Cos'è una batteria VRLA?
Contents in this article

Cos'è una batteria VRLA?

Una batteria VRLA (Valve Regulated Lead Acid) è semplicemente una batteria al piombo-acido in cui l’elettrolita è stato immobilizzato per ricombinare idrogeno e ossigeno. Ha una costruzione sigillata con valvole di rilascio della pressione per evitare la fuoriuscita di gas, è questo che gli dà il nome.

Poiché l’elettrolita non è più in uno stato fluido, a causa di essere mescolato con la polvere di silice per formare un gel o assorbito in un tappetino di vetro finemente strutturato, i gas prodotti non sono liberi di formare bolle e salire alla superficie dell’elettrolita. Invece, sono intrappolati nella matrice immobilizzata e costretti a viaggiare verso i poli opposti dal gradiente di pressione prodotto quando sono sotto carica. In un liquido libero, questo sarebbe impossibile.

In una batteria VRLA, l’ossigeno prodotto al positivo migra al negativo dove si riduce per riformare l’acqua.

  • Reazione di sovraccarico alla piastra positiva: H2O = 2H+ + 2e- + 1/2O2
  • Ricombinazione sulla piastra positiva: 1/2O2 + Pb + H2SO4 = PbSO4 + H2O

Le prime batterie VRLA (gel di silice) furono prodotte negli anni ’30 dalla Elektrotechnische Fabrik Sonnenburg, poi migliorate e commercializzate dalla Sonnenschein alla fine degli anni ’50, sempre al gel.

La batteria AGM è apparsa all’inizio degli anni ’70 ed è stata un’idea della Gates Rubber Corporation. Si trattava di una costruzione avvolta a spirale simile a un condensatore. Fu negli anni ’80 che la familiare costruzione a piastra piatta fu introdotta da Chloride e Tungstone nel Regno Unito. Le moderne batterie VRLA sono generalmente divise in batterie AGM a piastra piatta e batterie GEL a piastra tubolare, la costruzione a piastra tubolare ha il vantaggio di una lunga durata del ciclo e una migliore resistenza al ciclo profondo. L’AGM beneficia di tassi di scarica più elevati e di tempi di ricarica più rapidi. Poiché le batterie trattengono e ricombinano l’ossigeno e l’idrogeno prodotti durante la carica, non hanno bisogno di essere rabboccate con acqua durante la loro vita garantita.

Aggiunto a questo vantaggio di mancanza di manutenzione è la capacità di sigillare la batteria, che impedisce il rilascio di idrogeno combustibile. Altri vantaggi che derivano dall’immobilizzazione dell’elettrolita includono la non fuoriuscita o perdita di acido corrosivo che rende la manipolazione e il trasporto più sicuri. Questi attributi sono chiari vantaggi per le imprese e i consumatori, rendendo questa tecnologia molto più facile da usare rispetto alle batterie piombo-acido inondate. Nel funzionamento commerciale può significare una riduzione dei costi eliminando l’attrezzatura di estrazione del gas e può fare un uso migliore dello spazio di stoccaggio disponibile grazie alla sua capacità di funzionare su un lato, dando opzioni di installazione più flessibili.

Con questi vantaggi, non sorprende che la domanda su cosa sia una batteria VRLA trovi risposta e sia considerata il membro più versatile e facile da usare della famiglia delle batterie al piombo. Questo si riflette nelle applicazioni del mercato off-grid in cui questa tecnologia ha una quota di mercato significativa. Ci sono 25 applicazioni di questo tipo discusse in questo blog.

Cos'è una batteria vrla?
Banco batterie VRLA 2v
VRLA 12v SMF Battery
Batteria SMF VRLA 12v

I primi settori di mercato da esaminare sono quelli legati all’industria del tempo libero, in particolare: marina, campeggio, golf cart e golf buggies. In tutte queste applicazioni, la batteria deve essere scaricata in profondità. Anche se i requisiti sono simili, la dimensione dei carichi e il modello di funzionamento possono essere molto diversi. Un tipico caddy da golf elettrico userebbe una capacità di 12 V 18-35 ah per un uso prevalentemente estivo, probabilmente bisettimanale. Al contrario, un buggy da golf che trasporta passeggeri su un grande veicolo commerciale richiederebbe normalmente una costruzione da 48V con una capacità totale fino a 200 Ah.

