Ricarica: metodi e tempi
In qualsiasi impianto dove sono inseriti, gli ac-
cumulatori rappresentano una riserva di ener-
gia di pronto impiego da utilizzare in caso di
necessità. Pertanto, durante i periodi nei quali
gli accumulatori non sono chiamati ad erogare
energia, essi devono essere mantenuti in pieno
stato di carica mediante carica di conservazio-
ne e dopo un funzionamento in scarica devono
essere subito ricaricati completamente per ri-
pristinare la riserva di energia originaria. Per
non deteriorare il tempo di vita utile della batte-
ria, è fondamentale che il dispositivo carica
batterie sia in grado di compensare la tensione
di mantenimento in funzione della temperatura.
Per effettuare la ricarica degli accumulatori la
procedura che rende massima la loro vita è
quella di operare ad una tensione costante
identica a quella della carica di mantenimento
con una corrente iniziale massima di carica pa-
ri a 0,1C10 A. Operando in questo modo, per ri-
pristinare il 90% della capacità, i tempi di ricari-
ca sono di circa 10-12 ore.
Parametri da considerare
in fase di progettazione
I principali fattori da considerare sono la qualità
delle batterie, che influisce sulla loro vita attesa,
e la loro capacità. Quest'ultima stabilisce la
corrente nominale di scarica ed è espressa in
amperora: essa definisce la quantità di carica
che la batteria può fornire scaricandosi su una
resistenza costante, fino a quando la tensione
di scarica non raggiunge il valore definito di fi-
ne scarica. Un altro parametro fondamentale
da rilevare in fase di progettazione, collegato
alla capacità, è la temperatura di funzionamen-
a
ttualità
e
lettrotecnica - gennaio/febbraio
2015
- numero
1
16
S
econdo l'Electric Power Research Insti-
tute, il 98% di tutte le interruzioni di cor-
rente dura meno di 10 secondi. Se in
quei 10 secondi le batterie del sistema UPS a
supporto della rete non funzionano corretta-
mente, la perdita economica che ne deriva
potrebbe essere di migliaia di euro. Nei sofi-
sticati sistemi AC Power odierni le batterie
rappresentano il componente meno avanzato
a livello tecnologico. Proprio per questo moti-
vo la loro importanza è spesso sottovalutata
dagli operatori del settore. Niente di più sba-
gliato, perché un guasto alla batteria è spesso
la causa primaria della perdita di carico. L'ac-
cumulatore è infatti il componente dell'UPS
che più di tutti risulta soggetto all'usura e al-
l'età ed è responsabile del 37% dei guasti al
gruppo di continuità. Un'analisi condotta da
Emerson Network Power ha inoltre riscontrato
che le batterie sono responsabili per il 50%
dei downtime non programmati di un data
center. Una perdita di carico in qualsiasi pun-
to della rete può avere effetto sull’intera ope-
razione, con serie conseguenze sull’attività
dell’azienda. Dati gli elevati costi di un downti-
me, non va sottovalutata la necessità di pre-
stare un’attenzione particolare alla protezione
del sistema che supporta le reti critiche. Capi-
re come conservare e gestire le batterie del-
l'UPS può quindi non solo prolungarne la du-
rata, ma anche evitare costosi tempi di fermo.
Il ruolo della batteria
in un gruppo di continuità
In un UPS le batterie sono la fonte di energia
immediata in caso di fuori tolleranza dei para-
metri di ingresso o di mancanza di rete. Esse
infatti garantiscono la continuità dell'alimenta-
zione fornendo energia all’inverter (per il tem-
po necessario) quando manca la rete di ali-
mentazione. È dunque indispensabile che
siano sempre collegate e cariche per poter
contare sul loro corretto funzionamento. Tipi-
camente la batteria varia a seconda dell’ap-
plicazione, del carico protetto e delle prescri-
zioni a livello normativo. Lo scopo principale
della batteria è quello di sopperire alle mi-
a cura di Emerson Network Power
crointerruzioni, alle interruzioni brevi o di me-
dia durata, oppure, in caso di presenza di un
gruppo elettrogeno connesso alla rete, agevo-
lare la sua inserzione una volta esaurito il tran-
sitorio. La batteria è utile per agevolare lo
shut-down automatico dei carichi informatici
in caso di interruzioni prolungate della rete.
Il limite di vita attesa e i fattori
che lo influenzano
IEEE definisce il limite di vita attesa di una bat-
teria UPS come il "momento in cui non è più in
grado di erogare l'80% della propria capacità
nominale in ampere/ora". Quando la batteria
raggiunge tale soglia, il processo di invec-
chiamento diventa più veloce e la batteria de-
ve essere sostituita. Determinare quanto dure-
rà una batteria può essere complesso perché
spesso risulta difficile distinguere la “vita di
progetto” dalla reale “vita di esercizio”, che
tiene conto di tutti i fattori esterni e delle prati-
che di manutenzione attuate. Vari fattori in-
fluenzano la durata complessiva e le presta-
zioni degli accumulatori, tra cui la temperatura
di esercizio e del locale che li ospita, il ciclo di
scarica, la modalità con cui vengono maneg-
giati e la qualità dei sistemi usati per la manu-
tenzione. La temperatura è il fattore che mag-
giormente modifica la vita attesa degli accu-
mulatori al piombo acido, in particolare dei tipi
VRLA. Altro importante elemento è il deteriora-
mento meccanico derivante dal ciclo di fun-
zionamento: al momento dell'installazione, la
batteria dispone del 100% della sua capacità
nominale, ma ogni scarica e successiva ricari-
ca riduce leggermente la sua capacità. Dopo
che l'UPS è stato utilizzato in modalità batte-
ria, questa viene ricaricata per l'uso successi-
vo. Tale fase si chiama ciclo di scarica. Le bat-
terie al piombo a vaso aperto (con controllo
del liquido), che utilizzano una griglia con lega
irrobustita di calcio o antimonio, possono du-
rare fino a 20 anni. Quelle al piombo puro, co-
me le Plantè e le AT&T a cella rotonda, anche
30 anni. Una batteria tipo può sopportare da
50-100 scariche profonde (scarica oltre l’80%
della sua capacità) a migliaia di scarsa entità.
le batterie
nei gruppi
statici di continuità
Le batterie sono un elemento importante e
critico per gli UPS. Le loro caratteristiche
vanno attentamente valutate in modo
particolare il limite di vita attesa.
Importante è anche
il loro monitoraggio
