Introduzione

Le batterie immagazzinano energia elettrica in forma chimica e possono rilasciarla come corrente elettrica quando necessario. Sono ampiamente utilizzate per alimentare vari dispositivi, tra cui telefoni cellulari, laptop, avviatori per auto e altro. Nei sistemi di energia solare, le batterie svolgono un ruolo cruciale nell’accumulo e nella distribuzione dell’energia.

Le batterie elettriche utilizzano reazioni chimiche per immagazzinare e rilasciare energia. Sono composte da due o più elettrodi separati da un elettrolita. Durante la scarica, avvengono reazioni chimiche negli elettrodi e nell’elettrolita, convertendo l’energia chimica in energia elettrica.

Un esempio comune di batteria elettrica è la batteria per avviamento automobilistico (piombo-acido allagata).

Batterie con Voltaggi Differenti

Le batterie sono disponibili in diverse gamme di voltaggio a seconda della loro costruzione e applicazione. I principali tipi di batterie con voltaggi variabili includono:

a) Batterie a bassa tensione: Queste sono batterie con un voltaggio fino a 12 volt. Vengono utilizzate principalmente in dispositivi come batterie per auto (12V), moto (6V o 12V) e batterie per dispositivi elettronici portatili (3,7V o 7,4V).

b) Batterie a tensione media: Queste batterie hanno tensioni che vanno dai 12 volt a diverse centinaia di volt. Vengono utilizzate nei sistemi di energia solare, nei veicoli elettrici, nei monopattini elettrici e in altri sistemi di accumulo energetico. Esempi includono batterie al litio con tensioni di 48V, 72V, 96V e altre.

c) Batterie ad alta tensione: Queste vanno da diverse centinaia di volt a diversi kilovolt e vengono utilizzate in sistemi di accumulo energetico su larga scala come centrali elettriche, reti elettriche e applicazioni industriali. Ad esempio, le batterie al litio con tensioni di 400V, 800V e superiori sono comunemente utilizzate.

Importante: Le stazioni di energia solare utilizzano generalmente batterie a tensione media, come 12/24/48V, e batterie ad alta tensione con valori di tensione variabili.

Tipi di Batterie Moderne: Piombo-Acido, AGM, GEL, Carbonio, LiFePo4

Esistono molti tipi di batterie, con nuovi modelli che vengono continuamente sviluppati. In questa sezione, ci concentreremo sui tipi più conosciuti utilizzati nei sistemi di energia solare:

1. Batteria al Piombo-Acido

Immagine di una batteria al piombo-acido, utilizzata per fornire un’esplosione di potenza per avviare veicoli o sistemi energetici, mostrando il design tipico e i terminali

La batteria al piombo-acido con elettrolita allagato, più comunemente conosciuta come batteria per avviamento auto, è economica ma non adatta per le stazioni solari a causa del suo design pensato per brevi esplosioni di potenza (come l’avviamento di un’auto). L’uso di batterie per auto nei sistemi solari può portare a un rapido degrado dovuto alla continua richiesta di alta potenza.

2. Batteria AGM (Absorbent Glass Mat)

Immagine di una batteria AGM (Absorbent Glass Mat), che mostra il suo design sigillato utilizzato per applicazioni a ciclo profondo e backup energetico senza necessità di manutenzione

Sviluppata negli anni ‘70, la batteria AGM rappresenta il passo successivo nell’evoluzione delle batterie al piombo-acido. Si tratta di batterie sigillate e senza manutenzione, in cui l’elettrolita è assorbito in una matrice di vetro. Le batterie AGM possono essere utilizzate nei sistemi solari con una velocità di scarica del 20–25% della loro capacità. Ad esempio, una batteria AGM da 100Ah può gestire un carico a 230V fino a 240–310W.

3. Batteria GEL

Immagine di una batteria GEL, con il suo design sigillato e a prova di perdite, utilizzato per applicazioni a ciclo profondo e per un affidabile backup energetico

Le batterie GEL sono state sviluppate negli anni ‘30 e utilizzano un elettrolita in forma di gel. Queste batterie sono più sicure, poiché il gel previene fuoriuscite e perdite, anche quando la batteria è inclinata o danneggiata. Le batterie GEL hanno anche una lunga durata, gestendo fino a 800 cicli con una profondità di scarica del 100%. Sono adatte per i sistemi solari, ma presentano un prezzo più elevato.

4. Batteria al Carbonio

Immagine di una batteria al carbonio, che evidenzia il suo design utilizzato per l’accumulo di energia a ciclo profondo con prestazioni migliorate e una durata maggiore rispetto alle tradizionali batterie al piombo-acido

Le batterie al carbonio o a base di grafene sono un miglioramento delle tecnologie AGM e GEL. Queste batterie sigillate e senza manutenzione offrono fino a 2000 cicli con una profondità di scarica del 100%, rendendole una scelta solida per i sistemi solari. Tuttavia, tendono ad essere anche più costose.

5. Batteria LiFePo4 (Fosfato di Ferro Litio)

Immagine di una batteria LiFePO4 (Fosfato di Ferro Litio), nota per il suo design leggero, lunga durata e sicurezza nelle applicazioni ad alta potenza

Le batterie LiFePo4 sono state sviluppate nel 1996 e sono conosciute per la loro alta sicurezza, stabilità e lunga durata, rendendole ideali per i moderni sistemi di energia solare. Con una durata superiore a 9000 cicli, le batterie LiFePo4 sono una scelta preferita nei veicoli elettrici e negli impianti di accumulo energetico su larga scala. Offrono un’uscita di tensione costante, semplificando la progettazione dei sistemi per le stazioni solari.

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Conclusione

La scelta della batteria giusta per il tuo sistema di energia solare dipende dalle tue esigenze e dal tuo budget. Mentre le batterie al piombo-acido possono sembrare economiche, non sono adatte per le esigenze di alimentazione continua. Le batterie AGM, GEL, al carbonio e LiFePo4 offrono prestazioni migliori e sono opzioni migliori per le installazioni solari. Ogni tipo ha vantaggi unici in termini di longevità, manutenzione e output di potenza, permettendoti di trovare la soluzione migliore per il tuo sistema.