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I grandi misteri dell’elettrotecnica

Posted in elettricita, fotovoltaico by jumpjack on 23 giugno 2013

Visto che già da tempo ho accantonato l’idea di ricaricare lo scooter col mio piccolo impianto solare perchè i caricabatterie già da soli hanno la tendenza a bruciarsi spontaneamente una volta ogni 3 mesi, e quindi ho preferito non “stuzzicarli” con la corrente proveniente da un inverter cinese; e visto che ho scoperto che già da marzo i miei pannelli solari, benchè in giardino, si ritrovano al sole non più 3 ma fino a 10 ore al giorno; e visto che ho espanso il mio impianto fino all’esorbitante capacità di 12 kWh;
…visto tutto ciò, oggi ho deciso di fare una prova:anzichè attaccare alle batterie la sola illuminazione, ci ho attaccato anche la “torre TV”, cioè l’assieme di TV, decoder sky, DVD e computer, che nel weekend stanno accesi tipo 12 ore al giorno… 🙂

In un primo momento è andato tutto bene: attaccato il sistema alle 12:00, alle 18.00 ancora andava tutto ok; però ho visto che ormai le batterie erano “piuttosto scariche”, essendo al 46% (anche se devo ancora capire perchè, dopo 10 ore di carica e di indicazione al 100%, appena tramonta il sole si assestano sul 55%, anche dopo 3 giorni di inutilizzo!), visto che erano scariche, dicevo, ho deciso di switchare su ENEL… solo che si è spenta tutta casa!
Ho riprovato un paio di volte: dalle batterie arriva corrente, dall’ENEL no.
Sarà perchè, intanto, ho “pasticciato” col quadro elettrico, staccandolo dal muro per allargare il buco e fare spazio a un quadro elettrico più grande? L’ho fatto senza staccare la corrente (per pigrizia), ma MI SEMBRA di non aver fatto nessun casino coi fili… Voglio dire, non sono morto fulminato 🙂 , quindi non dovrei aver toccato i fili!
Fatto sta che la corrente non arriva al salvavita:me ne accorgo perchè quando premo il pulsante di test, non “stacca”.
Così vado a vedere il contatore fuori. E attaccato… ma ha una cosa molto strana: entrambe le spie sono accese fisse! (???)
Attacco e stacco qualche volta, ma dentro casa non cambia niente.
Allora attacco il router internet alla corrente che viene dalle batterie, mi collego a internet per cercare il numero verde ENEL per segnalazione guasti, e chiedo se c’è qualche casino sul mio contatore (e se per sbaglio ho mandato verso la rete la corrente dell’inverter? Magari questo ha fatto andare in protezione il contatore? Ovviamente questo non posso dirglielo, posso solo restare sul vago…).
Vado per telefonare, ma il cordless è muto. Batteria scarica. Buffa conincidenza ma vabbè, vado al fisso.
Muto.
Come muto??? Ma cosa c’è stato, un Impulso Elettromagnetico??? 🙂
Spippolo un po’ il telefono fisso, e alla fine mi dà la linea e riesco a chiamare enel.

Il tizio mi dice che fino al contatore la corrente arriva, e che le due spie accese indicano che il contatore ha sospeso l’erogazione perchè non ha rilevato consumi per 20 minuti di seguito.
????
Questo è al tempo stesso irritante e bizzarro: irritante perchè vuol dire che in caso di distacco completo dalla rete ENEL tramite impianto fotovoltaico a isola, bisognerà lasciare sempre attaccata un abatjour per far contento il contatore e non farlo spegnere…
Ma la cosa bizzarra è che è impossibile i miei consumi si siano azzerati per più di 20 minuti, visto che il frigorifero NON era attaccato alle batterie!
Va bene che non è acceso costantemente…. però almeno una volta ogni mezz’ora si accende per 10 minuti!
Uhm…ogni mezz’ora….
Vuoi vedere che allora… Potrebbe anche essere, se il contatore stacca dopo 20 minuti e il frigo si accende ogni 30, potrebbe davvero essersi staccato in automatico il contatore!

Il tecnico ENEL ha detto che il contatore dovrebbe riattaccarsi automaticamente appena rileva di nuovo un carico… ma il frigo come fa a riaccendersi se il timer è spento??

E comunque, una volta che ho switchato da batterie a ENEL, HO riattaccato un carico, quindi perchè il contatore non si è riacceso???

