Questo è un esempio di come vengono posizionate le piastre sulla struttura.

Immagine Allegata: Struttura per saldare i perni-5.jpg
 

Questo invece è l' alloggio dove avviene la fusione dei perni e si crea la barra potenziale.

Immagine Allegata: Struttura per saldare i perni-4.jpg
 

Vediamo ora come lavorerà la cella e vediamo se il nuovo metodo di formazione da i suoi frutti.

CITAZIONE

Non ho ancora guardato.
Ho parcheggiato le piastre senza controllarle ... ti saprò dire.

Aggiornamenti.

Rispondendo a QQ la solfatazione delle piastre in foto questa volta è superficiale ... è sufficiente una inversione di polarità e tutto il solfato cade sul fondo.

Ora passiamo alla nuova cella prototipo.
Conoscendo ormai tutte le problematiche che si hanno quando si fa una formazione sto eseguendo un nuovo metodo di formazione.

Rammento che questo nuovo tipo di formazione è frutto di uno studio durato almeno 1 anno e che si basa su dati che non sono irripetibili ... questo vuol dire che per avere conferma dei dati i test eseguiti in questo ultimo anno non sono casuali o saltuari ... le risposte date da celle collegate in serie o celle singole si ripetono in modo sistematico.
Questo ha definito un metodo di formazione ben calcolato e non casuale ... cioè è una formazione lineare e ha un determinato metodo di inizio e una determinata fine.

Il problema che dovevo risolvere è fare in modo di riuscire ad arrivare a tensioni di fine carica effettivamente raggiungibili limitando il più possibile le perdite ... sia per quello che riguarda la capacità di caricare la cella facendo in modo che non vadano persi troppi Ampere di carica rispetto a quelli che restituisce la cella e sia la capacità di accumulo che si lega con la densità di acido solforico ... e il tutto deve rimanere entro le 6 ore di carica calcolando una corrente di carica C5 e un carico sempre C5 e prendendo come parametro di base i 7 mAh/cm^2.
Tutti questi fattori devono legare tra di loro e se solo uno di questi parametri non si mantiene nel tempo la cella non lavora più in modo ottimale e andrà a deperirsi nel tempo.
Altri fattori che si legano a quelli sopra descritti è l' assemblaggio della cella e la costruzione delle piastre in piombo ... ma per quello che riguarda le piastre in piombo devo ancora ultimare i test in quanto il problema di queste ultime è la deformazione che spesso avviene dopo mesi o anni di funzionamento ... su questo dettaglio bisogna ancora attendere ... al momento non posso sapere come e quando queste piastre possano, o andranno, a deformarsi ... al momento la cella e composta da 2 tipologie di piastre per vedere se riesco a risolvere il problema della deformazione ... il tempo ci darà delle risposte.
Al momento posso solo dire che le piastre in piombo delle Primordial si sono piegate in meno di un anno di funzionamento ... ma il piombo che sto usando io è piombo ricavato da tubi di vecchi impianti idraulici di vecchie abitazioni il quale ha una alta percentuale di antimonio ... dunque più resistenti alle sollecitazioni e alle flessioni.

Fine prima parte del messaggio.

Seconda parte del messaggio.

Dati della cella.

La cella prototipo è costituita da 5 positive forate con 7 millimetri di spessore e 24 fori per piastra da 10 millimetri di diametro posti a nido d' ape e da 5 negative identiche alle positive come misure e spessore ma senza fori ... questa differenza serve per vedere, nel tempo , se e come si deformano le piastre.
La misura delle piastre è di 13,5 cm. in lunghezza e di 9 cm. in altezza.
Calcolando le superfici le positive hanno, più o meno, una capacità che si aggira sui 1,8 Ah calcolati sui 7 mAh/cm^2.
Le piastre sono distanziate tra di loro di circa 5 millimetri ... non vi è alcun tipo di separatore.
Le piastre sono bloccate e distanziate da un pettine nella loro parte inferiore il quale funge anche da distanziale e le piastre sono sollevate dal fondo, sempre da questo pettine, di circa 3 centimetri.
I perni delle piastre sono stati fusi creando una barra potenziale alla quale, nel proprio centro, è stato fuso il perno che fuoriesce dal coperchio.
Il tutto è stato poi sigillato con del silicone specifico per il piombo.
I bordi del coperchio della cella sono sigillati con adesivo per carrozzeria ... questo mi permette di sigillare in egual modo la cella e di poter aprire la cella estraendo il coperchio ed estrarre il pacco piastre al bisogno senza togliere il silicone dai perni.
La cella è munita di 2 tappi ... uno laterale e uno centrale.
Quello laterale mi serve per poter raggiungere il fondo della cella con un tubo per la sostituzione delle soluzione acida e quello centrale serve per visionare le piastre e controllare il livello dell' acido con una barretta in PVC.
Nel tappo centrale è stato eseguito un foro centrale nel quale è sigillato un tubo che finisce dentro in un barattolino di vetro riempito per metà di acqua ... da qui vedo uscire le bolle generate dall' elettrolisi e non mi manda in pressione la cella.
Al momento non ho mai dovuto eseguire un rabbocco di soluzione acida o di acqua distillata ... non vi sono perdite di soluzione acida.
L'immagine della cella è nella pagina precedente a questa.

