Impianto elettrico Primario e Batterie, Atto 3 (la terapia)

Breve riassunto delle puntate precedenti:

atto 1, l'ANAMNESI 
(ovvero: "Houston... abbiamo un problema..")

atto 2, VISITA & DIAGNOSI
(ovvero: "kiamave un tottttòveeee..kiamave un tottttòveeee..")

Una volta acquisite tutte le informazioni preliminari del caso e "subìto" il primo responso diagnostico con relativo preventivo di spesa, diciamo che ci eravamo lasciati, prendoci una pausa decompressiva per capire esattamente la strada migliore da seguire, che fosse percorribile economicamente parlando ma che anche desse un minimo risultato!

La "sostenibilità economica" del progetto non può evidentemente essere raggirata, i problemi evidenziati vanno risolti con conseguente onere di spesa, ma le volontà anzi i desideri di up-grading vanno aggiustati da bene e condizionati onde renderli fattibili, altrimenti i progetti rischiano di restar tali, dunque le riflessioni che abbiamo fatto sono di due ordini diversi:

1) no agli sprechi: si impone dunque un ferreo riciclaggio di tutti i componenti dell'impianto integri, in questa fase anche quelli meno "desiderabili" purché funzionanti
2) no al superfluo: si impone un'attenta analisi dei bisogni effettivi di barca in assetto da crociera ed equipaggio, onde evitare acquisti in eccesso
3) si alla flessibilità: nel tempo, attraverso una pianificazione degli interventi differita nel tempo su più step di avanzamento, e nello spazio, attraverso una diversificazione degli "investimenti" già a partire dalla scelta delle possibili fonte energetiche.




Ergo... vediamo un pò punto per punto, iniziando dall'impianto attuale che di fatto ci restituisce scarti ma integri:
- una batteria BOSCH da 100Ah
- un caricabatterie da banchina da 25A con tre uscite
- uno "staccabatterie a scorrimento", il celebre, minaccioso pericolosissimo e spaventosamente inaffidabile 0-1-2-BOTH (i cui problemi sono arcinoti a fronte della sua banalità d'impiego: il rischio di danneggiare i diodi del regolatore di carica interno all'alternatore, manovrando sul trappolo con motore acceso se non a basso regime o con il rischio di sbagliare il verso della rotazione e passare per zero staccando dunque le batterie, alla stessa stregua insomma di staccare il contatto sulla chiave di accensione del quadro senza aver prima spento il motore tagliando l'afflusso di gasolio alla pompa di iniezione; per non dire dell'inevitabile caduta di tensione causata dalla sua presenza sul circuito, con conseguente perdita di "pressione" di carica sulle batterie e allungamento dei tempi di ricarica)
- l'alternatore originale del Perkins 4.108, un Delco da 61 A con regolatore di tensione interno

Vediamo punto per punto come intervenire partendo ovviamente dai "piedi", cioè dalle batterie, e diamo per scontato che l'acquisto di un parco batterie con tecnologia evoluta AGM (o parimenti Gel) va scartato per due ragioni, che non riguardano comunque -pensa un pò- il costo dell'oggetto in sè: si potrebbe infatti comperare una sola batteria da destinare ai servizi di tipo AGM 90 Ah in luogo di 2 come il progetto originale che aveva preso forma nella mia zucca originariamente prevedeva, ma questa scelta, almeno a detta del tecnico comporterebbe
1) la necessità di sostituire il caricabatterie (con un onere di spesa complessiva che sarebbe invece sulla soglia dell'insostenibilità);
2) l'ingresso nell'impianto primario di bordo di un componente "drogato", cioè un elemento a mio giudizio che comporterebbe anche una totale rivisitazione di tutti i comportamenti quotidianamente da tenere a bordo, riguardo la gestione dell'energia,

E' noto, o per meglio dire nel nostro caso personale sarebbe da dire che "abbiamo assodato" dopo le notti insonni passate ad approfondire l'argomento col fumo che usciva dalle orecchie, che le batterie "evolute" possiedono indiscutibili doti di impiego "ciclico" che poi è quello che loro si conviene e le rende indeali come "batterie servizi", e che fisicamente andranno a subire nell'uso quotidiano, e per tale ragione viene attribuita loro anche una vita d'impianto più lunga; è lecito persino leggere anche di tolleranze ben oltre l'80% di scarica (laddove, invece le batterie al piombo tradizionali, seppure sigillate, subiscono danni permanenti superando già il 60-70% di scarica) però................ fermo restando il relativo maggior costo da ammortizzare su un tempo più lungo, quello che le distingue in maniera radicale dalle altre chiamiamole per semplicità "tradizionali" è lo schema ed i criteri di carica, e quel che ne consegue anche a livello comportamentale.