Verrebbero fatti funzionare quotidianamente, generalmente scaricando all’80% della loro capacità nominale. In questo tipo di operazioni commerciali, i bassi costi di manutenzione di una batteria VRLA sarebbero un vantaggio. Anche la durata del ciclo è un fattore importante: più è lunga, migliore è l’RTI. In molti casi l’utilizzo di celle tubolari in gel da 2V con la loro migliore durata di ciclo e di scarica profonda, la resistenza ai danni avrebbe molto senso dal punto di vista economico.

L’uso del campeggio e del camper si basa sulle batterie per alimentare l’ illuminazione e i piccoli elettrodomestici come la TV o il frigorifero. L’uso è irregolare e intermittente, ma di solito a ciclo profondo. La mancanza di manutenzione, o la produzione di gas durante la carica e il design a prova di fuoriuscita e la manipolazione sicura rendono le batterie VRLA ideali in queste situazioni. Le batterie sono invariabilmente un design monoblocco per sistemi a 12 o 24 V con capacità che vanno da 85 a 200 Ah. Queste batterie non sono normalmente utilizzate quotidianamente e in molti casi sono danneggiate da lunghi periodi di stoccaggio in stato di scarica o semi-scarica, in particolare nei periodi invernali o fuori stagione.

La voce delle applicazioni marine copre usi che vanno da una chiatta elettrica, utilizzando le batterie come fonte primaria di energia, per sostenere accessori come un dispositivo di navigazione e strutture come un frigorifero, TV o illuminazione della cabina. Dove la fonte primaria di potenza è per la propulsione, il requisito è per un’uscita lunga e costante con picchi occasionali quando si accelera o si avvia.

Per l’uso ausiliario, le uscite di potenza sono di solito più basse e più variabili man mano che l’attrezzatura viene accesa e spenta. In quest’ultimo caso, le batterie sono normalmente ricaricate dal motore di propulsione mentre è in funzione. C’è anche un requisito marino relativamente nuovo, quello dei motori a trolling. Si tratta di motori elettrici ed eliche in grado di spingere silenziosamente le barche da pesca nell’acqua senza spaventare i banchi di pesci vicini.

Le dimensioni, la capacità e i requisiti di tensione per le applicazioni marine variano ampiamente e devono essere identificati dal modello di utilizzo e dall’attrezzatura che viene alimentata. Le chiatte elettriche, per esempio, possono funzionare a 110V, alimentando un motore elettrico e tutte le strutture abitative di bordo. Spesso questo richiede celle tubolari al gel da 2 V in una configurazione serie-parallelo per fornire la tensione, l’alta capacità e la durata del ciclo richieste dal sistema elettrico.

Nel caso della fornitura di attrezzature ausiliarie, un design monoblocco è il più comunemente usato. Si tratterebbe di monoblocchi a 12V con capacità che vanno da 80 a 220 Ah. I motori a trolling, tuttavia, di solito prendono una batteria da 12V 35 ah.

La prossima categoria da considerare è quella della fonte di alimentazione ininterrotta(UPS). In questo caso, la batteria deve fornire un picco molto breve di alta corrente per contrastare un calo momentaneo di potenza o di tensione. È generalmente utilizzato per apparecchiature come trasmettitori radio o computer per evitare interruzioni nelle trasmissioni o perdita di programmi e dati. In questa categoria possiamo includere: potenza di back up telefonico, torri di telecomunicazione, piccole comunicazioni, terminali PC, ICT, sale server, centri dati e reti industriali basate su trasformatori. In questi casi, la richiesta di potenza è soddisfatta da raffiche intermittenti e rapide di alta corrente.

Anche se frequenti, si tratta di scariche poco profonde e, grazie alla condizione di ricarica costante, le batterie non vengono mai scaricate profondamente. Per l’uso commerciale non industriale, l’assenza di gas e fumi acidi permette di utilizzare le batterie in uffici e ambienti hi-tech dove ci sono personale e apparecchiature elettroniche sensibili. I costi di manutenzione più bassi, rispetto alle batterie allagate, sono un’altra attrazione significativa.

Le tensioni di funzionamento possono variare notevolmente da un’alimentazione per un singolo PC domestico a un’alimentazione trifase industriale di 440V. Mentre la maggior parte delle installazioni utilizza monoblocchi a 12V in configurazioni serie/parallelo per soddisfare la tensione dell’applicazione e i requisiti di autonomia, le installazioni industriali più grandi spesso optano per un’opzione di gel tubolare a 2V. Le capacità possono variare da 25 Ah per un piccolo ufficio o installazioni domestiche fino a 250 Ah per un UPS industriale. Per le operazioni di alimentazione in standby ci sono requisiti diversi da quelli degli UPS.