Fine seconda parte del messaggio.

Terza parte del messaggio.

La cella, in 20 giorni di formazione, ha un accumulo pari a 3 ore con un carico C5 ... deve arrivare a 5 ore di accumulo sempre con un carico C5 e sempre calcolato sui 7 mAh/cm^2.
Tecnicamente raggiunte le 5 ore di accumulo la cella si può definire formata.
Naturalmente la cella può raggiungere una capacità superiore ma l' andare oltre a questi parametri ha costituito un problema di instabilità della cella ... nel senso che non tutti i parametri sopra descritti collimano e si legano tra di loro.
Il primo parametro che non si mantiene più stabile e la tensione di fine carica ... essa non viene più raggiunta ... e oltretutto i tempi di carica si allungano oltre le 6 ore ... inoltre le celle si disallineano ... in oltre la capacità di scarica con grossi carichi è compromessa.

Tutto questo però è successo con una tipologia di cella con un numero di piastre diverso rispetto alla cella che è ora in formazione.
Una cella analoga a questa in formazione con un numero superiore di piastre al suo interno ha risposto in modo differente ... per cui ogni tipologia di cella ha specifiche che variano dal numero di piastre inserite al suo interno e anche dal tipo di assemblaggio ... questo perchè la cella analoga a questa aveva 8 positive e 9 negative e le piastre positive erano imbustate.
Nonostante questo sono riuscito ad andare un po' oltre come capacità mantenendo i parametri stabili ... e dopo un mese di simulazione come se fosse sotto fotovoltaico non ha dato cenni di destabilizzazione.

Quindi i parametri da tenere presente sono molteplici e per quello che riguarda la cella che è ora in formazione si tenterà di arrivare dove è possibile arrivare mantenendo tutti i parametri al loro posto.

Fine terza parte del messaggio.

Quarta parte del messaggio.

La formazione.

Anche qui vi sono dei parametri da mantenere in modo molto preciso.
Sino a quando utilizzavo un semplice trasformatore con un certo numero di diodi collegati in serie che poi ponticellavo con un cavetto per regolare tensione e corrente di carica molte specifiche stabili e precise non si potevano avere.
Da quando ho iniziato ad usare uno stabilizzatore da laboratorio con la possibilità di regolare la tensione massima di carica e regolare in modo stabile e preciso la corrente di carica ho potuto valutare al meglio tutti quei parametri che prima non potevo avere se non in modo sommario.
Con questo stabilizzatore sono riuscito a realizzare le linee guida della formazione lineare.
Anche qui vi sono un tot di parametri che devono legare tra di loro in modo preciso.
Sin da inizio formazione tutti i parametri devono rientrare nei rispettivi range operativi ... se uno solo di questi parametri non risulta in linea con gli altri parametri la formazione rallenta o non va avanti.

Il primo parametro riguarda la temperatura ... al momento non ho ancora eseguito nel dettaglio formazioni a temperatura ambiente ... questo vuol dire che attualmente la temperatura minima di formazione è circa 20 gradi.

