<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN">
<HTML><HEAD><TITLE>Re: [RE-wrenches] discharging Rolls batteries</TITLE>
<META content="text/html; charset=iso-8859-1" http-equiv=Content-Type>
<STYLE type=text/css>BLOCKQUOTE {
        PADDING-BOTTOM: 0px; PADDING-TOP: 0px
}
DL {
        PADDING-BOTTOM: 0px; PADDING-TOP: 0px
}
UL {
        PADDING-BOTTOM: 0px; PADDING-TOP: 0px
}
OL {
        PADDING-BOTTOM: 0px; PADDING-TOP: 0px
}
LI {
        PADDING-BOTTOM: 0px; PADDING-TOP: 0px
}
</STYLE>

<META name=GENERATOR content="MSHTML 8.00.6001.18854"></HEAD>
<BODY bgColor=#ffffff>
<DIV><FONT size=2 face=Arial>A battery is an open system. Heat is lost. 2nd 
law of themodynamics. See <A 
href="http://theory.uwinnipeg.ca/mod_tech/node70.html">http://theory.uwinnipeg.ca/mod_tech/node70.html</A></FONT></DIV>
<DIV> </DIV>
<BLOCKQUOTE 
style="BORDER-LEFT: #000000 2px solid; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 0px; MARGIN-LEFT: 5px; MARGIN-RIGHT: 0px">
  <DIV style="FONT: 10pt arial">----- Original Message ----- </DIV>
  <DIV 
  style="FONT: 10pt arial; BACKGROUND: #e4e4e4; font-color: black"><B>From:</B> 
  <A title=hugh@scoraigwind.co.uk href="mailto:hugh@scoraigwind.co.uk">Hugh</A> 
  </DIV>
  <DIV style="FONT: 10pt arial"><B>To:</B> <A 
  title=re-wrenches@lists.re-wrenches.org 
  href="mailto:re-wrenches@lists.re-wrenches.org">RE-wrenches</A> </DIV>
  <DIV style="FONT: 10pt arial"><B>Sent:</B> Saturday, January 16, 2010 5:04 
  AM</DIV>
  <DIV style="FONT: 10pt arial"><B>Subject:</B> Re: [RE-wrenches] discharging 
  Rolls batteries</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>Hi Bruce,</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>At 22:58 +1300 16/1/10, Bruce Geddes wrote:</DIV>
  <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"><FONT size=-1 face=Arial>in cold weather the 
    money counters operate more slowly and if the temperature rises they return 
    to normal speed.  The money is still there,</FONT>....</BLOCKQUOTE>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>Yes but if that is the case then the actual capacity is not affected by 
  temperature - just the ability to deliver.  I would like to think it's 
  that simple, but in reality I suspect that there is some loss of amphours 
  under these conditions.  I am not yet clear about the mechanism, but I 
  suspect that there is more to it than just a 'volt-drop' style explanation 
  such as you offer below.</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>As far as I understand it, there are two losses: one of voltage due to 
  internal resistance and chemical 'sluggishness' and another actual loss of 
  capacity in amphours ( getting less amphours out of the battery than you put 
  in).  I am trying to establish what happens to those missing amphours, 
  and also to what extent they actually are missing and to what extent they are 
  just rendered inaccessible by the decision to end the discharge at a certain 
  voltage which in turn is affected by the previous 'volt-dop' issues.</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>If it were really just a case of the bank tellers having cold fingers 
  then it would seem reasonable to hammer the battery down to a much lower 
  voltage in the confident knowledge that we are still only taking out 50% of 
  the capacity as enshrined as 'good practice'.  however if some of the 
  cash has actually got lost (where to?) then it is nt legitimate to hit the 
  battery bank for more cash in this way.</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>I haven't yet heard from any Wrench what actual voltages they would use 
  to set the LBCO or the genstart on an Outback (or an SW), but one has told me 
  off-list that it's a negotiation with the client.  Fair enough but what 
  are the numbers used in the negotiation, and are they temperature 
  dependant?</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>Thanks, Joel for the reading matter which I am working on!  I hope 