Mentre le batterie al piombo devono essere ricaricate a corrente costante, in quelle al gel è la tensione a dover esser mantenuta costante, e questo per tempi prestabiliti secondo il noto schema a tre stadi , quindi concludendo vengono caricate molto lentamente, e facendo uso regolatori/caricabatterie in grado di lavorare su questi programmi specifici.

Mi verrebbe da dire, fuori dai denti, che sarebbero delle splendide batterie ideali per i servizi di bordo di una barca, ma con migliore rilevanza per quelli che possono essere i canonici fabbisogni di uno yacht a motore piuttosto che di una barca a vela: si prestano al "consumo" (caduta di tensione minima, praticamente si raggiunge quasi la tensione nominale di targa, laddove le altre sono sfruttabili al più per il 40% della carica), ma richiedono lunghi tempi di ricarica "dedicata".
Detto così sembrerebbe naturale ripercorrere il tran tran giornaliero di molti motoscafoni vacanzieri: giornata in rada scialacquando energia (frighi e congelatori pieni di ogni ben di Dio, bocce di champagne e gelato incluso; acqua a volontà per le 200 docce -con shampoo- che le veline di bordo fanno puntuali dopo altrettante abluzioni in mare, con pompe autoclavi e dissalatori spremuti alla grande; impianti elettronici d'ogni genere, da tv color plasma 42' con relative antennone satellitari a stereo da migliaia di watt per allietare l'intera baia -e far danzare le veline di cui sopra sul flying bridge incapsulate in succinti bikini- anche nelle ore della siesta pomeridiana; l'aria condizionata!!!! e qui mi fermo..), poi accensione delle svariate centinaia di cv motore installati e di corsa in marina, ma presto perché la sera si va a cena a terra, e da li in poi, dal momento dell'arrivo in porto, fino al mezzodì del giorno seguente sarà tutto un ingorgo di elettroni che per molte molte ore dalla colonnina di banchina fluiscono fino alle batterie passando per cavi ombelicali di diametro sempre più verosibilmente gigantesco.

Non credo di rappresentare uno scenario apocalittico, da inferno dantesco nè parimenti immaginifico o visionario.

E dall'altro lato della baia.. la barca a vela mezza squinternata -e puntualmente senza veline a bordo- di cui trattasi: che potremo essere tranquillamente noi!

Esigenze di energia a bordo (e qui iniziamo a discutere anche del punto secondo, quello riguardante le effettive necessità a bordo e le ambizioni diversamente superflue): a parte la necessaria spesa di energia mirata alla sicurezza ed alla navigazione sia a vela che a motore in moto (strumenti di bordo che però consumano pochissimo, autopilota irrinunciabile), poi personalmente non rinuncio alla mia lattina di birra ghiacciata a pranzo, nè al bicchiere di prosecco ghiacciato per l'aperitivo del crepuscolo, esso stesso consumato rigorosamente in baia -visto che la barca a vela ivi rimane, salutando maliziosamente con la manina i motor yacht che finalmente salpano l'ancorona e vanno via al tramonto, con il loro prezioso carico di bionde a bordo, e potendo così finalmente godere della quiete e delle gioie della Natura senza disturbo nè perturbazioni antropiche.

Ergo.. qualche luce accesa -con parsimonia- al calar della sera (e ci si potrebbe lavorare su passando per esempio ai led), la doccia serale a cui personalmente non rinuncio ma per la quale mi adatto solitamente facendo uso delle classiche "docce solari" da campeggio, al massimo l'ascolto di un cd musicale sullo stereo a far da sottofondo alla cena, ma non avendo le casse esterne spesso alla musica si rinuncia: per inciso, in merito all'acqua, ho controllato le mie memorie di crociera e l'estate scorsa la doccia esterna in pozzetto, ovviamente comandata dall'autoclave elettrica non è mai stata adoperata (nemmeno dal Com.te, lo giuro!) e gli stessi lavelli di cucina e bagni hanno funzionato asserviti alla pompa elettrica non più di 10 volte per brevi istanti in più di un mese, essendo con la sola eccezione di quello estraibile del bagno di servizio di poppa, quasi inutilizzato questo, tutti organizzati con doppio circuito in pressione e con pompa a pedale: ed in regime di perenne razionamento dell'acqua l'uso di default è sempre quello manuale!