Il secondo parametro riguarda la tensione massima di carica ... attualmente la tensione massima di carica che bisogna raggiungere e mantenere in tutti i modi è di 2,35 volt ... e tale tensione deve essere sempre raggiunta con una corrente di carica C5 con un tempo massimo di 6 ore ... più precisamente servono 5 ore per raggiungere tale tensione + un' ora di consolidamento.
Questa tensione è definita come tensione di equalizzazione massima.
La tensione massima di carica normale operativa sotto fotovoltaico risulterà 2,246 volt.
Quindi se vogliamo creare un pacco celle da mettere sotto un inverter che lavora a 24 volt servono 13 celle:
2,246X13=29.198 volt come tensione massima di carica normale.
La tensione massima di equalizzazione minima è di 2,307 volt.
2,307X13=29,991 volt ... circa 30 volt per l' equalizzazione minima.
Per l' equalizzazione massima serve un inverter che arrivi a 31 volt ... in quanto:
2,35X13=30,55 volt.

Fine quarta parte del messaggio.

Quinta parte del messaggio.

Specifiche:

Differenza tra tensione di equalizzazione minima e tensione di equalizzazione massima.

Come si intuisce le tensioni operative sono nettamente più basse rispetto alle celle commerciali.
Questo perchè gli ossidi naturali creati con la formazione non riescono a raggiungere le tensioni massime di carica con densità elevate.
Tutti i test da me eseguiti hanno portato ai seguenti risultati:
Con densità 1260 le celle commerciali raggiungo i 2,43 volt per la carica normale e i 2,50 volt per la tensione di equalizzazione.
Con le celle Plantè la tensione massima raggiungibile a tale densità in 5 ore di carica con una corrente di carica C5 si aggira sui 2,24 volt ... e anche se si lascia in carica la cella per 24 ore la tensione rimane inalterata o addirittura scende.
Si è riscontrato che con l' abbassamento della densità dell' acido la tensione di carica massima tende a risalire ... e più si abbassa la densità dell' acido e più la tensione massima di carica sale.
Sino ad una certa densità di acido la cella è in grado di aumentare il suo accumulo in fase di formazione ... ma se si scende troppo con la densità dell' acido la cella inizia a perdere di capacità, le celle si disallineano a fine carica e fine scarica e si perde potenza (o più precisamente spunto).
Quindi in questo ultimo anno ho lavorato per trovare il bilanciamento giusto tra le tensioni di equalizzazione, la tensione di fine carica normale (guarda caso è sempre di 2,24 volt ... coincidenza ?) la tensione di inizio scarica compatibile con un inverter e allo stesso tempo una tensione compatibile di fine scarica sempre con un inverter.
E il tutto si deve ottenere con corrente di carica C5, raggiungere la tensione di fine carica in 5 ore + l' ora di consolidamento e ottenere un buon spunto per reggere carichi grossi.

Attualmente tutti questi risultati sono stati raggiunti.
Però all' attuale densità di acido l' elettrolisi può essere molto aggressiva.
Quindi l' equalizzazione minima indica una tensione che serve solo per riallineare le celle senza distruggere gli ossidi ... mentre l' equalizzazione massima serve per disgregare una eventuale solfatazione ... è chiaro che se la solfatazione è profonda si dovrà ricostruire gli ossidi di quella cella per riportarla al massimo di capacità ... consiglio di avere da parte una cella di scorta già formata e pronta per l' utilizzo ... in questo modo si toglie la cella solfatata e la si riforma a parte e la si mette via di scorta.

Tutti questi risultati però sono stati raggiunti con celle differenti e con piastre differenti.
Dal momento però che le piastre che avevo utilizzato per raggiungere questi obiettivi non erano idonee perchè non potevano durare una ventina di anni ora devo vedere se questa cella che ho ora in formazione si presenta idonea ed è in grado di ripetere tali prestazioni.
Tra non molto arriverò a fine formazione ... poi metterò gli aggiornamenti.
Se tutto andrà bene poi riscrivo il manuale di formazione.

Fine quinta parte del messaggio.