  to become wiser in due course.</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>best</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>Hugh</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>At 17:45 -0800 15/1/10, Joel  Davidson wrote:</DIV>
  <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"><BR></BLOCKQUOTE>
  <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"><FONT size=-1 face=Arial>Some charge energy 
    is lost in heat and some in coulombic efficiency.</FONT></BLOCKQUOTE>
  <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"><FONT size=-1 
    face=Arial>There are educational powerpoints, papers and other 
    information about batteries on the internet.</FONT></BLOCKQUOTE>
  <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"><FONT size=-1 face=Arial>See</FONT> <A 
    href="http://en.wikipedia.org/wiki/Faraday_efficiency"><FONT size=-1 
    face=Arial>http://en.wikipedia.org/wiki/Faraday_efficiency</FONT></A></BLOCKQUOTE>
  <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"><FONT size=-1 face=Arial>and</FONT> <A 
    href="http://www.mpoweruk.com/soc.htm"><FONT size=-1 
    face=Arial>http://www.mpoweruk.com/soc.htm</FONT></A></BLOCKQUOTE>
  <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"><FONT size=-1 face=Arial>and</FONT> <A 
    href="http://web.mit.edu/mit_energy/resources/iap/MatSciOfRenewEnergy_Lecture2_Batteries_2006.pdf"><SPAN></SPAN>http://web.mit.edu/mit_energy/resources/iap/MatSciOfRenewEnergy_Lect<SPAN></SPAN>ure2_Batteries_2006.pdf</A></BLOCKQUOTE>
  <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"><FONT size=-1 face=Arial>and</FONT> <A 
    href="http://ecee.colorado.edu/~ecen4517/materials/Battery.pdf"><FONT 
    size=-1 
    face=Arial>http://ecee.colorado.edu/~ecen4517/materials/Battery.pdf</FONT></A></BLOCKQUOTE>
  <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"><FONT size=-1 face=Arial>and</FONT> <A 
    href="http://users.ece.utexas.edu/~kwasinski/EE394V_DG_Fall2008_Week5%20part2.ppt#1"><FONT 
    size=-1 
    face=Arial>http://users.ece.utexas.edu/~kwasinski/EE394V_DG_Fall2008_Week5%20pa<SPAN></SPAN>rt2.ppt#1</FONT></A></BLOCKQUOTE>
  <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"><FONT size=-1 face=Arial>and for info about 
    long series strings of batteries see</FONT> <A 
    href="http://www.battcon.com/PapersFinal2004/SymonsPaper2004.pdf"><FONT 
    size=-1 
    face=Arial>http://www.battcon.com/PapersFinal2004/SymonsPaper2004.pdf</FONT></A></BLOCKQUOTE>
  <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"> </BLOCKQUOTE>
  <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"><BR> </BLOCKQUOTE>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>Bruce:</DIV>
  <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"><FONT size=-1 face=Arial>Hi 
  Hugh.</FONT></BLOCKQUOTE>
  <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"> </BLOCKQUOTE>
  <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"><FONT size=-1 face=Arial>Positive 
    electrode:  PbO</FONT><FONT size=-2 face=Arial>2</FONT><FONT size=-1 
    face=Arial> + 3H +HSO</FONT><FONT size=-2 face=Arial>4</FONT><FONT size=-1 
    face=Arial> + 2e</FONT><FONT size=-2 face=Arial> =</FONT><FONT size=-1 
    face=Arial> PbSO</FONT><FONT size=-2 face=Arial>4 +</FONT><FONT size=-1 
    face=Arial> 2H</FONT><FONT size=-2 face=Arial>2</FONT><FONT size=-1 
    face=Arial>O  (e= electron)</FONT></BLOCKQUOTE>
  <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"> </BLOCKQUOTE>
  <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"><FONT size=-1 face=Arial>Negative 
    electrode:  Pb + HSO</FONT><FONT size=-2 face=Arial>4</FONT><FONT 
    size=-1 face=Arial> = PbSO</FONT><FONT size=-2 face=Arial>4</FONT><FONT 
    size=-1 face=Arial> + H +2e</FONT></BLOCKQUOTE>
  <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"> </BLOCKQUOTE>
  <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"><FONT size=-1 face=Arial>Sorry, I can't 
    insert the superscript symbols to show electrical charge.  If it is 