Frigo: faccio presente che il frigo di bordo del Santippe non ha sofisticati scambiatori esterni allo scafo ma semplicemente, realizzato in maniera "antiquata" lavora in funzionamento automatizzato bivalente, frigoboat con piastra di accumulo e 12 volt, di fatto dunque passati i primi tre giorni di vacanza tra il cibo già fresco che al suo interno fa da volano termico, tra la piastra d'accumulo che dopo la prima smotorata va a temperatura, poi sono certo, perché ho l'orecchio fino e ne prendo mentalmente nota tutte le volte che lo sento partire, che il compressore lavora poco o nulla: da una stima purtroppo non suffragata da un amperometro digitale di precisione come quello che avevamo sul Topkapi, direi che il frigo non arriva a consumare "a regime" più di 4.5 ampere.

Resta solo la luce di fonda, che per noi poveri zingari del mare che non rientriamo la sera in porto o marina a scaricare bionde in banchina con parei traforati e trasparenti, risulta un onere inevitabile: e posso dire in tal senso che se il fanale bianco a 360 gradi di testa d'albero del Santippe fa veramente pochissima luce, che in baia la nostra barca si ricosce subito tra le tante per la sua lucina mezza cieca, al contrario -ed il precedente proprietario della barca mi ha avvisato e confermato in tal senso- la cosina in questione rappresenta ai fini dei consumi una vera zecca suina, spolpandosi ampere su ampere (e non a caso, la volta che l'estate scorsa restammo come cretini fermi alla boa del porto degli Infreschi con le batterie a secco a sera in procinto di partir per la notturna alla volta di Stromboli, mi ero clamorosamente dimenticato accesa la lucina suddetta per tutto il giorno seguente, impigrito e stanco come ero di una inaspettata giornata di sosta balneare: altrimenti è classico svegliarsi e passar dal pannello a spegnere ed accendere il dovuto, in fase di partenza..); ergo, prendere nota: controllare la luce di testa d'albero (dispersione?!) opp sostituirla con un bel gruppo a led a consumo quasi nullo..

Altri consumi a bordo di Santippe: il piccolo inverter da 300 watt, che viene usato unicamente per ricaricare i cellullari ed il tv portatile dove i bimbi guardano i cartoni su dvd. Un carichino assorbe mi risulta 150watt circa, mettiamo che l'inverter lavori a palla, con due cellulari ed il tv attaccati assieme tramite ciabatta che ha 3 spine.. sono 300 watt in tutto, che tradotti in consumo sulle batterie diventano X ampere... volte diciamo 4 ore al giorno a star larghi, fanno Y ampere nel bilancio energetico giornaliero, dunque poco o nulla a confronto appunto al frigo che lavora pressoché h24 o alla luce di fonda che sta accesa per 7/8 ore.

Fine della digressione psico-energetica e torniamo al nostro impianto: ad uno scenario come quello anzidetto direi che conseguono in ordine......


- non serve avere una gran scorta di energia: servirebbe -avendocele- per elica di prua o dissalatore, ma come impianto hard c'è il solo salpaancora da 1000watt che, ovviamente a motore in moto a buon regime, non scalfiva nemmeno in precedenza il parco batterie di bordo...... per assurdo: servirebbe più un grosso parco batterie per sfruttare al meglio le fonti di carica disponibili, su tutte l'alternatore, rispondendo al criterio che per attingere al massimo alle fonti energetiche serve un ampio margine di immagazinamento, il che non è lecito da ottenere per un parco batterie esiguo, vista la necessità di non portarle mai al di sotto di una soglia minima di carica pena la compromissione degli accumulatori (solfatazione? se gli studi notturni non sono stati vani..): semplificando... direi che servono banchi in abbondanza ma non troppo, soglia minima quella dettata dalla capacità reale dei banchi, diversa da quella nominale secondo le differenti tecnologie, e che risulti sufficiente ai fabbisogni di bordo / soglia massima quella che garantisca il migliore serbatoio di ricarica, anche in condizioni di tensione mediamente buona, utile ad accogliere ogni goccia di corrente che arrivi dagli elementi di produzione (alternatore, caricabatterie da banchina, ....pannelli fotovoltaici? vedremo in seguito..)