Queste possono essere scariche profonde intermittenti o regolari con una ricarica completa per coprire sia un’emergenza come l’illuminazione di emergenza, il funzionamento di apparecchiature di prova portatili utilizzate per esempio nel monitoraggio ambientale o dispositivi di comunicazione portatili come walkie talkie per uso militare. Gli allarmi e i sistemi di sicurezza, l’alimentazione di riserva dell’ufficio o del telefono avrebbero profili d’uso simili, cioè una scarica profonda intermittente all’80% della capacità.

  • Le applicazioni in cui l’attrezzatura viene regolarmente ciclata includono usi come la segnalazione temporanea del traffico, l’illuminazione mobile, aree domestiche e industriali con interruzioni di corrente programmate, installazioni ibride diesel o a energia solare. Tutti questi avranno orari di funzionamento definiti e saranno normalmente quotidiani.
  • Non c’è una dimensione o una configurazione ideale della batteria perché ci sono grandi variazioni di assorbimento e di tensioni di funzionamento. Per le installazioni più grandi, spesso le batterie tubolari al gel da 2V sono la soluzione migliore grazie alla loro capacità di resistere a scariche profonde e alla loro durata di vita superiore. Per le operazioni più piccole o meno onerose, le batterie monoblocco sono generalmente preferite, in particolare quando ci sono restrizioni di spazio. Le dimensioni di un’installazione a batteria dipendono dalla tensione di funzionamento, dal carico e dal tempo di funzionamento dell’attrezzatura.

  • Non tutti i settori di mercato rientrano perfettamente in una categoria. Molte torri di telecomunicazione dei telefoni cellulari e altri sistemi di comunicazione radio usano il backup delle batterie sia come standby che come fonte di alimentazione regolare, a seconda della qualità e della disponibilità di una fornitura locale (se esiste). In entrambi i casi, c’è molto probabilmente un requisito di ciclo profondo per la batteria. Il tipo di batteria più comune è il monoblocco da 12V per la sua alta densità di potenza, le dimensioni compatte e la facilità di montaggio. In alcune grandi unità a torre ad alta potenza, le celle VRLA da 2V montate sui lati sono la soluzione migliore. La mancanza di manutenzione e di produzione di gas, rende la batteria VRLA ideale per luoghi remoti, in particolare dove le batterie sono installate in spazi ristretti.

L’altra grande categoria che abbraccia diversi mercati è quella della batteria da trazione, che è la fonte primaria di energia motrice per un dispositivo in movimento. Questo si applica a tutte le categorie di veicoli, dai carrelli elevatori alle biciclette elettriche per uso industriale e privato. In tutti i casi, è necessario scaricare profondamente la batteria. Per i carrelli elevatori, la mancanza di costi di manutenzione è un vantaggio importante. Lo svantaggio, tuttavia, è che le batterie richiedono più tempo per ricaricarsi, sono più costose e non possono essere scaricate profondamente come le loro controparti allagate. Tuttavia, questo deve essere bilanciato con i costi delle celle allagate, che includono l’attrezzatura per l’estrazione dei fumi.

C’è un altro vantaggio significativo dovuto alla mancanza di fumi acidi e di gas rilasciati durante la ricarica. In un magazzino alimentare chiuso, anche con l’attrezzatura di estrazione dell’aria, alcuni fumi acidi della carica rimarranno all’interno della batteria allagata che fuoriescono durante il funzionamento del carrello elevatore e possono contaminare il cibo conservato. La batteria ideale per questo mercato, che comprende i transpallet elettrici, è la cella tubolare 2V, normalmente in configurazioni di serie da 12 a 80 V. La capacità può variare da 25 Ah per un transpallet a 1.000 Ah per un grande carrello elevatore ad alto tonnellaggio.

L’uso non industriale copre mercati come gli scooter per la mobilità e le sedie a rotelle per condizioni mediche. C’è un piccolo settore che utilizza batterie al piombo-acido per biciclette elettriche, risciò e piccole applicazioni EV che sono considerate come uso non ricreativo. Tutte queste applicazioni richiedono batterie dal design compatto con una densità di energia abbastanza alta. Questo è per lo più fornito dalla gamma di batterie monoblocco.

