzando di fare delle serie parallelo con nimh e nicd (Dolomitico spesso ha scritto che non si può, ma non vedo alternative) si potrebbe ridurre i tagli al multiplo superiore della più piccola, la 1,2
Quindi 6 8 10 volt (1,2 x 5 = 1,5 x 4 = 6)
Si potrebbero fare sei stringhe, e programmare arduino per fare da ricaricatore delta peak per le piccole, e semplice controllore ricarica per le piombo
Le piombo in carica diretta float a 2,4 x cella con i circuitini dc dc asiatici
Dopo certo, dal dire al fare... questi sono miei pensieri tentando di seguire uno schema logico, in pratica poi non è detto che io ci riesca, non so progettare circuiti, anche se ci provo ;) Però magari può servire per dare spunto ad idee migliori

ps Ciao Dolomitico, ti ho letto poco prima di inserire la risposta, e sono d'accordo che per tutto l'inverno è davvero tanta energia !
Ora devo scappare, il dentista chiama... ciao !

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Re: Riflessioni Accumulo Stagionale

Messaggio da Hal9000 » 28 giu 2017, 19:28

haia il dentista :cry:

ottimi spunti, dovrei aggiungere litio e alluminio all'elenco e una colonna per lo spazio occupato, poi magari un moderatore mi spiega come posso aggiornare il primo messaggio man mano che fantastichiamo con le varie ipotesi :P

Ne ho scordata un altra, le batterie piombo-gel.... no non sono ubriaco!
Tempo fa ne avevo comprate alcune di quelle 12V 7Ah a 5€ ma adesso vedo che su ebay sono salite a 8€ ma forse in grossi quantitativi o dai grossisti si trovano ancora a prezzi più bassi di quelle da auto, magari comparabili alle alcaline e magari dai siti che usate voi come alibabà e cina direct se ne trovano anche più economiche delle alcaline e di sicuro si ricaricano più di 4-10 volte.....

Non sono ubriaco perchè anche se ho sempre detestato batterieo piombo gel, agm, sigillate in generale e quelle da auto è solo per uso primario ciclico giornaliero su fotovoltaico, ma ipotizzando cicli stagionali tutti i concetti si ribaltano, pochi cicli, tanta energia in poco spazio, costi bassissimi, piastre sottilissime, in pratica tutto il rovescio di un banco primario giornaliero!

Per esempio avevo li una quarantina di piombo-gel 7Ah ferme da un paio di anni, tutta roba di recupero che gli ups nelle ditte ne creano a valange, una vera ecatombe, volevo fare spazio e prima di scambiarle con quelle da avviamento ho dedicato alcuni giorni a provarle, prima ho separato quelle che davano ancora 12V e si sono ricaricate discretamente bene anche se ormai di capacità inferiore, poi ho preso tutte quelle a 0V che erano veramente tante e per fare prima le ho collegate tutte in serie e gli ho mandato dentro un centinaio di volt DC limitato in corrente tramite una piccola lampadina in serie, ebbene dopo 2 giorni molte hanno iniziato a ricaricarsi, ovviamente alcune hanno iniziato a scaldare su un elemento e a segnare 10-11V a riposo segno di elemento in corto e tutte le solite menate, ma con il senno di poi riflettendoci alla fine anche quelle sono sfruttabili come accumulo stagionale.

@ Luppy
Poverine?
Sono già li a 0V in attesa da anni di essere smantellate per rinascere sotto forma di fai-da-te, hai presente l'altra discussione "Anti Corti Sedimenti e Corrosione" quello era attualmente il loro destino, e prima di aprirle le avrei scaricate comunque a 0V, visto che lo fanno già tanto vale che le scarico io per uno scopo utile nell'attesa :D

Per le alcaline a 0,5€ per amper-ora ho preso come riferimento questo venditore su ebay:

http://www.ebay.it/itm/181245067768?ssP ... 1436.l2649

Per la ricarica pensavo di dargli una tensione stabilizzata DC di 1,55 o 1,6V che è la loro tensione a riposo da nuove in modo di non generare elettrolisi, ovviamente assorbono pochissimo in questo modo e la ricarica potrebbe durare settimane, ma che importa hanno tutta l'estate, ovviamente le organizzerei per esempio 100 in parallelo, per esempio un rettangolo di 10x10 pile D appoggiate tra due lamiere rettangolari a formare una cella sola a cui dare 1,6V stabilizzato di ricarica, poi un altro rettangolo uguale e via così fino ad arrivare alla tensione desiderata per l'interfacciamento con il banco primario, in pratica le ricarico con tanti regolatori economici 1,6V linerari alimentati a 220 con trasformatore in modo da non creare corti per poi scaricarle con tutti i blocchi da 100 pile collegati in serie.

