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Vademecum sulle pile ed accumulatori

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A complemento del vademecum sulle lampade frontale di seguito le informazioni sulle alimentazioni.

Le pile

  • Le pile normali. Sono pile economiche con un livello di prestazione abbastanza basso. Sono destinate agli apparecchi elettrici di potenza ridotta (orologio, radio, telecomando di televisore, ecc.). Tendono a scomparire a poco a poco dal mercato. Petzl sconsiglia vivamente l’utilizzo di tali pile elettriche nelle lampade frontali (scarse prestazioni e rischio elevato di degassamento).
  • Le pile alcaline. Attualmente molto diffuse, le pile alcaline hanno prestazioni molto più elevate delle pile normali. Si adattano bene alla maggior parte dei dispositivi elettrici autonomi. Inoltre, possono essere conservate molto più a lungo.
  • Le pile al litio. Entrate in commercio più recentemente, le pile al litio sono destinate alle applicazioni che richiedono una elevata capacità, una dimensione o massa ridotta (a parità di dimensioni, le pile a litio sono il 30% più leggere delle pile alcaline) o un esteso margine di temperatura di funzionamento.
  • Funzionamento. Le pile producono una corrente elettrica continua per trasformazione dell’energia chimica in energia elettrica.
  • Ciclo di scarica. La modalità di scarica delle pile dipende dalla tecnologia utilizzata, ma anche dalla qualità dei componenti e dall’assemblaggio. In generale, in condizioni di normale utilizzo, la tensione delle pile alcaline decresce regolarmente fino ad esaurimento, mentre la tensione fornita dalle pile al litio evolve per gradi. Utilizzate nelle lampade frontali (scarica intensiva), le pile al litio forniscono energia nel seguente modo:
  1. le pile al litio 1,5 V (stilo) permettono un’illuminazione «regolata», ossia costante per la maggior parte del ciclo,
  2. le pile al litio 3 V (bottone) non permettono regolazione (la curva d’illuminazione si avvicina a quella ottenuta con pile alcaline).

pile_durata

  • Pila alcalina (stilo)
  • Pila al litio 1,5 V (stilo)
  • Pila al litio 3 V (bottone, ecc.)

Alcune lampade frontale dispongono di un indicatore di scarica delle pile.
L’indicazione fornita varia in funzione del tipo di pile e della temperatura:

  1. verde lampeggiante: ok
  2. arancione lampeggiante: carica residua < 30 %
  3. rosso lampeggiante: carica residua < 10 %

Capacità. La capacità di una pila si misura in Ampere/ora (Ah). Questa indica il tempo per cui la pila riuscirà ad erogare una data corrente (es. 1 Ah equivale a 1 Ampere per 1 ora). Più è grande la capacità delle pile, maggiore sarà l’autonomia della lampada frontale. La capacità dipende direttamente dal tipo di pile utilizzate (alcaline, litio, ecc.), dalla quantità di componenti contenuti nella pila e dalla qualità dell’assemblaggio. Ciascun produttore misura la capacità secondo una propria metodologia. In pratica, la quantità di energia fornita da una pila è legata anche alle condizioni di utilizzo: principalmente alla temperatura ambiente e alla corrente di utilizzo. È la ragione per cui è necessario scegliere correttamente le pile in base al tipo di utilizzo (potenza della lampada frontale, temperatura, durata di utilizzo, ecc.).

Gli accumulatori

Come le pile elettriche, gli accumulatori forniscono una tensione continua (la rete elettrica domestica fornisce una tensione alternata). Al contrario, gli accumulatori possono essere ricaricati numerose volte e così essere ampiamente riutilizzati. A seconda del tipo, gli accumulatori possono sostenere da 200 a 1500 cicli di carica/scarica.

  1. Accumulatori al piombo. Particolarmente economici, gli accumulatori al piombo sono i più vecchi. Sono molto robusti e possono fornire una potenza molto elevata. Sono adatti alle applicazioni in cui il peso ed il volume non sono penalizzanti (es. batteria di avviamento auto, carrelli elevatori, sottomarini, ecc.). Accumulatori al nichel. In questi accumulatori, il nichel è associato al cadmio (Ni-Cd) o agli Idruri Metallici (Ni-MH). Estremamente diffusa fino ad oggi, la tecnologia Ni-Cd è progressivamente sostituita dall’associazione Ni-MH. Questa offre una densità di energia più elevata ma presenta un’autoscarica più forte e un numero di ciclo di carica/scarica inferiore. La tecnologia Ni-Cd resta tuttavia d’attualità, in quanto permette di erogare correnti elettriche molto elevate, di gran lunga superiori a quelle ottenute con accumulatori Ni-MH, Li-Ion o Li-po. Per questo sono molto utilizzati negli utensili portatili senza fili, nei modelli ridotti, ecc.Gli accumulatori Ni-MH sono anche disponibili sotto forma di pile ricaricabili nei formati standard. Sono concepite per sostituire le pile elettriche normali o alcaline all’interno dei comuni dispositivi destinati al grande pubblico (walkman, macchina fotografica, ecc.).
  2. Accumulatori al litio.Comparso all’inizio degli anni 1990, questo tipo di accumulatore utilizza litio sotto forma ionica (Li-Ion) o polimerica (Li-po). Più costosi, ma anche più leggeri, questi accumulatori si ritrovano nei telefoni, nei computer portatili, nelle videocamere di ultima generazione, ecc. Gli accumulatori al litio richiedono un dispositivo di ricarica specifico. Sono dotati di un circuito elettronico di protezione (controllo della tensione durante la carica, controllo della temperatura, ecc.).