- la vera esigenza impiantistica deve essere quella di disporre di fonti di energia utili a ricaricare gli accumulatori prima di tutto in autonomia (sennò diventiamo motoristi e tocca correre in banchina ad ammirare le sfilate su tacco 12) e poi possibilmente IN FRETTA: si perché a noi velisti ci piace prendercela comoda, e godercela in tempi very slow.. dunque quella della ricarica delle batterie, che è un esigenza altresì ineludibile, non deve e non può condizionare il nostro comportamente altrimenti slow ed in pace ed equilibrio con tutti gli elementi della natura e del creato!!!
Facendo un paragone tra una batteria AGM ed una ad acido per uso ciclico, è ben vero che la prima sopporta una scarica maggiore, ma è anche assodato che per ottenere la ricarica completa serve un "flusso" di Ampere superiore, dunque a parità di capacità di generazione di tensione (il nostro caricabatterie di bordo, o l'alternatore del motore, o un pannello solare, ecc..), il tempo complessivo di ricarica si allunga (pur potendo spingere questa ricarica, peraltro, fino ad una percentuale di carica superiore, dunque ottenendo un rendimento migliore evidentemente, nel complesso): da un rapporto indicato in "due volte e mezza la capacità dell'accumulatore" indicato sui testi per dimensionare la fonte di ricarica di un banco di batterie cicliche ad acido, si passa a "tre volte la capacità" discutendo di AGM, fino a "4 volte" per le gel.

Ergo: ci farebbe comodo un sofisticatissimo e potentisismo caricabatteria da banchina da 50 o 60 A, in grado di riportare in auge i nostri banchi di batterie caricandoli a palla in poche ore di collegamento alla rete a 220v, ma certamente non quanto elementi d'impianto capaci di fornirci lo stesso risultato magari in meno tempo (capacità maggiore) e possibilmente anche in mezzo al mare: mi viene da dire pertanto che il vero caricabatterie buono per noialtri ce l'abbiamo già a bordo, evidentemente l'alternatore, e su quello semmai va fatto un ragionamento di potenziamento, adesso o in seguito, per ottenere performance sempre migliori (tempi di ricarica ridotti), maggiore affidabilità (il Delco è già vecchiotto..), posto che in ogni caso si discute di una fonte energetica autonoma (vabbè.. sputacchiamo un pò di gasolio in mare, ma non inquineremo più che le piattaforme di prospezione petrolifera..)

Attenzione a questo passo, dunque: SE ho bisogno di ridurre i tempi di ricarica, e SE l'intenzione è adesso ed ancor di più in futuro quella di affidarsi all'alternatore motore in luogo della ricarica di banchina, allora anche la scelta delle batterie va fatta in quel senso, ed in quella direzione, cioè finalizzata a quello schema progettuale d'impianto.
Dovremo, pertanto, più che prediligere la batteria ciclica dalla vita lunga, meglio la batteria che più si presta alla ricarica "precoce", cioè quella più disponibile a ricevere corrente "spinta": e queste batterie non sono altro che le solite vecchie care (care ma economiche!) batterie al piombo. (e, nota bene, anche il nostro "piccolo" caricabatterie da banchina da 25A si salverà, perché trovando a sera, arrivando in porto, batterie giocoforza mai "spremute", riuscirà anche con la sua ridotta capacità a riportarle allo stato ottimale di carica nelle ore notturne) Semmai uno schema come questo comporta il necessario potenziamento dei banchi, con l'aggiunta della famosa terza batteria come stava nel mio progetto originale, e con uno schema come questo persino il deviatore 0-1-2-Both torna utile, almeno "per il momento", separando le tre batterie da 100 Ah, sigillate in acido libero, su due banchi relativi rispettivamente a motore e servizi, se non altro scongiurando così il rischio di restare nuovamente bloccati in baia confidando nel soccorso del gentilissimo "Corsaro degli Infreschi" booster-munito (*).
(*) e comunque una batteria di buffer anche solo da 50 Ah comprata al Brico, alla prima occasione la imbarco a bordo.

Chiaramente poi, nel panorama delle batterie "tradizionali" vanno fatti i dovuti distinguo, e qui le voci si sovrappongono e la confusione regna sovrana: Deep Cycle, a scarica profonda, semistazionarie, sigillate o non sigillate , da avviamento ecc ecc ..francamente qui mi sono voluto affidare al tecnico installatore che mi ha fornito le due batterie seguenti, garantendomele sulla base di un dato tecnico se vogliamo sempliciotto eppure ugualmente significativo: il PESO.
Una batteria al gel o Agm pesa significativamente molto ma molto di più che una di pari capacità al piombo, fin quasi il doppio; si noterà pure che il peso di batterie tradizionali di pari capacità varia sensibilmente (le più pesanti sono quelle in uso ai "muletti") ed in ogni caso è il tenore di metallo pesante sulle placche elettrolitiche internamente alla batteria che inciderà sulla sua qualità finale.