Questo nel tentativo di usarle così come sono, in alternativa le sperimentazioni che stò facendo sulle ferro-manganese mi tornano utili per fare pratica con pile alcaline modificate ad elettrolita liquido rabboccabile con possibilità di sfiatare i gas di elettrolisi quindi più facili da ricaricare a corrente costante tutte in serie, in modo analogo alle piombo-acido o alle NiMh.

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Re: Riflessioni Accumulo Stagionale

Messaggio da Ferrobattuto » 28 giu 2017, 19:42

Hal9000 ha scritto:
28 giu 2017, 15:47
.......anche se devo capire come risolvere il problema dei corti, una batteria con 1 elemento in corto ha la tensione nominale più bassa di 2V quindi anche se ci sono i diodi sul lato di ricarica si mangia via la corrente delle altre buone.
Però usando diodi non perdi la carica di quelle buone.
Per la fase estiva mi sa che serve qualcosa che parzializza corrente dal banco primario 48V in modo graduale in base all'eccedenza (nife 100% e tutti i boiler pieni) poi serve qualcosa su ogni singola batteria 12V di recupero che ne limita la corrente così che ciascuna riceva la sua quota.....
Ma quei famosi ricaricatori switching che facesti tu e che erano adatti a "travasare" corrente da un banco all'altro indipendentemente dalla tensione dell'uno o dell'altro non sarebbero adatti?
Oppure potrei usare delle lampadine ad incandescenza che sono degli ottimi limitatori di corrente automatici, più il filamento si scalda e più aumenta la resistenza, non sono precisi come un lm317 ma non serve precisione, hmm ci devo pensare.....
Questo sistema veniva usato anche negli alimentatori militari degli apparati a valvole della seconda guerra mondiale, per mantenere costante la corrente nei loro filamenti al calare della tensione delle batterie.
Comunque io quelle con gli elementi in corto le toglierei dal banco e le userei per il recupero...... Inutile star li a sfruttare qualcosa che è già "con un piede nella fossa"......

@Dolomitico:
Mi sta solleticando questa faccenda dell'alluminio, ma non ne so niente, mica mi potreste dare qualche dritta migliore?......
Io di alluminio ne recupero a quintali, e tra l'altro molto è di pentole e padelle, che sono di alluminio alimentare e perciò di purezza molto alta.
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Re: Riflessioni Accumulo Stagionale

Messaggio da Hal9000 » 28 giu 2017, 19:56

@ Dolomitico
Si l'alluminio è un vero super accumulatore di energia, il problema è che per ricrearlo dal sale di origine (lo stato scarico) bisogna metterlo in un bagno di soda caustica fusa il che diventa un pò difficile da fare per noi e poco sicuro, hai presente quanto sia pericolosa la soda in scaglie a temperatura ambiente? figurati allo stato fuso!
Ma ci sono altre reazioni simili di raffinazione di metalli molto reattivi, per esempio puoi fondere in un pentolino il comune sale da cucina che è sodio legato al cloro, poi quando è fuso prendi due elettrodi che ne so di ferro e dai corrente DC, al positivo si forma il cloro mentre al negativo il sodio!
Occhio che il cloro è un gas velenoso è stata una delle prime armi chimiche quindi all'aperto e non starci sopra, mentre il sodio è un metallo altamente reattivo con l'acqua generando soda caustica, c'è un video di un tipo che produce soda caustica (idrossido di sodio) partendo dal sale di cucina, prima raffina il sodio metallico e poi da quello la soda caustica aggiungendo acqua.