Vabbè, stacco tutto, stacco i cavi dell’inverter solare dal deviatore del quadro elettrico, spengo l’inverter, e a un certo punto, non capisco bene quando/come, torna la corrente dall’ENEL!

Però c’è ancora qualcosa che non va: il pulsante “test” del salvavita non funziona più! Cioè, non funziona più il salvavita?!? Considerando che ho deciso di togliere il vecchio quadro elettrico proprio per metterne uno abbastanza grande da contenere UN ALTRO salvavita oltre a quello per l’ENEL, sarebbe piuttosto ironico!

Adesso ho ricollegato la TV ai pannelli come prima, sono rimasto così per un’ora, e la corrente dall’ENEL, switchando, arriva ancora. Però è anche vero che il frigo non si è mai spento, probabilmente perchè è rimasto spento per ore senza che me ne accorgessi e ora deve recuperare il freddo perduto…
Ora pero s’è fatta sera e quindi devo tornare all’ENEL, perchè se mi si ristacca il contatore di notte è un problema. Domani farò altri test.

Ma intanto, ho notato un’altra cosa stramba: se quando sto a batterie accendo una striscia LED da pochi watt (mi pare una decina), sento che il gruppo di continuità che “sostiene” la torre TV stacca per un attimo e poi riattacca, come se non gli arrivasse abbastanza corrente dall’inverter… cosa che non succede se invece accendo due faretti a LED da 100 W totali!

Nel complesso, quindi, non ci sto capendo niente.

Infine, un’ultima chicca, perchè oggi a quanto pare c’è stata una congiunzione astrale di improbabilità elettrotecniche: vado per fare un’altra prova per vedere se il gruppo di continuità del televisore effettivamente ancora stacca se accendo i led e non stacca se accendo i faretti…. ma appena accendo i faretti, si spegne il decoder sky!
Eccheccazz…

Sarà un’interferenza? La forma d’onda dell’inverter non piace al decoder, e se ci aggiungo l’impulso di accensione dei faretti mi si impalla il decoder?

Macchè.

E’ solo che in quel preciso istante la RAI aveva spento il segnale su RAI1,che stavo guardando,perchè è iniziata una partita!!!

Vabbè per oggi ne ho abbastanza.

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Manuale ufficiale contatore monofase ENEL (a pag.9 la spiegazione del distacco e delle spie fisse): link

Confronto tra batterie al piombo

Posted in scooter elettrici by jumpjack on 1 dicembre 2012

Sono venuto in possesso dei datasheet di Etropolis Retrò ed Estrima Birò. Con queste batterie, l’Etropolis (2000 W/140 Kg) è dato per 70 km di autonomia,  il Birò (4000 W/370kg) per 50 km di autonomia; entrambi vanno a 48V, quindi hanno batterie rispettivamente da 4x12x36=1728 Wh e 4x12x100 = 4800 Wh, ossia consumi teorici di 25 Wh/km e 96 Wh/km. Etropolis:

Hi-Rate_02

Hi-Rate_01

Datasheet batterie Estrima Birò: Datasheet birò - p.1   Datasheet birò - p.2 Cerchiamo di analizzarle nei dettagli. Partiamo dal grafico dei cicli, che dice quanto dureranno negli anni le batterie a seconda di quanto/come le usiamo: Etropolis (12V/36Ah – HRC12360):

cicli batterie etropolis

Birò (12V/100Ah, Genesis NP100-12R): cicli-hires Salta subito all’occhio la differenza di qualità del datasheet; non parlo della qualità dell’immagine, ma dei dati: per l’etropolis vengono fornite curve generiche, mentre per il birò vengono specificati i parametri di test, tra cui le correnti di scarica e carica, rispettivamente 0,17C e 0,09C, che rapportati ai 100 Ah significano 17A in scarica e 9 ampere in ricarica. I valori che leggiamo sul grafico sono: Etropolis:

  • 100%=400-430 cicli
  • 50%=850-900 cicli
  • 30%=1700-1800 cicli

Birò:

