Se avete acquistato una vecchia barca dotata di un impianto elettrico, dovrete senza dubbio pensare a un aggiornamento dello stesso. Ecco come procedere e i fattori da considerare.
Sostituire l’impianto elettrico della barca. Sebbene una barca a vela in vetroresina possa in teoria avere una vita di 40-50 anni o anche più, il suo impianto elettrico di certo non è così longevo. Fino agli Anni 90, pochi cantieri di serie utilizzavano cablaggi stagnati nelle loro installazioni. E la maggior parte degli armatori aveva esigenze piuttosto basilari che consentivano ai costruttori di installare impianti elettrici piuttosto rudimentali. Oggi la vita in crociera è più complessa e i velisti vogliono più comfort. Il che significa più apparecchiature elettriche a bordo. Questo, a sua volta, richiede una maggiore capacità del banco batterie e sistemi di ricarica migliori. I dispositivi più esosi a livello energetico inoltre possono mettere a dura prova una rete elettrica debole e spesso causano black out, fusibili bruciati e persino la fusione dei cavi.
Di conseguenza gli aggiornamenti dell’impianto elettrico sono spesso in cima alla lista delle cose da fare per i proprietari di imbarcazioni da crociera più vecchie. È tutt’altro che raro che imbarcazioni di oltre 30 anni vengano messe in vendita con gli impianti originali. Quindi affrontiamo questo tema dal punto di vista di chi ha appena acquistato un’imbarcazione di questo tipo e vuole portare l’intero impianto elettrico agli standard odierni. Cominciamo dal cuore dell’impianto elettrico: le batterie e la loro gestione.
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Partire dalla capacità elettrica totale
Innanzitutto è necessario effettuare una verifica della capacità elettrica totale di cui si ha bisogno tra una carica e l’altra. Questo dato può variare molto a seconda dello stile di navigazione. Se si prevede di andare regolarmente al largo per alcuni giorni, ad esempio, questa cifra può essere piuttosto elevata. Per i navigatori giornalieri e i crocieristi del fine settimana, invece, non è così elevato. Allo stesso tempo, più grandi sono i banchi di batterie, maggiore è la spesa e il peso, quindi si tratta di un attento bilanciamento.
Sostituire l’impianto elettrico della barca. È sempre meglio pensare al peggio. A volte gli armatori non riescono a capire perché le loro batterie si scaricano sempre quando tutto ciò che fanno funzionare è qualche luce e un computer portatile. Dimenticano però che il loro frigorifero è continuamente acceso e che fanno funzionare una stufa a gasolio a pompa elettrica per tutta la notte nelle stagioni più fredde.
Come risparmiare sull’energia di bordo
Tutte i sistemi che si possono mettere in atto per risparmiare energia a bordo sono sempre i benvenuti. Ad esempio, si possono cambiare tutte le luci con dei Led a basso consumo energetico e assicurarsi che il frigorifero sia ben isolato. Si potrebbero utilizzare anche diverse schede sul consumo energetico in cui è possibile inserire i carichi specifici della propria imbarcazione e determinare la capacità necessaria del banco batterie. Anche se non avete intenzione di cambiare il vostro sistema elettrico a corrente continua, queste schede sono uno strumento molto utile per analizzare i vostri carichi elettrici e le vostre esigenze.
L’impianto esistente sarà probabilmente dotato di una batteria dedicata all’avviamento del motore e di un banco di batterie domestiche composto da una o più batterie a ciclo profondo collegate tra loro. Dovrete decidere se mantenere la stessa configurazione e rinnovare i componenti o ampliare la capacità del vostro banco batterie. Date le aspettative dei crocieristi di oggi e la potenza necessaria per soddisfarle, la maggior parte dei velisti opterà per l’espansione del proprio banco batterie.
Batterie collegate in parallelo o in serie
Il banco elettrico può essere una combinazione di batterie collegate in serie o in parallelo, a seconda delle esigenze specifiche. Una configurazione molto diffusa è quella di un accumulatore composto da batterie al piombo a ciclo profondo da 6 V collegate tra loro per produrre complessivamente 12V o 24V. Il motivo principale per utilizzare le batterie da 6 V è la loro pronta disponibilità e la loro portabilità. Tuttavia, una coppia di batterie da 6 V occupa un po’ più di spazio rispetto a una singola batteria da 12 V, per cui potrebbe essere un problema trovare posto.
Se si collegano le batterie in serie, la tensione di uscita aumenta mentre la capacità (Ah) rimane invariata. Collegandole in parallelo si aumenta la capacità di corrente del banco, mentre la tensione rimane invariata. Ad esempio, si possono avere 8 batterie da 6V/100Ah collegate in serie per ottenere quattro batterie da 12V/100Ah. I quattro banchi da 12 V potrebbero poi essere collegati in parallelo per ottenere un banco domestico da 12 V/400 Ah.
Quale tipo di batteria scegliere?