Il problema dell'alluminio è che è troppo reattivo per lavorare con acqua, analogamente al litio, quindi servono elettroliti sofisticati, solventi o sali allo stato fuso per farci una batteria, sopratutto per ricaricarla, ovvero raffinare il metallo dai suoi sali, per scaricarla è più facile puoi farlo anche in acqua ma la resa è inferiore perchè genera tensioni inferiori di quelle usate per raffinarlo (ricaricarlo) e molta energia viene dispersa formando idrogeno sponetaneamente, infatti continua a reagire e consumarsi anche se non prelevi corrente.
Mi ricordo che avevo messo un pezzo di alluminio nella soda caustica e aveva continuato a gorgogliare idrogeno per quasi una settimana prima di corrodersi completamente.

Preferisco quelle reazioni che operano solo a comando, preferibilmente un comando elettrico ;)

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Re: Riflessioni Accumulo Stagionale

Messaggio da Hal9000 » 28 giu 2017, 20:04

@ Ferrobattuto
puoi provare con alluminio+carboni attivi e soda caustica o sale da cucina, mi pare che mi dava 1,6V oppure alluminio e rame da meno tipo 1,2V ma più facile da costruire, in pratica sono batterie alluminio-aria nel senso che il positivo è dato dall'ossigeno assorbito dall'elettrodo positivo dall'aria, lo usano per fare batterie usa e getta di fortuna con le lattine di alluminio riempite con un liquido conduttivo, sale, candeggina o soda caustica e in mezzo un metallo, solitamente il rame.

Il problema è che l'alluminio continua a reagire e quindi a consumarsi anche senza prelevare corrente, una volta attivata la batteria (alluminio immerso) deve essere usata completamente tutta in una volta per non sprecare alluminio.

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Re: Riflessioni Accumulo Stagionale

Messaggio da Ferrobattuto » 28 giu 2017, 20:13

Potrebbe essere una batteria primaria di "emergenza" per i momenti di scarsa insolazione, come appunto l'inverno. Preparandone a sufficienza se ne potrebbero usare a rotazione fino a completo esaurimento di ogni singola serie, poi d'estate col surplus di energia "ricaricarle" di nuovo.
Ovviamente se si può fare e il rendimento non sia proprio infimo......
Uno degli elettrodi potrebbe essere in grafite industriale solida, anche se costoso si fa una volta sola, che non si consuma. L'altro in alluminio, e l'elettrolita in soda (o potassa?) caustica. Se poi ricaricando con la corrente inversa si riforma l'elettrodo di alluminio, in pratica hai un accumulatore.
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Re: Riflessioni Accumulo Stagionale

Messaggio da Hal9000 » 28 giu 2017, 20:37

Scaricarle è abbastanza facile, ricaricarle la vedo difficile e poco automatizzabile perchè serve un bagno di idrossido di potassio fuso, servono sali fusi per la riconversione dei sali di alluminio in metallo, comunque alla portata.

Per il discorso delle batterie da auto buone o con celle in corto ho fatto uno schemino per spiegarmi meglio, in presenza di batterie con celle in corto il parallelo con i diodi finziona egreggiamente per la scarica in quanto prelevi da quelle sane e poi man mano che queste si scaricano anche da quelle meno sane, mentre per la ricarica quelle guaste si mangiano tutta o la maggior parte della corrente, con guaste intendo quelle con una o più celle in corto, perchè a tutti gli effetti sono batterie con una tensione nominale più bassa e quindi la corrente sceglierà il percorso a minor resistenza dove scorrere:

Immagine

Ma se lungo la strada per ogni singola batteria interpongo un elemento con resistenza molto maggiore delle batterie stesse, come ad esempio una piccola lampadina, dovrei riuscire a bilanciare quasi equamente la corrente su tutte le batterie in parallelo:

Immagine

Che in pratica è quello che stò facendo con il banco NiMh di prova per le varie marche, se giardate bene vedete sia i diodi che le resistenze:
Immagine

Ma a parte le costose NiMh che stò testando per ipotesi di accumuli primari, nel discorso dell'accumulo stagionale l'idea è di trovare un accumulatore che costi pochissimo a causa della necessità di metterne tantissimi insieme, e le batterie da sfasciare mi sembrava una valida opzione visto il fatto che non importa la resa energetica tra ricarica e scarica, per cui le userei anche a 10V o a 8V basta che mi diano indietero qualcosa a patto che si trovino gratis.
Visto che ne dovrei mettere in parallelo veramente tante fregandomene se sono sane a 12V o con celle in corto cercavo di pensare ad un sistema semplice, poco costoso e di rapida costruzione per gestirle tutte assieme senza che si scarichino l'una sull'altra a riposo e senza che si rubino a vicenda la corrente di ricarica.