Fine messaggio.

tudor ha depositato un brevetto nel 1886 per il problema della deformazione delle lastre.

https://peoplepill.com/people/henri-tudor/

Immagine Allegata: Electrode_positive_Tudor_1886.svg
 

La stessa cosa è stata provata anche qui ma le piastre si sono piegate.
Oltretutto quelle piastre nel tempo perdono capacità in quanto le alette si accorciano e perdono superficie.
Oltretutto l' elettrolisi genera grosse sacche di gas tra le alette che ne rallenta notevolmente i tempi di carica in quanto fanno fatica a fuoriuscire dal solco creando un cuscinetto d' aria che non permette agli ioni di raggiungere gli ossidi e non esegue la carica sino a quando la bolla, diventando molto grossa, ne fuoriesce ... solo che subito dopo se ne crea una nuova e il processo di carica si allunga sempre di più ... quelle piastre sono un vero fiasco.
Attualmente solo le piastre forate hanno retto bene alla deformazione ... solo che servono fori con un diametro grosso ... fori da 6 millimetri di diametro sono risultati insufficienti in quanto la bolla di gas riempiva il foro fermando la carica sulla superficie del foro ... attualmente solo fori da 10 millimetri di diametro riescono a rimanere liberi dai gas e non rallentano la carica in quanto le superfici dei fori restano bagnate e gli ioni riescono a caricare le superfici dei fori nei tempi dovuti.

Aggiornamento cella.

A quasi un mese dall' ultimo aggiornamento penso che ora si possano tirare le somme di tutto questo lungo lavoro.
Devo dire che non è stato semplice trovare l' equilibrio giusto per fare combaciare tutte le specifiche ... ma alla fine ci sono riuscito (almeno per ora ...).

Tutti i dati che scrivo sono dati ottenuti simulando un funzionamento della cella come se fosse sotto fotovoltaico.

Partiamo dal primo dato ... il più difficile da ottenere.
La quantità di ampere/ora erogati in 5 ore di carica sono quasi gli stessi in 5 di scarica con gli stessi ampere/ora come carico ... efficienza >95%.

Secondo dato ... capacità di supportare grossi carichi.
Con un carico C2 la cella, quando arriva alla tensione di fine scarica, eroga il 93% della sua capacità totale.

Caduta di tensione quando si applica un carico C2 ... irrisoria ... si perdono 4 centesimi di volt quando si passa da un carico C5 ad un carico C2.

L'unico dato negativo è la capacità ... la cella non supera i 5 mAh/cm^2 o poco oltre.

Ora è in atto il test di lunga durata.
La cella andrà avanti con i suoi cicli di carica/scarica automatizzati con il ciclatore sino a questo autunno ... questo vuol dire che avrà simulato più di un anno di cicli calcolando un ciclo al giorno di un normale impianto fotovoltaico.
Questo perchè in 24 ore esegue 2 cicli di carica/scarica completi più una ricarica quasi completa.
Passato tale termine, e sempre che non insorgano problemi, la cella verrà aperta e si controllerà lo stato delle piastre, la quantità di residuo che risiede sul fondo della cella, eventuali deformazioni delle piastre e lo spessore di quest' ultime.

Al momento la cella è ben sigillata ... in questo mese non ho aggiunto una sola goccia di rabbocco e il livello è ancora al massimo.
I punti di collegamento elettrico sui perni non presentano segni di ossidazione ... tenete presente che non ho messo alcun tipo di lubrificante sui dadi e sui bulloni e, a tutt' ora, sono ancora come nuovi.

In tutti i modi ogni tanto, in questi 6 mesi che devono trascorrere, scriverò sempre eventuali aggiornamenti per tenervi informati sia su tutte le variazioni che potrebbero verificarsi e sia se non succede nulla di particolare.

Al prossimo aggiornamento.

Aggiornamento cella prototipo.

Dopo 3 mesi di cicli costanti eseguiti sulla cella prototipo (formata precedentemente) ecco il primo resoconto.
La cella ha eseguito una ciclatura pari a 6 mesi di cicli su impianto fotovoltaico anche se sono passati solo 3 mesi.
Quindi ha eseguito 6 ore di ricarica e quasi 6 ore di scarica in modo costante ... per cui circa 2 cicli di carica e scarica in 24 ore.
Quattro giorni fa ho avuto dei problemi nella ricarica della cella ... non arrivava più a tensione massima di carica e la tensione di fine carica variava continuamente.
Per cui ho smontato la cella ed ecco cosa è successo.
In questa prima foto si intuisce uno dei 2 problemi che si sono creati sulla superficie delle piastre positive.

Immagine Allegata: Foto piastre cella prototipo 1.jpg