Per molti anni la scelta principale di una batteria di servizio nautica è stata l’accumulatore al piombo a ciclo profondo a celle umide. Queste batterie sono semplici da installare e mantenere, relativamente economiche e disponibili in tutto il mondo. Negli ultimi decenni, tuttavia, la tecnologia delle batterie è migliorata notevolmente e sono stati introdotti diversi nuovi tipi con vantaggi diversi. Tra queste, le batterie Agm e al gel sono caratterizzate da elettroliti non liquidi che le rendono esenti da perdite e manutenzione. Inoltre, hanno una durata di vita più lunga e non devono mai essere rabboccate con acqua distillata, come nel caso delle batterie al piombo. Più di recente, sono arrivate anche le batterie a base di litio (Li-ion), più comunemente LiFePO4. Inizialmente erano molto costose, ma ora è abbastanza comune vederle sugli scaffali dei rivenditori nautici e, se state pensando a un refit totale, è il momento di considerarne l’acquisto per il vostro house bank.
Le batterie agli ioni di litio sono molto più leggere di quelle al piombo e offrono una scarica più profonda e un maggior numero di cicli di servizio. Ma hanno anche i loro limiti. La tensione delle celle è superiore a quella del piombo-acido e per proteggerle adeguatamente sono necessarie tolleranze di carica molto più rigide.
I vantaggi e gli svantaggi del litio
Sebbene un caricabatterie di rete dedicato agli ioni di litio sia un dispositivo di limitazione della tensione simile a quelli per le batterie al piombo, utilizza un regime diverso. La prima fase può essere più veloce in quanto può assorbire una corrente più elevata. Ma una volta che la batteria è piena per circa il 70 per cento, la seconda fase o “assorbimento” può richiedere più tempo.
A differenza di quelle al piombo, le batterie agli ioni di litio non hanno bisogno di essere caricate completamente, e non dovrebbero nemmeno esserlo, perché in questo modo possono sollecitare eccessivamente le celle e renderle instabili. Per questo motivo, anziché avere un terzo livello “fluttuante” come nel caso delle celle al piombo, i parametri di carica di un caricabatterie per ioni di litio a più stadi sono solitamente preimpostati in modo da spegnersi al termine della fase di assorbimento e da interrompere la carica solo quando la tensione è scesa a un livello predeterminato.
È inoltre importante, indipendentemente dalla fonte di carica, garantire che le celle di una batteria agli ioni di litio ricevano una carica bilanciata, regolando la carica di ciascuna cella. Ciò richiede un sistema di gestione delle batterie al litio (BMS) per garantire che la procedura venga eseguita in modo corretto e sicuro. Detto questo, molte delle batterie LiFePO4 più recenti sono dotate di un BMS incorporato, quindi, a condizione che il caricabatterie fornisca gli intervalli di tensione corretti, dovrebbero essere a posto.
I sistemi di ricarica
Sostituire l’impianto elettrico della barca. Una volta deciso il tipo di batteria e le dimensioni del vostro banco di batterie, dovete pensare a come caricarle. Non è possibile installare un banco di batterie da 800Ah e aspettarsi che un alternatore da 90A e un singolo pannello solare da 100W le carichino completamente in poche ore. Ancora oggi i motori marini diesel sono equipaggiati con alternatori e regolatori che sono stati progettati per rabboccare in pochi minuti le batterie di avviamento a piastra sottile. Sono inutili per ricaricare un banco di batterie a ciclo profondo di grande capacità, superiore a 80Ah, e si surriscaldano rapidamente se si monta un regolatore esterno. Un’altra considerazione importante da tenere presente è che la potenza dell’alternatore diminuisce all’aumentare della sua temperatura. Una volta riscaldato, l’alternatore probabilmente genererà solo la metà della sua potenza “nominale”. Se si intende installare batterie al litio, il regime di carica richiederà modifiche al caricabatterie e all’alternatore, forse anche una sostituzione completa. Se si desidera mantenere una batteria a celle umide per l’avviamento, sarà necessario un caricabatterie e un alternatore diversi.
A meno che non abbiate un generatore diesel dedicato o non abbiate intenzione di installarne uno, o non abbiate spazio sufficiente per inserire almeno un kilowatt di pannelli solari, il motore sarà sempre la prima fonte di energia a bordo. Quindi conviene spendere per un alternatore ad alta capacità con un regolatore intelligente specifico per la batteria. In questo modo, ogni minuto di funzionamento del motore sarà sfruttato al massimo senza danneggiare l’alternatore o le batterie.
Altre fonti di ricarica a bordo
A seconda del tipo di crociera che intendete fare, dovreste prendere in considerazione anche fonti di energia alternative. I pannelli solari sono scesi drasticamente di costo negli ultimi anni, quindi ha senso coprire ogni centimetro di superficie libera con pannelli fotovoltaici. Se state pianificando una crociera a lungo termine in aree soggette a venti Alisei come i Caraibi, vale sicuramente la pena di dotarsi di un generatore eolico. Mentre se avete in programma lunghe traversate oceaniche regolari, anche un idrogeneratore è un investimento utile.
Infine, se trascorrete un po’ di tempo in banchina, dovreste avere con voi un caricabatterie CA da terra abbastanza potente da ricaricare completamente le batterie dal 50 per cento della capacità in un periodo di 12-24 ore. E preferibilmente uno che vi permetta di “equalizzare” le batterie di tanto in tanto per evitare che le piastre si solfatino.
Una volta deciso il numero e il tipo di batterie desiderate e la configurazione del sistema di ricarica, è possibile infine affrontare la fase successiva del progetto: la scelta e la sostituzione dei cavi, la realizzazione dei collegamenti e la garanzia di un’adeguata protezione contro le sovracorrenti.
