Prova vita di batterie piombo acido con e senza livellamento del carico

Il rapporto che segue è relativo all’attività svolta dall’ENEA nell’ambito dell’Obiettivo A, con riferimento all’ultimo capoverso: “Nel campo dell’accumulo misto, la disponibilità di un accumulo misto a 48V e dei ciclatori del laboratorio prova batterie, permetterà l’esecuzione (secondo anno) di prove vita con e senza supercondensatori, necessarie per le valutazioni economiche (incremento di durata delle batterie) di questa tipologia d’accumulo elettrico, che è particolarmente adatto per il retrofit/repowering di batterie piombo‐acido. Quella dell’accumulo misto è una tecnologia già approfondita nell’ambito delle attività di ricerca svolte nelle precedenti annualità dell’Accordo di Programma, sia dal punto di vista delle interfacce di potenza (Uni Padova) che delle valutazioni tecnico‐economiche (Politecnico di Milano). Rimanevano da verificare le ipotesi fatte circa l’incremento atteso della durata di batterie piombo‐acido, incremento ottenuto proprio grazie al livellamento del prelievo di corrente ad opera dei supercondensatori. Oggetto dell’attività dell’anno corrente è stato quindi di quantificare questo incremento e verificare contemporaneamente l’ipotizzata correlazione tra vita utile della batteria e potenza di picco prelevata dalla batteria piombo‐acido (vedi “Studio di sistemi avanzati di accumulo di energia quali supercondensatori e sistemi di accumulo misti (batterie + supercondensatori, Tironi, L. Piegari, V. Musolino. S. Grillo,” Report RdS/2011/34). La verifica è stata eseguita caratterizzando pacchi batterie piombo‐acido con cicli di carica/scarica corrispondenti a due diverse configurazioni: “pura” (cioè solo batterie) ed “assistita” da un banco di supercondensatori. A tal fine sono stati preparati due pacchi batterie uguali e sono stati sottoposti, nello stesso periodo ed in identiche condizioni ambientali, a “prova vita”, portandoli cioè “a fine vita utile”1. Il profilo di carico del primo pacco corrispondeva a quello di un accumulo elettrico veicolare in configurazione “pura”, il profilo di carico del secondo pacco corrispondeva a quello di un accumulo elettrico veicolare in configurazione “assistita”. A tal fine, il valore del picco di potenza per il pacco in configurazione “assistita” è stato perciò posto uguale alla metà del picco di potenza del pacco in configurazione “pura”. Inoltre nel profilo di carico del pacco batterie in configurazione “assistita” non ci sono fasi di recupero_energia/ricarica in frenata, perché è stato ipotizzato che tutto il recupero venisse fatto con i SC. Il tutto, naturalmente, a parità di energia scaricata, per ciclo, dai due pacchi. Le prove sono state eseguite come sopra detto e diversamente da quanto ipotizzato nel piano d’attività, perché: 1. in questo modo se ne è assicurato uno svolgimento più regolare, svincolato da ogni problematica inerente il corretto funzionamento dell’interfaccia di potenza dei SC, 2. si è ridotto alla sola potenza di picco (prelevata dalla batteria) il numero delle variabili in gioco che influenzano la vita utile della batteria. La sperimentazione è stata compiuta presso i Laboratori ENEA UTTEI‐VEBIM di Casaccia (RM), utilizzando le apparecchiature di laboratorio costituite da convertitori AC/DC bidirezionali.