    confusing let me know and I will repost this with the charge in brackets 
    following the ion.</FONT></BLOCKQUOTE>
  <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"> </BLOCKQUOTE>
  <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"><FONT size=-1 face=Arial>In cold conditions 
    the ion transfer rate slows so in effect the internal resistance of the cell 
    rises.  It simply can't deliver the electrons under load.  If the 
    electrons are taken out at a reduced rate then the Vdrop of the "internal 
    resistance" is lowered and the cell terminal voltage stays up for 
    longer.</FONT></BLOCKQUOTE>
  <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"> </BLOCKQUOTE>
  <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"><FONT size=-1 face=Arial>So, to use your 
    analogy of the bank, in cold weather the money counters operate more slowly 
    and if the temperature rises they return to normal speed.  The money is 
    still there, it is just the rate at which it comes out that varies.  In 
    cold weather the counters simply won't deliver as much before they say "my 
    fingers are too cold, that's all you get today!"</FONT></BLOCKQUOTE>
  <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"> </BLOCKQUOTE>
  <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"><FONT size=-1 face=Arial>Bruce 
  Geddes</FONT></BLOCKQUOTE>
  <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"><FONT size=-1 face=Arial>PowerOn</FONT><BR>
    <BLOCKQUOTE>----- Original Message -----</BLOCKQUOTE>
    <BLOCKQUOTE><B>From:</B> <A 
    href="mailto:hugh@scoraigwind.co.uk">Hugh</A></BLOCKQUOTE>
    <BLOCKQUOTE><B>To:</B> <A 
      href="mailto:re-wrenches@lists.re-wrenches.org">RE-wrenches</A></BLOCKQUOTE>
    <BLOCKQUOTE><B>Sent:</B> Saturday, January 16, 2010 12:25 PM</BLOCKQUOTE>
    <BLOCKQUOTE><B>Subject:</B> Re: [RE-wrenches] discharging Rolls 
    batteries</BLOCKQUOTE>
    <BLOCKQUOTE><BR></BLOCKQUOTE>
    <BLOCKQUOTE>hi</BLOCKQUOTE>
    <BLOCKQUOTE><BR></BLOCKQUOTE>
    <BLOCKQUOTE>We know that batteries deliver less amphours at low 
      temperature and at high currents.  Volts drop quicker.  That's 
      my starting point.  My question that I still do not hear an answer to 
      is this:</BLOCKQUOTE>
    <BLOCKQUOTE><BR></BLOCKQUOTE>
    <BLOCKQUOTE>If the battery is a bank account and its harder to get the 
      money out in cold weather and when you want to get your hands on a lot at 
      once...  Does this actually mean that some of the money gets 
      lost?  What happens to it?  Is it perhaps available later when 
      the bank warms up or the demand gets less hectic?  Is there really 
      less money in there or does it just seem like less due to the 
    conditions?</BLOCKQUOTE>
    <BLOCKQUOTE><BR></BLOCKQUOTE>
    <BLOCKQUOTE>I notice that Ah capacity is actually defined as how much 
      Amphours you can get out before the battery reaches a certain terminal 
      voltage.  I am wondering whether it is the ability to maintain 
      voltage that is the limiting factor whereas the chemicals in there can 
      still deliver amphours, given  the right temperature and time 
      later.  You can certainly see recovery take place when a battery 
      warms up and/or operates on lighter loads.</BLOCKQUOTE>
    <BLOCKQUOTE><BR></BLOCKQUOTE>
    <BLOCKQUOTE>One last time what happens to the chemicals (lead and lead 
      oxide) that represent Amphours of charge in the battery plates?  For 
      me this is a little bit like current of 10 amps entering one end of  
      a piece of wire and only 9 amps coming out the other end.  I 
      understand that the volts go down due to voltage drop (in this analogy) 
      but loss of current is entirely a different matter.</BLOCKQUOTE>
    <BLOCKQUOTE><BR></BLOCKQUOTE>
    <BLOCKQUOTE>Thanks for any help with this rather obscure 
    question.</BLOCKQUOTE>
    <BLOCKQUOTE><BR></BLOCKQUOTE>
    <BLOCKQUOTE>Hugh</BLOCKQUOTE>
    <BLOCKQUOTE><BR>
      <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"><FONT size=-1 