Ciclo di carica. La ricarica di un accumulatore consiste nel reintrodurre, nel o negli elementi, una quantità di energia elettrica equivalente alla capacità dell’accumulatore. Il processo di ricarica degli accumulatori dipende dalla loro natura chimica. La carica è principalmente definita secondo tre parametri:
la tensione, la corrente, la durata.
La durata della ricarica (carica normale, accelerata, rapida, ecc.) dipende dal tipo di accumulatore e dalle esigenze dell’applicazione. In ogni caso, è necessario rispettare scrupolosamente la procedura di carica indicata sugli accumulatori e non superare la durata di carica raccomandata.
Un accumulatore non può immagazzinare più energia della sua capacità. Se la batteria resta alimentata con la stessa corrente elettrica, si verifica una sovraccarica. L’energia trasmessa è quindi sprigionata come calore. Questo processo porta all’usura pramatura degli elementi «Effetto memoria»e può essere pericoloso.

Ciclo di scarica. La modalità di scarica degli accumulatori dipende direttamente dal tipo di composizione chimica utilizzata (Ni-Cd, Ni-MH, Li-Ion, ecc.), dalle condizioni di utilizzo, ma anche dalla qualità dei componenti e dall’assemblaggio. In generale, gli accumulatori permettono un’illuminazione «regolata», ossia costante per la maggior parte del ciclo. Al contrario, la quantità di energia disponibile diminuisce molto rapidamente a fine ciclo.

accumulatori_durata

CapacitàLa capacità corrisponde al tempo per cui l’accumulatore riesce ad erogare una data corrente elettrica (es. 1 Ah equivale a 1 A per 1 ora). Espressa in Ampere/ora (Ah), la capacità dell’accumulatore condiziona direttamente l’autonomia della lampada frontale. Varia in funzione del tipo di composizione chimica (Ni-Cd, Ni-MH, Li-Ion, ecc.), della quantità di componenti chimici contenuti nell’elemento e della qualità dell’assemblaggio.
La capacità degli accumulatori, dichiarata dai produttori, è ottenuta in condizioni di utilizzo favorevoli. La capacità realmente ottenuta varia in funzione delle condizioni di utilizzo: principalmente alla temperatura ambiente e alla corrente di utilizzo. È la ragione per cui è necessario scegliere accumulatori adatti alle condizioni di utilizzo (potenza della lampada frontale, temperatura, durata di utilizzo, ecc.).
Le lampade frontali Petzl, offrendo 3 livelli d’illuminazione (massimo, ottimale, risparmio), permettono di sfruttare al meglio la capacità reale della fonte di energia adeguando il consumo (corrente di scarica) alle condizioni di utilizzo. Al livello «risparmio», le pile restituiscono più energia che al livello «massimo od ottimale».

Effetto «memoria». L’effetto «memoria» riguarda gli accumulatori Ni-Cd e, in misura minore, gli elementi Ni-MH. È indipendente dal normale invecchiamento (irreversibile) degli accumulatori. Questo fenomeno si verifica quando gli accumulatori non sono scaricati e ricaricati correttamente (ricariche incomplete ripetute, sovraccarica, ecc.) e si traduce in un’usura prematura degli elementi.

Degassificare. «Degassificare» corrisponde all’eliminazione di gas dalle pile o dagli accumulatori. Questa reazione è provocata da condizioni di utilizzo inadeguate: scarica o ricarica troppo intensiva per gli accumulatori, inversione di polarità, elementi difettosi, infiltrazione d’acqua salata nel portapile (elettrolisi dei componenti), ecc. In caso di degassamento, l’accumulatore perde definitivamente una parte della sua capacità .
Tutte le lampade impermeabili Petzl sono dotate di un dispositivo di sicurezza (chip, membrana tecnica o valvola meccanica) che permette di compensare il degassamento di pile o accumulatori.

Influenza della temperatura ambiente. La temperatura influisce direttamente sul livello di prestazione ottenuta. Più bassa è la temperatura, minore sarà l’energia fornita dalla fonte luminosa (rallentamento dell’attività chimica). Le pile al litio offrono un campo di utilizzo molto ampio (da circa -40°C a +60°C).
Il portapile staccato delle lampade MYO, DUO consente di tenere le pile vicino al corpo, nel caso in cui la temperatura esterna sia molto bassa.

Fonte primaria di tali informazioni è il sito della Petzl. www.petzl.com/it/home

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