El- och GPS- möte mars 2009

Transkript

1 Moderna batterier El- och GPS- möte mars 2009 Blybatteriers tekniska uppbyggnad Kategori VLA dvs Valve Liquid Acid som är våta batterier med påfyllning för destillerat vatten - Undertyper VLA Standard Bly/Bly betecknas Sb/Sb Lågunderhållstyp Bly/Kalcium betecknas Sb/Ca Underhållsfria Kalcium/Kalcium betecknas Ca/Ca Effektiv elinstallation i båt 1

2 Kategori VRLA dvs Valve Regulated Liquid Acid som är slutna batterier med reglerventil - Undertyper VRLA AGM dvs Absorbed Glass Mat dvs vätskan är absorberad i glasmatta Spirallindade AGM GEL dvs förtjockad svavelsyra som gelé Effektiv elinstallation i båt 2

3 Kategori SLA dvs Sealed Lead Acid halvstora batterier som är slutna med säkerhetsventil eller - säkerhetsplugg Dessa batterier är baserade på AGM eller GELkonstruktioner Effektiv elinstallation i båt 3

4 Blybatteriers egenskaper VLA Sb/Sb det klassiska våta bly-syra batteriet 1 Stor tolerans för olika storlek på laddström och laddspänning 2 Lång livslängd om det sköts rätt 3 Antimon i blyet ökar plattornas livslängd och styrka men ökar gasningen och vattenförlusten 4 Vid överladdning förbrukas vatten och knallgas bildas varvid god ventilation krävs 5 Låg tolerans för värme, minskad livslängd och hög självurladdning vid arbetstemperaturer över 35 grader 6 Denna batterityp är den billigaste Effektiv elinstallation i båt 4

5 VLA - Sb/Ca. Bly Antimon/Calcium-plattor Har liknande egenskaper som VLA Sb/Sb men klarar höga temperaturer bättre Batteritypen finns i olika varianter t ex för högre temperaturer och klarar vibrationer bättre Priset för denna typ är något högre än för VLA-Sb/Sb Effektiv elinstallation i båt 5

6 VLA - Ca/Ca. Bly Kalcium/Kalcium-plattor Egenskaper i jämförelse med vad VLA Sb/Ca klarar Är underhållsfria pga mindre vattenförluster Större tålighet mot överladdning Mindre korrosion på anslutningarna Mindre knallgasbildning Upp till 4 gånger mindre självurladdning Något mer läckagekänsliga mekanisk försiktighet krävs Känsligare för djupurladdningar Något dyrare jämfört med VLA Sb/Ca Effektiv elinstallation i båt 6

7 VRLA - AGM. Absorberande glasmatta Slutna batterier kallas även torra med god knallgashantering Säkrare dvs nästan ingen knallgas vid laddning Behöver ingen vattenpåfyllning Låg självurladdning Lång livslängd vid rätta förhållanden Tål vibrationer bra Tål djupa urladdningar relativt bra Klarar högre laddström vilket kortar laddningstiden Spillsäkra och kan monteras i olika riktningar då de är slutna AGM-batterier kan laddas upp till 90 % relativt fort Effektiv elinstallation i båt 7

8 VRLA - AGM. Absorberande glasmatta fortsättning De kan även laddas ur mer ner mot 30 % - utan att livslängden påverkas alltför mycket AGM-batterier är dyrare än VLA Ca/Ca-batterier Generatorns kapacitet bör vara mer än ca 35 % av batteribankens hela kapacitet OBS! Passa temperaturen så att inte säkerhetsventilen öppnar för då kan batteriet torka och förstöras Vid byte till eller från ett AGM-batteri måste laddningsregulatorn kontrolleras/justeras Effektiv elinstallation i båt 8

9 VRLA GEL. Slutna GEL-cellsbatterier Dessa batterier har svavelsyraelektrolyten absorberad i ett förtjockningsmedel som tillsammans bildar gele Vakuum användes vid tillverkningen och cellerna förseglas därefter Batterierna kan därför placeras hur som helst även upp och ner Dessa batterier skall ha lägre laddspänning än vanliga våta batterier GEL-batterier tål normalt bara låg laddström annars kan gasbildning förstöra cellerna. Använd särskild laddare som är anpassad för denna batterityp Tål djupurladdning ganska bra men sämre än AGMtypen Effektiv elinstallation i båt 9