        face=Arial>A lead-acid battery is an electro-chemical processor 
        (just like you and other living things). When you and your battery are 
        cold or hot, performance changes because the chemical process is 
        affected by temperature. Cold equals sluggish chemical 
        reaction, reduces the capacity to perform work, 
        and affects battery performance linearly. Battery chemistry is 
        well understood. When I get some time, I'll google 
        for temperature-based formulas and charts unless someone else posts the 
        links first.</FONT><BR>
        <BLOCKQUOTE>----- Original Message -----<BR></BLOCKQUOTE>
        <BLOCKQUOTE><B>From:</B> <A 
          href="mailto:hugh@scoraigwind.co.uk">Hugh<BR></A></BLOCKQUOTE>
        <BLOCKQUOTE><B>To:</B> <A 
          href="mailto:re-wrenches@lists.re-wrenches.org">RE-wrenches<BR></A></BLOCKQUOTE>
        <BLOCKQUOTE><B>Sent:</B> Friday, January 15, 2010 12:02 
        AM<BR></BLOCKQUOTE>
        <BLOCKQUOTE><B>Subject:</B> Re: [RE-wrenches] discharging Rolls 
          batteries<BR></BLOCKQUOTE>
        <BLOCKQUOTE><BR></BLOCKQUOTE>
        <BLOCKQUOTE>Hi Jamie,<BR></BLOCKQUOTE>
        <BLOCKQUOTE><BR>
          <BLOCKQUOTE cite="" 
    type="cite"><BR></BLOCKQUOTE></BLOCKQUOTE></BLOCKQUOTE></BLOCKQUOTE>
    <BLOCKQUOTE>
      <BLOCKQUOTE>
        <BLOCKQUOTE>
          <BLOCKQUOTE><FONT face="Lucida Grande">Remember, as batteries cool 
            actual capacity is reduced, so if 200AH is 50% @ 25C it is 
            significantly more than 50% @ 5C.   Thus, you are 
            discharging more deeply.</FONT><BR></BLOCKQUOTE></BLOCKQUOTE>
        <BLOCKQUOTE><BR></BLOCKQUOTE>
        <BLOCKQUOTE>But earlier you put it this way:<BR></BLOCKQUOTE>
        <BLOCKQUOTE><BR>
          <BLOCKQUOTE cite="" type="cite">
            <BLOCKQUOTE cite="" type="cite"><FONT 
              face="Lucida Grande">Regarding temperature effects on capacity, 
              earlier responses are spot on as the lower capacity is totally as 
              a result of slower reaction times as a result of lower 
              temperatures. 
       </FONT><BR></BLOCKQUOTE></BLOCKQUOTE></BLOCKQUOTE></BLOCKQUOTE></BLOCKQUOTE>
    <BLOCKQUOTE>
      <BLOCKQUOTE>
        <BLOCKQUOTE><BR></BLOCKQUOTE>
        <BLOCKQUOTE>There is an issue here that I need to understand 
          better.  You state that a battery has lower capacity in low 
          temperatures.  Suppose you take a fully charged, 400 Ah battery 
          and cool it down to -5 degrees C where according to our numbers it 
          will only have 80% of its nominal capacity.  You then remove 160 
          Ah (say 10 amps for 16 hours).  It will then be 50% 
          discharged.  Now warm it up again to 20 degrees or 
          whatever.  My question is: will you only have 200 amphours left 
          in it now?  And if so, what happened to the other 40 
          amphours?  Does low temperature operation actually lose amphours, 
          or is it just more sluggish?  What is the chemical explanation 
          for the lost amphours?<BR></BLOCKQUOTE>
        <BLOCKQUOTE><BR></BLOCKQUOTE>
        <BLOCKQUOTE>I understand batteries as a chemical process of converting 
          amphours into chemical changes.  I assume that a given amount of 
          electrical charge converts a given amount of lead into lead sulphate 
          (and likewise) back again.  I understand that cooling will make 
          this process less efficient and thereby result in a rise in charging 
          voltage and a drop in discharging voltage.  But does a low 
          temperature actually mean that a given amount of lead being converted 
          to sulphate actually give you less amphours 
        electrically?<BR></BLOCKQUOTE>
        <BLOCKQUOTE><BR></BLOCKQUOTE>
        <BLOCKQUOTE>(I have similar questions in relation to Peukert's 
          equation where high discharge rates impact on the amphour 