  • 100% = 300 cicli
  • 50% = 550 cicli
  • 30% = 1200 cicli

In questo senso i grafici Etropolis sembrano migliori, perchè invece di dare un valore preciso, effettivamente impossibile da conoscere, danno un range di valori di circa 30 cicli. Sui grafici del Birò c’è però un problema notevole: come detto, la scarica è stata effettuata a 17 Ampere. Ora, il Birò ha 2 motori da 4 kW ciascuno, utilizzati però ognuno a un massimo di 2 kW, in modo da restare sotto i 4 kW e farlo essere un ciclomotre; le batterie sono da 48V, quindi l’assorbimento di picco è 4000 W/ 48 V = 83 Ampere , che rapportati alla capacità significano 0,83 C, contro gli 0,17 del test; e siccome le batterie si comportano tanto PEGGIO quanto più intensamente vengono scaricate, risulta che il grafico non è assolutamente attendibile per valutare la durata potenziale delle  batterie: con 17A alle ruote del Birò arrivano al massimo 816 W! Secondo i calcoli riportati in questo famoso libro, con 800 W uno scooter da 200 kg  potrebbe arrivare al massimo a una velocità di 30-35 km/h; la birò pesa 370 kg ed ha non 2 ma 4 ruote (più attrito) e una superficie più ampia (altro attrito, anche se sotto i 45 km/h in effetti l’attrito dell’aria conta poco); quindi ipotizzo che i grafici del datasheet potrebbero considerarsi validi andando col birò a 25 km/h. A 45 km/h l’assorbimento non sarà più di 17 Ampere, ma probabilmente 40  se non 50 (la potenza necessaria per vincere l’attrito dell’aria varia col cubo della velocità, quella per vincere l’attrito delle ruote è proporzionale alla velocità. Purtroppo i grafici non dicono come varia… il grafico dei cicli al variare della corrente prelevata, ma è lecito supporre che il numero di cicli diminuisca parecchio se la corrente estratta è il triplo di quella dei grafici. Se si tratti però di ridurre a 1/3 oppure 1/2 oppure 1/10 i valori indicati, non saprei dirlo. So però che alcuni utilizzatori del birò lamentano di essere riusciti a fare con un pacco batterie appena 1000 km prima che l’autonomia si riducesse, dai 50 km di targa, a meno di 30 km! E senza scaricare le batterie a fondo! Ipotizzando una scarica del 50%, sarebbero dovuti essere possibili almeno 550 cicli, che per 25 km (=50%)  farebbero 13750 km. Se i 50 km di targa si riferissero davvero a velocità di 25-30 km/h, e volessimo supporre un’autonomia effettiva prudente di 35 km, si tratterebbe comunque di 550*17=9350 km ; invece dopo soli (circa) 1000 km l’autonomia risulta calata del 50%. Non saprei dire se è un difetto del lotto di batterie o di progettazione del Birò, ma mi riprometto di indagare più a fondo la cosa nel post apposito che farò sul test su strada effettuato oggi sul Birò stesso. Tornando ai grafici delle batterie, è molto interessante (e inquietante!) il grafico capacità/temperatura (in alto a sinistra nell’immagine ell’Etropolis, in alto destra per il Birò): per entrambe le batterie risulta disponibile il 100% della capacità a 25°C e 0,05C di scarica (5 Ampere). Scaricando a 0,83 C (scarica di picco del Birò), alla temperatura tipica di 25° la capacità garantita sarebbe pari al 55% di quella effettiva: come dire 35 km invece dei 70 nominali. L’Etropolis scarica invece al massimo a 2000/48=41,7A, che significa 1,16C, che a 25°C corrispondono a circa il 50% di capacità disponibili. Sembra quindi che rispetto ai dati dichiarati dal costruttore, le autonomie reali che ci si possono aspettare da Etropolis e Birò siano rispettivamente 35 e 25 km. D’estate. D’inverno, con temperature tra 0 e 10°C, la capacità scende sotto il 40%, quindi l’autonomia diventerebbe intorno ai 30 e 20 km. Bisogna decisamente abbandonare il piombo e passare al litio, in modo da avere molto meno peso a bordo, o molti più Ah a parità di peso: una batteria al piombo ha 35-40 Wh/kg, una al litio 100-120!  (36 Wh/kg l’etropolis, 39 Wh/kg il birò). Con batterie al LiFePO4 da 100 Wh/kg si potrebbero mettere sull’etropolis 4720 Wh e sul birò 12300 Wh! Dettaglio datasheet Birò: peukert-hires cicli-hires temp-hires   Batteria per pannello fotovoltaico 12V/65Ah: SH1265(pannelli) http://www.energiasolare100.it/pub/SH1265.pdf

 

Dettaglio datasheet Etropolis (HiRate 12360):

peukert-etropolis-belair

 

Immagine con annotazioni e scala dei minuti completa (logaritmica): sembra che ci sia un errore nel grafico originale, i “30” minuti sarebbero in realtà “20”:

etropolis hirate 12360