Per esempio potrei metterne una cinquantina in parallelo con questo sistema, cercando una lampadina che partendo dai 48V del banco primario faccia scorrere 0,5A per ogni batteria stagionale per un totale di 25A che sarebbero circa 1200W a 48V, ovviamente molta energia verrebbe persa sulle lampadine che fingono da limitatore di corrente, ma tanto la corrente è comunque un surplus inutilizzato e il sistema risulterebbe estremamente semplice, potrei collegare l'uscita di una delle resistenze dei boiler a questo sistema che riceverebbe un PWM proporsionale al susrplus di energia disponibile senza fare troppe automazioni e lasciare le batterie a caricare e anche sovracaricare tutta l'estate tanto se collgo delle 100Ah con 0,5A siamo in regime C200 più che moderato per una lenta desolfatazione.

Poi in inverno al bisogno si collega manualmente il dc-dc che preleva dal bango stagionale dopo tutti i diodi di parallelo per la scarica ributtando nelle primarie, si potrebbe fare una prova prima che finisca l'estate per mettere in ricarica forzata tutte quelle che ho li a fare la polvere così poi a dicembre provo a scaricarle e vediamo cosa ne torna fuori a distanza di mesi.

Però non so dove trovare centinaia di morsetti per le connessioni e relative lampadine a bassissimo costo, per i diodi nessun problema tanto bstano quelli da 1A avevo preso uno stock di mille a pochi centesimi l'uno e ne ho ancora li la maggior parte

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Re: Riflessioni Accumulo Stagionale

Messaggio da Hal9000 » 28 giu 2017, 20:59

Capisco che uno schemino vale più di mille parole, ecco una bozza di quello che avevo in mente con le batterie da auto di recupero:

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Re: Riflessioni Accumulo Stagionale

Messaggio da Ferrobattuto » 28 giu 2017, 21:06

Dunque, le lampadine per funzionare bene come "regolatori" di corrente dovrebbero avere il filamento solo arrossato, non acceso al massimo, per cui dovresti trovare e provare diversi tipi di lampadine e questo mi pare macchinoso. Invece per partire dai 48V ti converrebbe uno Switching che abbassi la tensione fino ad un valore tale da poter usare dei paralleli di normali lampade da auto, diversi per ogni batteria secondo il suo stato e la sua capacità.
Lampade per auto ne trovi da 3, da 5, da 10, da 21, da 55W ecc ecc. E non solo da 12V, ma probabilmente anche da 6 e da 24V. Puoi fare tutti i paralleli che vuoi, l'importante è scegliere la differenza di tensione tra prima e dopo il parallelo di lampade che ti permetta di portare i loro filamenti al rosso giusto per avere corrente costante.
Però così si butta ugualmente un sacco di corrente......
Potresti usare anche dei normali LM317, "assistiti" da un transistor di potenza adeguata.
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Re: Riflessioni Accumulo Stagionale

Messaggio da Hal9000 » 28 giu 2017, 21:24

Ma a dire il vero il 317 andrebbe bene anche da solo tanto si tratta di caricare per esempio una 100Ah su un arco temporale di 90/120 giorni, va beh solo nelle ore diurne con surplus, quindi ipotizziamo 6 ore al giorno da maggio ad agosto?
Quindi 6 ore per 120 giorni fanno 720 ore, poniamo di voler desolfatare una batteria scarica a 0V quindi si butterà via almeno il 60% di energia in elettrolisi per cui nella 100Ah ci dovremmo buttare dentro almeno 160Ah che diviso 720 ore = 0,22A
Come vedi pienamente entro il limite massimo di 1A di un LM317, ora bisogna vedere se costa meno coprare 50 lampadine o 50 LM317 con relativa resistenza aletta e condensatori di disaccoppiamento, farò delle ricerche.
Si posso abbassare il 48V con uno switching per esempio a 16/24V o meglio ancora partire da un trasformatore, ma l'idea di partire direttamente dalla DC delle baterie primarie semplificava il tutto e se una batteria è estremamente solfatata avrà una resistenza interna iniziale in primavera molto eleveta e un bel 48V con limitazione di corrente a 0,22A sarebbe l'ideale per "risvegliare" anche quelle più cristallizzate.