Un uso non comune per le batterie VRLA è quello dell’avviamento del motore. Tuttavia, molti veicoli moderni usano le versioni AGM proprio per questo scopo. A causa del suo elettrolita immobilizzato, è meno incline a guasti dovuti alla stratificazione dell’elettrolita e alla solfatazione rispetto ai design allagati. È particolarmente adatto per i veicoli stop-start dove la vita di una batteria allagata può essere di soli 6 mesi. Poiché ha un tappetino di vetro altamente compresso che tiene il materiale attivo delle piastre in posizione, è molto adatto per veicoli fuoristrada e fuoristrada dove gli urti e le vibrazioni possono facilmente danneggiare le piastre delle batterie allagate.

Poiché costa più di una batteria allagata, non è un componente standard nella maggior parte delle automobili prodotte in serie. Tuttavia, è una scelta naturale per il mercato dei veicoli di lusso, dove la sua elevata potenza di avviamento, la durata più lunga e la superiore capacità di avviamento a freddo sono considerate degne della piccola spesa aggiuntiva.

Isottomarini dipendono interamente dall’alimentazione a batteria quando sono sommersi, poiché non c’è ossigeno per alimentare un motore a combustione. Le dimensioni dei sottomarini variano dalle piccole imbarcazioni da diporto e da ricerca a quelle militari subacquee di circa 70 metri di lunghezza e più di 2.000 tonnellate di peso. I sottomarini militari hanno tradizionalmente usato disegni tubolari allagati molto grandi di circa 2.000 Wh per cella con fino a 175 celle collegate in serie. Per ovvie ragioni, avere batterie che non producono gas esplosivo a bordo di un’imbarcazione sigillata è altamente auspicabile. Nell’uso militare, le batterie sono normalmente caricate dai motori diesel quando l’imbarcazione è in superficie e adeguatamente ventilata.

Tuttavia, se il lavoro di manutenzione della batteria in condizioni molto strette e difficili viene rimosso, è un grande vantaggio. Poiché si tratta di un’applicazione di scarica profonda e una vita di ciclo più lunga significa meno tempi morti per la sostituzione delle batterie, le celle tubolari al gel da 2V sono una scelta ovvia e quasi obbligatoria per questa applicazione. Al contrario, una piccola imbarcazione da ricerca e da diporto può utilizzare batterie monoblocco per risparmiare spazio. A causa della diversa gamma di design, le tensioni operative e le capacità possono variare enormemente.

Qualunque sia l’applicazione o il modello operativo o i carichi delle apparecchiature che richiedono batterie VRLA, c’è una fonte costante e affidabile di aiuto e competenza: Microtex Energy. Quando 50 anni di esperienza nella produzione e nel design sono combinati con esperti interni e riconosciuti a livello internazionale, il risultato è un servizio clienti unico e senza precedenti. Il servizio va ben oltre la consulenza e la disponibilità del prodotto: fornisce un supporto di backup continuo e facilmente accessibile per tutto il tempo richiesto dal cliente, non la garanzia del prodotto.

Potete contare su Microtex per mettere sempre il cliente al primo posto e, a differenza di altre aziende di batterie, tenerlo sempre al primo posto.

Please share if you liked this article!

Did you like this article? Any errors? Can you help us improve this article & add some points we missed?

Please email us at webmaster @ microtexindia. com

On Key

Hand picked articles for you!

Carica di equalizzazione Microtex

Cos’è una carica di perequazione?

Equalizzazione della carica nella batteria al piombo L’intenzione della carica di equalizzazione è di portare la tensione di carica di una batteria al piombo-acido a

Batteria per golf cart

Cos’è una batteria per golf cart?

Batteria per golf cart Guida alla batteria elettrica del carrello da golf Il termine batteria elettrica per golf cart copre una moltitudine di applicazioni, dall’illuminazione

Veicoli elettrici

Veicoli elettrici – Batteria

Veicoli elettrici – la necessità della batteria Da tempo immemorabile, l’uomo ha inventato nuove macchine per migliorare il suo comfort di vita e per avere

Iscriviti alla nostra Newsletter!

Unisciti alla nostra mailing list di 8890 persone straordinarie che sono al corrente dei nostri ultimi aggiornamenti sulla tecnologia delle batterie

Leggi la nostra politica sulla privacy qui – Ti promettiamo che non condivideremo la tua email con nessuno e non ti spammeremo. Puoi cancellarti in qualsiasi momento.