Batterie al gel o al litio in barca

di Gianfranco Malfatti

Continua a essere al centro dell’attenzione il dilemma sulle batterie al litio: sostituire quelle vecchie? Batterie al gel o al litio: consumi, autonomia, peso, sicurezza e numero di batterie da valutare.
Su una barca a vela moderna, scegliere tra batterie al piombo gel e batterie al litio non significa più soltanto decidere quanto spendere.
Significa decidere quanta autonomia avere in rada, quanto peso portare a bordo, quanto velocemente ricaricare e quale livello di sicurezza pretendere dall’impianto elettrico.
Su un 12 metri con molta elettronica, frigorifero, autopilota, chartplotter, AIS, VHF, strumenti, luci, pompe, telefoni, tablet e magari radar o inverter, il banco batterie dei servizi diventa uno degli elementi centrali della barca.
Non è un accessorio: è ciò che tiene viva la navigazione quando il motore è spento e la banchina è lontana.

Il banco batterie di una barca a vela va progettato con molta cura

Quanta energia serve su una barca a vela di 12 metri
La prima regola è non partire dal numero di batterie, ma dai consumi.
Una barca a vela in navigazione equipaggiata con frigorifero, autopilota e strumenti di navigazione può consumare facilmente tra 100 e 200 Ah al giorno, mentre una barca molto attrezzata o usata a lungo in rada può superare i 300 Ah giornalieri.
Solo il frigorifero può assorbire, secondo le stime tecniche di settore, tra 32 e 96 Ah al giorno; l’autopilota può aggiungerne da 20 a 80 in dieci ore di uso, e un chartplotter può richiederne altri 15-30 Ah.
Sono numeri indicativi, ma aiutano a capire perché una barca di 12 metri non può essere trattata come un natante con pochi servizi elettrici.
Per un 12 metri da crociera con molta elettronica, una stima prudente porta a considerare un consumo reale intorno ai 180-250 Ah nelle 24 ore, con punte superiori se si naviga molte ore con autopilota, radar, inverter o altri carichi importanti.
Da qui nasce una prima indicazione pratica: il banco servizi dovrebbe offrire almeno 300 Ah realmente utilizzabili, meglio se 400-500 Ah quando si vuole passare più tempo senza ricaricare.
Questo dato non sostituisce il bilancio elettrico della singola barca, ma è una base realistica per non sottodimensionare l’impianto.

Le batterie al gel hanno un costo decisamente inferiore a quelle al litio, ma anche un’efficienza molto più bassa e un peso più alto

Batterie al gel e al litio: capacità utile, peso e autonomia
Con batterie al piombo gel, però, la capacità nominale non coincide con quella che conviene usare ogni giorno. Le batterie gel sopportano cicli profondi, ma le scariche ripetute e prolungate riducono la durata di tutte le batterie al piombo. Nei dati Victron, una batteria gel deep cycle ha un ciclo di vita indicato a 750 cicli con scarica al 50% e 1.800 cicli con scarica al 30%, mentre le scariche più profonde riducono la vita utile. Per questo, nella pratica, un banco gel da 600 Ah non va letto come 600 Ah tutti disponibili: per preservare le batterie si ragiona spesso su circa metà capacità utile.
Tradotto su una barca di 12 metri, il banco minimo sensato con batterie gel può essere composto da tre batterie da 220 Ah, per un totale di 660 Ah nominali e circa 330 Ah utilizzabili con criterio prudente. Se l’armatore vuole più autonomia, soprattutto in rada o in navigazioni lunghe, il banco può salire a quattro batterie da 220 Ah, arrivando a 880 Ah nominali e circa 440 Ah utilizzabili. Il limite, a quel punto, non è solo economico o di spazio: è il peso.
Qui il confronto cambia tono. Una batteria gel Victron Deep Cycle da 12 V e 220 Ah pesa 66 kg. Tre batterie significano 198 kg; quattro arrivano a 264 kg. Sono pesi importanti, da collocare con attenzione, bassi e centrali, perché su una barca a vela ogni massa aggiunta influisce sull’assetto, sul beccheggio e sulla sensibilità della barca sotto vela. Il peso delle batterie al piombo può essere accettabile su barche da crociera pura, ma diventa un elemento da valutare quando si parla di prestazioni, stabilità dei pesi e distribuzione dei carichi.
Le batterie al litio usate in nautica sono di norma LiFePO4, cioè litio ferro fosfato. Non vanno confuse con altre chimiche al litio più sensibili dal punto di vista termico. Il loro vantaggio principale è che offrono più energia utilizzabile a parità di capacità nominale e molto meno peso. Una Victron Lithium Battery Smart da 12,8 V e 200 Ah pesa 20 kg; due batterie da 200 Ah portano quindi a 400 Ah nominali con circa 40 kg di peso complessivo. A una profondità di scarica dell’80%, valore su cui alcuni produttori dichiarano i cicli di vita delle batterie LiFePO4 marine, si ottengono circa 320 Ah utilizzabili. Tre batterie da 200 Ah offrono una riserva più comoda, con 600 Ah nominali, circa 480 Ah utilizzabili e un peso intorno ai 60 kg se si prendono come riferimento quei modelli.
La differenza è evidente: per avere una capacità utilizzabile simile, il gel può richiedere quasi 200 kg di batterie, mentre il litio può fermarsi intorno ai 40-60 kg. Su una barca a vela questo non è un dettaglio. Togliere oltre 100 kg da un punto della barca può migliorare l’assetto, ridurre il carico permanente e liberare spazio. Ma il litio non è una sostituzione semplice, né va presentato come una batteria da collegare al posto della precedente senza controlli.
Per rendere più chiaro il confronto, si può sintetizzare il rapporto tra capacità utilizzabile e peso in una tabella. I valori sono indicativi e servono a dare un ordine di grandezza per una barca a vela di 12 metri con molta elettronica a bordo.