La lampadina mi piaceva perchè semplicissima e funge anche da amperometro grossolano e monitoraggio a colpo docchio su centinaia di batterie, dai uno sguardo allo scaffale dove sono sistemate le batterie stagionali con tutte le loro lampadine a fianco durante le ore di suprlus e se vedi tutte le lampadine con la stessa luce è tutto ok quelle più accesse o più basse indicano una qualche anomalia da indagare.
Comunque non è difficile trovare una lampadina o una combine di serie o paralleli che ti dia la corrente che desideri, è un sistema che ho usato spesso per caricare alla spicciolata altri banchi batterie come le tue NiFe, le vecchie Tudor o altre batterie dal banco primario, per esempio per le NiFe di Ferrobattuto che sono 26 celle in serie le collegavo al banco 48V con due lampadine 12V 10W in serie e le lasciavo li giorni ad equalizarsi bene.

Poi è vero anche che un LM317 è praticamente eterno mentre una lmpadina ha le sue ore di vita, specialmente quelle moderne da auto che si bruciano in poco tempo, parlo per esperienza diretta quando le uso per testare le batterie fai-da-te se ne bruciano molte facendo cicli di centinaia di ore.

Il circuito switching con bobina di cui parli che avevo usato va bene dove servono alte rese inoltre ha un certo numero di componenti e quindi non sufficentemente economico visto che ne dovrei mettere uno per ogni batteria di recupero usata come stagionale, volendo usare decine e decine di queste batterie se non adirittura centinaia, realizzare così tanti di quei circuiti, anche se semplici, sarebbe troppo oneroso in termini di tempo e costi vanificando qualsiasi accumlo stagionale, qui servono cose a costo quasi zero senza dare importanza alla resa visto che si sfruttano suprlus di energia nell'arco di alcuni mesi. meglio mettere via anche solo il 20% puttosto che 0 a patto che il sistema costi il meno possibile

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Re: Riflessioni Accumulo Stagionale

Messaggio da Hal9000 » 28 giu 2017, 21:52

Mentre questa l'idea di base per una versione basata su alcaline, sempre ammesso che si riescano a caricare almeno 10 volte:

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La sperimentazione con ferro-manganese intanto prosegue lentamente e pare perfettamente ricaricabile, quindi anche la zinco-manganese (le comuni alcaline) sono ricaricabili, c'è solo il problema che lo zinco forma dendriti rapidamente in fase di ricarica e che non possono sfiatare i gas di elettrolisi quindi ricariche solo molto lente.

Qui una versione ad elettrolita liquido di una alcalina zinco-manganese, come potete vedere lo zinco si deposita in maniera anomala formando lunghe colonne proprio come nella pila daniell, ma poi esporrò i risultati nella discussione delle ferro-manganese.

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Re: Riflessioni Accumulo Stagionale

Messaggio da Ferrobattuto » 28 giu 2017, 22:07

Hal9000 ha scritto:
28 giu 2017, 21:24
Il circuito switching con bobina di cui parli che avevo usato va bene dove servono alte rese inoltre ha un certo numero di componenti e quindi non sufficentemente economico visto che ne dovrei mettere uno per ogni batteria di recupero.....
Mi sono spiegato male: quel circuito sarebbe servito solo per passare dai 12 ai 48V, non viceversa.
A meno che non riesci ad usarne uno per tutte le batterie del banco di accumulo stagionale. Chissà che i diodi in questo caso possano tornare utili...... Sarebbe da provare.
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Re: Riflessioni Accumulo Stagionale

Messaggio da Hal9000 » 29 giu 2017, 7:15

Perdonatemi ma ieri era tardi e nello schema con le pampadine i diodi li intendo che si collegano in senso generale alle batterie non esattamente ai due poli come nel disegno perchè non avrebbe alcun senso, è uno schema di principio non uno letterale.