          capacity.  The capacity apparently 'recovers' when the discharge 
          rate is reduced.  To what extent is the capacity actually lost by 
          using high discharge rates and to what extent is it just a voltage 
          effect that impacts on the terminal voltage, rather than the actual 
          chemical state of the battery?)</BLOCKQUOTE>
        <BLOCKQUOTE><BR></BLOCKQUOTE>
        <BLOCKQUOTE><BR></BLOCKQUOTE>
        <BLOCKQUOTE>I hope you can follow my descriptions.<BR></BLOCKQUOTE>
        <BLOCKQUOTE><TT>--</TT><BR></BLOCKQUOTE>
        <BLOCKQUOTE>Hugh Piggott<BR><BR>Scoraig Wind 
          Electric<BR>Scotland<BR>http://www.scoraigwind.co.uk<BR></BLOCKQUOTE>
        <BLOCKQUOTE>
          <HR>
        </BLOCKQUOTE>
        <BLOCKQUOTE>_______________________________________________<BR>List 
          sponsored by Home Power magazine<BR><BR>List Address: 
          RE-wrenches@lists.re-wrenches.org<BR><BR>Options & 
          settings:<BR>http://lists.re-wrenches.org/options.cgi/re-wrenches-re-wrenches.org<BR><BR>List-Archive: 
          http://lists.re-wrenches.org/pipermail/re-wrenches-re-wrenches.org<BR><BR>List 
          rules & 
          etiquette:<BR>www.re-wrenches.org/etiquette.htm<BR><BR>Check out 
          participant 
      bios:<BR>www.members.re-wrenches.org<BR></BLOCKQUOTE></BLOCKQUOTE>
      <BLOCKQUOTE><BR>_______________________________________________<BR>List 
        sponsored by Home Power magazine<BR><BR>List Address: 
        RE-wrenches@lists.re-wrenches.org<BR><BR>Options & 
        settings:<BR>http://lists.re-wrenches.org/options.cgi/re-wrenches-re-wrenches.org<BR><BR>List-Archive: 
        http://lists.re-wrenches.org/pipermail/re-wrenches-re-wrenches.org<BR><BR>List 
        rules & etiquette:<BR>www.re-wrenches.org/etiquette.htm<BR><BR>Check 
        out participant 
    bios:<BR>www.members.re-wrenches.org<BR></BLOCKQUOTE></BLOCKQUOTE>
    <BLOCKQUOTE><BR></BLOCKQUOTE>
    <BLOCKQUOTE><BR></BLOCKQUOTE>
    <BLOCKQUOTE><TT>--</TT></BLOCKQUOTE>
    <BLOCKQUOTE>Hugh Piggott<BR><BR>Scoraig Wind 
      Electric<BR>Scotland<BR>http://www.scoraigwind.co.uk<BR></BLOCKQUOTE>
    <BLOCKQUOTE>
      <HR>
    </BLOCKQUOTE>
    <BLOCKQUOTE>_______________________________________________<BR>List 
      sponsored by Home Power magazine<BR><BR>List Address: 
      RE-wrenches@lists.re-wrenches.org<BR><BR>Options & 
      settings:<BR>http://lists.re-wrenches.org/options.cgi/re-wrenches-re-wrenches.org<BR><BR>List-Archive: 
      http://lists.re-wrenches.org/pipermail/re-wrenches-re-wrenches.org<BR><BR>List 
      rules & etiquette:<BR>www.re-wrenches.org/etiquette.htm<BR><BR>Check 
      out participant 
  bios:<BR>www.members.re-wrenches.org<BR></BLOCKQUOTE></BLOCKQUOTE>
  <BLOCKQUOTE cite="" 
    type="cite"><BR>_______________________________________________<BR>List 
    sponsored by Home Power magazine<BR><BR>List Address: 
    RE-wrenches@lists.re-wrenches.org<BR><BR>Options & 
    settings:<BR>http://lists.re-wrenches.org/options.cgi/re-wrenches-re-wrenches.org<BR><BR>List-Archive: 
    http://lists.re-wrenches.org/pipermail/re-wrenches-re-wrenches.org<BR><BR>List 
    rules & etiquette:<BR>www.re-wrenches.org/etiquette.htm<BR><BR>Check out 
    participant bios:<BR>www.members.re-wrenches.org</BLOCKQUOTE>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV><BR></DIV><X-SIGSEP><PRE>-- 
</PRE></X-SIGSEP>
  <DIV>Hugh Piggott<BR><BR>Scoraig Wind 
  Electric<BR>Scotland<BR>http://www.scoraigwind.co.uk</DIV>
  <P>
  <HR>

  <P></P>_______________________________________________<BR>List sponsored by 
  Home Power magazine<BR><BR>List Address: 
  RE-wrenches@lists.re-wrenches.org<BR><BR>Options & 
  settings:<BR>http://lists.re-wrenches.org/options.cgi/re-wrenches-re-wrenches.org<BR><BR>List-Archive: 
  http://lists.re-wrenches.org/pipermail/re-wrenches-re-wrenches.org<BR><BR>List 
  rules & etiquette:<BR>www.re-wrenches.org/etiquette.htm<BR><BR>Check out 
  participant 
bios:<BR>www.members.re-wrenches.org<BR><BR></BLOCKQUOTE></BODY></HTML>