Le batterie installate infine, sigillate ad acido per uso ciclico, sono state dunque scelte anche perché "pesanti".. meno di alcune più di tante altre, e che dire: hanno garanzia di 2 anni, e se passano quella data indenni a difetti di fabbricazione credo che altri due successivi li faranno, poi si vedrà (il buon installatore onestamente, pur perorando la causa delle AGM ha anche riferito che è una leggenda metropolitana che arrivino a fare 8 o 10 anni, funzionando egregiamente fino a non più di 5/6 anni, prima di avere il tracollo nelle performance).

A queste condizioni è giustificata la migrazione dell'intero sistema verso quella tecnologia? (comprendendo la spesa di un caricabatterie di banchina che esso stesso, per i comportamenti propri del ns equipaggio in crociera, non verrà mai veramente sfruttato a fondo delle sue potenzialità?) ........semmai....... semmai... visto e considerato che si "sarebbe" scelto l'alternatore come fonte principe d'energia, allora sarebbe lecito ragionare su un upgrade di quella componente d'impianto, per ottenere come detto ricariche più svelte ed efficaci, e che -non trascuriamolo- potrebbero se effettuate in maniera "intelligente" -con l'uso dell'elettronica- allungare anche la vita stessa delle batterie, e se arrivassimo a tenerle per 5 anni anziché 4, avremo quasi pareggiato il tempo di vita delle AGM spendendo meno (o al più uguale: due batterie anziché una, con capacità reale complessivamente comparabile.. e magari allora saremo diventati più ricchi e potremo sostituirle con delle splendide Optima!): si capisce in questo senso che una delle possibilità di sviluppo dell'impianto potrebbe essere quella dell'aggiunta di un regolatore più sofisticato a valle dell'alternatore, piuttosto che l'inserimento delle classiche chiavette staccabatteria (motore, servizi e parallelo di emergenza) in luogo del classico diodo partitore semplice con relativa caduta di tensione.

Stiamo di fatto andando oltre, nel senso che quest'atto n.3 per me si potrebbe concludere qui avendo anche lanciato un primo flash riguardante la flessibilità dell'impianto nel tempo, in termini di successivi step di potenziamento, resta soltanto da aggiungere la possibilità prefigurata all'inizio della flessibilità anche nello spazio, e questa la realizzeremo inserendo sul circuito un mio personale "pallino" corrispondente ad un pannello fotovoltaico.

Anche questo elemento merita un approfondimento a sè stante, e gli dedicheremo il prossimo atto (nr.4 di 5) ma sin da adesso voglio evidenziare le motivazioni della scelta:
1) l'opportunità di acquistarne uno di seconda mano, ma da persona fidata ed espertissima nel campo dell'elettricità (l'amico più esperto che conosciamo noi!), dunque con un minimo di risparmio rispetto alla spesa per un pannello nuovo;
2) la semplicità d'installazione, che non richiede l'intervento del tecnico dunque con conseguente ulteriore risparmio di dindi;
3) la capacità del pannello, che viene stimata di 4/5 ampere di ricarica oraria in pieno sole (35/40 A sulle 24 ore), che di fatto andrebbero a compensare per intero la principale utenza di consumo di bordo, ovvero sia quello relativo al frigo durante le ore di uso corrente diurno (la notte rimanendo chiuso il portello e rinfrescandosi tutta la barca, di fatto riduce il suo consumo circa alla metà);
4) la possibilità di avere una fonte di energia alternativa e se vogliamo anche pulita, con un ritorno di "immagine" che in tutta onestà considero anche quella nel bilancio generale dell'operazione;
5) dulcis in fundo: la presunzione di avere sin da subito una componente "intelligente" tra le fonti di energia, utile senz'altro ad allungare la vita delle batterie sfruttando gli algoritmi di ricarica a tre (o addirittura 4, nel caso del regolatore di carica prescelto) stadi, anche in ragione dell'uso che noi facciamo della barca, corrispondente ad un uso intenso durante la lunga crociera estiva (da 30 a 60 giorni), effettuata durante i mesi di massima insolazione quando il pannello può rendere al meglio, più un uso minimo nelle altre stagioni, sempre con pochissime ore di motore e di cavo banchina, e con la possibilitòà concreta di lunghe assenze durante i mesi invernali, ed il rischio pertanto di trascurare le batterie (autoscarica): la scommessa dunque è quella di riuscire a portare, anche grazie alla presenza del pannello, le batterie al piombo installate ad una vita comparabile a quella delle AGM/gel.

E per questo penseremo di lavorare gli anni a venire anche sul fronte Alternatore/ripartizione della carica.. ma questo è già un altro capitolo!

Conclusione dell'atto 3: l'impianto c'è, o almeno il primo nucleo già utile, abile e funzionante. 

"un piccolo passo per il Comandante, un balzo enorme  per tutto il suo Equipaggio"