Si i diodi in questo caso sono d'obbligo mischiando batterie buone con batterie con un elemento o più in corto, per l'inverno userò uno di quei dc-dc di cui parlavo con Dolomitico per riversare l'energia di tutte le batterie 12V parallelate con i diodi verso il banco principale, un dc-dc del tipo step-up analogo a quelli che stò già usando per le batterie NiFe, mentre li uso un costoso regolatore MPPT per la ricarica dal 48V al 24V del banco NiFe per poter effetuare una ricarica rapida a 50A e con la massima efficenza visto che deve imagazzinare l'energia della giornata per la notte, nel caso delle batterie semi-guaste per l'accumulo stagionale sostituisco l'efficente ma costosa elettronica di ricarica con poco efficenti ma molto economiche lampadine ad incandescenza, ma lo stadio di recupero dell'energia è il medesimo.

Quei dc-dc che elevano la tensione sono quei 3 in basso a destra nel modulo di gestione delle NiFe:

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Li trovi a 10 euro su ebay o dalla cina e quel modelli li in particolare funziona molto bene e con ottime efficenze se usato al 30%/40% della sua potenza massima, vengono dati per 10A in ingresso io li uso a 5A.

Per l'accumulo stagionale non ha molta importanta la resa in fase di ricarica estiva avendo molto suprlus inutilizzato così da semplificare e risparmiare, ma serve un'alta efficenza durante l'inverno quando ripeschiamo l'energia estiva perchè in quella fase vogliamo prelevarne il più possibile in un momento di carenza e ci interessa che il banco stagionale erogi più corrente possibile.
Con 7 di quei convertitori dc-dc step-up che lavorano in parallelo al 50% della loro potenza massima quindi a 5A per un totale di 35A a 12V dopo i diodi di parallelo delle centinaia di batterie stagionali si riesce a pescare 420W da immettere sul banco primario, quindi al costo di circa 70€ di convertitori dc-dc che nell'arco delle 24 ore fanno 10kwh che mi ero prefissato, 35A suddiviso su 100 batterie fanno circa 0,35A l'una.

Ho fatto delleprove veloci con delle lampadine ad incandescenza ed è saltato fuori che una 100W 220V è l'ideale, testata a vari voltaggi simulando vari stadi di carica del banco primario, ovvero:
a 46V abbiamo 0,17A 
a 53V abbiamo 0,18A
a 64V abbiamo 0,20A
Le batterie sopra simulano il banco primario 48V a diverse tensioni di carica, quella singola sotto simula una delle batterie stazionarie in ricarica:
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La cosa mi piace perchè le classice E27 le reputo più durevoli di quelle tipo degli stop dell'auto, inoltre essendo 220V e lavodando tra 48V e 12V diventano solo rosse proprio come diceva Ferrobattuto!

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Re: Riflessioni Accumulo Stagionale

Messaggio da luppy » 29 giu 2017, 11:49

WOW XD

Il sistema di ricarica con lo step up l'ho collaudato l'anno scorso, lo attivavo a tarda sera e lo spegnevo al mattino, tutto bene fino al giorno che me lo sono dimenticato acceso e durante il giorno sono esplosi i condensatori :P però funzionava
Però non mi convince molto il collegamento di batterie con celle rotte "tal quali" tutte insieme
Nel mio messaggio sopra infatti raccontavo l'idea di fare delle stringhe per tipo, ovvero tensione nominale, perchè lo "strizzare" le batterie con maggiori celle funzionanti potrebbe accorciarne tantissimo la vita, troppi solfati non potrebbero distruggerle in fretta ? E quelle in semi-corto che scaldano mi sa che sarebbero un problema anche loro, no ?
Utilizzare il sistema delle lampadine che stai studiando, a parte che parecchia energia va persa, in effetti semplifica tanto la realizzazione, ma non comporta troppa "manutenzione" giornaliera ? In pratica devi sempre tenere d'occhio la situazione
Per il banco delle litio sto aspettando che mi arrivino le resistenze e le sonde ntc, ma un circuito per cella lì credo sia indispensabile perchè sono pericolose
Per quelle al piombo invece mi accontenterei di stringhe, e se ne guasta una della stringa mi piacerebbe un controllo automatico sul voltaggio che mi dice di intervenire o che la escluda automaticamente
Un modo economico forse potrebbe essere regolare la corrente di ricarica dell'intera stringa in parallelo e usare dei fusibili dove hai disegnato i diodi
Poi nel mio ragionamento teorico distinguevo due fasi: in ricarica le stringhe separate, in scarica le stringhe messe in serie per formare i voltaggi richiesti
Sempre solo miei pensieri ;) appena ho un po di tempo faccio anche io delle prove

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