La tabella mostra perché il confronto non riguarda solo il numero di batterie.
Con il gel serve più capacità nominale per avere energia davvero utilizzabile e il peso cresce rapidamente. Con il litio, invece, una parte maggiore della capacità dichiarata può essere sfruttata e il peso complessivo resta molto più basso.
Su una barca a vela, questa differenza può superare facilmente i 150 kg.

Sicurezza e ricarica: perché l’impianto conta
Il punto più delicato è la sicurezza dell’impianto. Le batterie gel sono più semplici da integrare su barche nate con impianti tradizionali. Sono VRLA, sigillate e senza manutenzione ordinaria; il gas esce dalle valvole solo in caso di sovraccarica o guasto della cella. Richiedono comunque caricabatterie corretti, compensazione della temperatura e protezioni adeguate, perché anche un banco al piombo mal gestito può surriscaldarsi, degradarsi o perdere capacità.
Il litio, invece, richiede un sistema pensato intorno alla batteria. Serve un BMS, cioè un Battery Management System, capace di controllare celle, tensione, temperatura, sovraccarica e sottoscarica. Victron, per esempio, descrive il BMS come il dispositivo che protegge le batterie LiFePO4 da sovratensione, sottotensione e condizioni di sovratemperatura o sottotemperatura. Ma proprio perché il BMS può scollegare la batteria in caso di rischio, l’impianto deve prevedere che cosa succede ai carichi essenziali, come VHF, strumenti, luci di navigazione e pompe.
C’è poi il tema della ricarica. Le batterie al litio non devono essere collegate a un impianto vecchio senza verificare caricabatterie, regolatore solare, alternatore e protezioni. Un alternatore tradizionale che carica direttamente un banco LiFePO4 può lavorare fuori dal suo campo corretto o subire danni se il BMS scollega improvvisamente il carico. Per questo si usano regolatori compatibili con il litio o caricabatterie DC-DC tra alternatore e banco servizi. Anche gli standard ABYC E-13 affrontano proprio la selezione e l’installazione delle batterie al litio sulle barche, compresi i sistemi superiori a 500 Wh.

Le batterie al litio di ultima generazione sono meno pericolose e offrono un’efficienza molto più elevata con un peso molto contenuto
La conclusione, per una barca a vela di 12 metri con molta elettronica, è abbastanza chiara. Se si vuole una soluzione più semplice, compatibile con molti impianti esistenti e meno costosa all’inizio, il gel resta una scelta affidabile: servono però almeno tre batterie da circa 220 Ah per avere una base seria, meglio quattro se l’autonomia è una priorità. Se invece si vuole ridurre peso, aumentare la capacità realmente utilizzabile e ricaricare in modo più efficiente, il litio LiFePO4 è la soluzione più interessante, ma solo con un impianto progettato correttamente. In questo caso, due batterie da 200 Ah possono essere il minimo credibile; tre batterie da 200 Ah sono una scelta più adatta a chi naviga molto, usa l’autopilota, resta in rada e vuole margine.
Il numero finale, quindi, non si inventa: si calcola. Ma per non sbagliare ordine di grandezza, su un 12 metri moderno, la barca che abbiamo preso ad esempio, si può ragionare così: una batteria separata per l’avviamento motore e un banco servizi da 600-900 Ah nominali se si sceglie il gel, oppure da 400-600 Ah nominali se si sceglie il litio LiFePO4. La differenza non è solo nella tecnologia. È nel modo in cui la barca vive l’energia: con il gel si porta più peso e si accetta una gestione più tradizionale; con il litio si risparmia peso, ma si deve pretendere un impianto fatto bene. In mare, l’autonomia è libertà, ma la sicurezza viene prima di tutto.