In questo articolo si esaminano il controllo e la manutenzione delle batterie industriali e la loro sostituzione. Le batterie hanno un ruolo molto importante nell'industria, perché servono a garantire che le apparecchiature elettriche critiche restino sempre alimentate. Fra le applicazioni di queste batterie rientrano le sottostazioni elettriche (protezione e controllo con relè), i servizi di emergenza degli UPS (sistemi di telefonia) e innumerevoli applicazioni industriali di protezione e controllo.
Molti sistemi elettrici critici sono sostenuti dalle batterie, che ne evitano il guasto. Per questo è essenziale verificare che tali sistemi di batterie funzionino correttamente e che il loro stato sia ottimale. Provando i sistemi di batterie si ha la certezza che l'apparecchiatura disponga di un backup adeguato, perché se ne prevede l'esaurimento e si evitano guasti improvvisi: le batterie sono infatti meccanismi chimici complessi, composti da numerosi elementi.
Guasti delle batterie
Ogni tipo di batteria industriale presenta diverse modalità di guasto: alcune dovute all'uso, altre di origine naturale. Nelle batterie al piombo-acido, per esempio, i guasti più comuni riguardano:
- Solfatazione delle piastre: è un problema di conduzione elettrica e consiste nella trasformazione del materiale attivo della piastra in solfato di piombo inattivo. È dovuta a tensioni di carica troppo basse o a ricariche incomplete dopo un'interruzione dell'alimentazione. La solfatazione produce un'impedenza più elevata e una capacità della batteria inferiore.
- Corrosione della griglia positiva: si tratta di un guasto atteso, perché le griglie sono leghe che con il tempo si ossidano; la piastra cresce e, al termine della vita della batteria, può arrivare ad aprire il coperchio. L'impedenza aumenta al diminuire della capacità.
- Sedimento accumulato: dipende dal numero di cicli che la batteria sostiene ed è definito come il distacco del materiale attivo dalle piastre, che si trasforma in solfato di piombo.
- Corrosione del conduttore superiore: riguarda il collegamento fra le piastre e i terminali ed è difficile da rilevare, anche con un'ispezione visiva.
Nelle batterie al piombo-acido regolate da valvola (VRLA) i guasti più comuni sono dovuti a:
- Essiccamento (perdita di compressione)
- Solfatazione delle piastre
- Cortocircuiti parziali e franchi
- Perdite dal terminale
- Fuga termica
- Corrosione delle griglie positive
Manutenzione delle batterie industriali
Le condizioni di manutenzione e le condizioni ambientali aumentano o riducono il rischio di guasto prematuro della batteria. Esistono diverse teorie e diversi livelli di impegno per la manutenzione e le prove sulle batterie industriali, illustrati nell'articolo seguente: Come provare una batteria
A titolo di esempio, si possono sostituire le batterie soltanto quando si guastano o si esauriscono, sostituirle dopo un determinato periodo di tempo, oppure attuare un buon piano di manutenzione che comprenda ispezioni e prove di impedenza e di capacità. In questo modo degradi e guasti vengono individuati prima di diventare irreversibili. Quest'ultima metodologia comporta ovviamente costi di manutenzione più elevati, ma garantisce l'affidabilità necessaria in un sistema di backup.
Fra le norme più conosciute si segnalano IEEE 450 per le batterie al piombo-acido a elettrolita libero e IEEE 1188 per quelle al piombo-acido sigillate. Entrambe prevedono ispezioni in condizioni di normale funzionamento in tampone (mensili, trimestrali, semestrali e annuali) e prove di capacità o di scarica: all'installazione o come prova di accettazione, nei primi anni di servizio, periodicamente a intervalli non superiori al 25 % della vita utile prevista e ogni anno quando le batterie mostrano segni di degrado o superano l'85 % della vita utile della batteria.
Entrambe le norme, IEEE 450 e IEEE 1188, raccomandano di sostituire la batteria se la sua capacità scende sotto l'80 % del valore stabilito dal costruttore, entro un tempo massimo di un anno.
Per ulteriori informazioni si veda anche l'articolo seguente: Manutenzione delle batterie industriali
Valutare la batteria
Il modo migliore per provare la batteria è eseguire le prove a intervalli regolari. Si misurano capacità e impedenza quando la batteria è nuova (prova di accettazione, per stabilire i valori di riferimento della batteria) e la misura si ripete ogni 2 anni. Nelle celle a elettrolita libero si esegue una prova di impedenza, nelle VRLA ogni 4 anni. La capacità si prova ogni 25 % della vita di servizio prevista e ogni anno quando si è prossimi all'85 % della stessa, oltre che a ogni variazione significativa dell'impedenza. Infine si seguono le prassi stabilite dalle norme IEEE per le misure di temperatura, tensione, densità e altre grandezze
Raccomandazioni
In Amperis si raccomanda una manutenzione rigorosa e attiva per portare al massimo la vita delle batterie. Amperis dispone di prodotti dedicati alla rigenerazione, che consentono un risparmio maggiore rispetto ai costi dei possibili guasti e di una sostituzione prematura della batteria.
Il nuovo sistema di rigenerazione delle batterie di Amperis permette di recuperare la capacità della batteria eliminando la solfatazione che si è formata al suo interno. Per saperne di più su questa apparecchiatura è possibile contattarci senza impegno:
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Una buona manutenzione fa durare la batteria molti anni in più