10 VRLA AGM- och GEL-batterier i båtar Vill man använda dessa batterityper får de inte utsättas för otillåtna temperaturer, laddningsspänningar resp strömmar eller felaktig användning om livslängden skall bli tillräcklig med hänsyn till ett högre pris Regulatorn för ett GEL-batteri får ej ge mer än 14 volt Beakta även eventuellt temperaturberoende Det krävs en intelligent laddningsregulator både för generatorn och den portabla laddaren som kan justeras till rätt nivå Standardregulatorer är ofta ställda att ge 14,6 volt på batteriet Effektiv elinstallation i båt 10

11 VRLA AGM- och GEL-batterier i båtar fortsättning AGM-batteriet kan råka ut för ett termiskt sammanbrott om det blir överhettat under laddning varvid en kemisk reaktion sker Då AGM-batteriet laddas minskar inte strömmen som då ett vanligt batteri laddas och då stiger temperaturen ännu mer och då kan elektrolyt och bindemedel spruta ut ur säkerhetsventilen och batteriet förstörs Placering och laddningsspänning måste måste därför vara relevanta Både GEL- och AGM-batterier kräver sval omgivning och måste placeras avskilt från värmekällor samt att vissa tillverkare kräver avbruten laddning vid temperatur över 49 ºC Effektiv elinstallation i båt 11

12 Batteritypsbenämningar på marknaden Startbatterier som kan ge stor strömstyrka under korta perioder men tål inte hög urladdning men tål högre laddström och laddas därför snabbt Startbatterier utföres oftast som Sb/Ca eller Ca/Ca men AGM förekommer Mobila djupurladdningsbatterier som klarar urladdningar på mellan 20 och 80 % och måste snarast återladdas till full kapacitet och passar för båtar Dessa batterier utföres som Sb/SB, Sb/Ca, eller VRLA-AGM resp VRLA-GEL Dessa batterier kallas även Traktionära batterier som kan klara urladdningar ned till 80 % gång på gång Effektiv elinstallation i båt 12

13 Batteritypsbenämningar på marknaden fortsättning Vått Marin/Startbatteri som byggs som en kompromiss mellan startbatteri och djupurladdningsbatteri och som hybrider mellan traktionstypen och den renodlade startbatteritypen Batterier av hybridtyp dvs de vanligaste marin- och fritidsbatterierna klarar urladdning ned till 50 % utan att åldras för snabbt Dessa batterier utföres som Sb/Sb, Sb/Ca, Ca/Ca eller VRLA-AGM Benämningar som Marin-Deep-cycle eller Marin- Traktionär kan användas men innebörden måste kontrolleras dvs uppbyggnad etc Effektiv elinstallation i båt 13

14 Vad säger batteritillverkarna på resp hemsida Här några exempel Tudor: Länk Exide: Länk Exide GEL: Länk Varta: Länk Effektiv elinstallation i båt 14

15 Vad säger batteritillverkarna på resp hemsida Här några exempel, fortsättning Optima: Länk Victron Energy: Länk Effektiv elinstallation i båt 15

16 Det finns generatorfirmor också vad de säger? Här några exempel hemsidor DCMarine, generatorer och mycket mera: Länk Ampel Power, batteriladdare och regulatorer mm : Länk drev.se, mycket för båtar bl a AGM-batterier och Ledlampor: Länk Bosch, industriförsäljning: Länk Startmotor och generator: Länk Effektiv elinstallation i båt 16

17 Det finns generatorfirmor också vad de säger? Här några exempel hemsidor fortsättning Båtnet: Effektiv elinstallation i båt 17

18 Laddning av båtbatterier Portabel batteriladdare Enkla garageladdare laddar med 1 (en) nivå på spänningen men ger mot slutet av laddperioden för hög ström varför denna laddare ej är lämplig för underhållsladdning. Ägaren får övervaka och avbryta laddningen för att inte förstöra batteriet Kvalificerade laddare har ett laddningsförlopp med 3 (tre) olika faser och vissa har en efterladdningsfas där en kortare spänningshöjning sker med jämna intervall som underhållsladdning Exempel på laddningsförlopp vid användning av kvalificerade laddare Effektiv elinstallation i båt 18

19 Portabel batteriladdare fortsättning Victron Energy: Länk Laddningsfaserna brukar benämnas: Huvudladdning där spänningen normalt varierar mellan 10,5 15 V Efterladdning där spänningen normalt varierar mellan 14,2 15,5 V Underhållsladdning där spänningen normalt varierar mellan 12,8 13,2 V Laddpulser där spänningen normalt varierar mellan 14,2 15,5 V under kort tid för att kompensera självurladdning vid långtidsförvaring Effektiv elinstallation i båt 19

20 Generatorladdning i båt med spänningsregulator fortsättning Generatorn kan ha en regulator med inre återföring dvs den känner inte av spänningen utanför generatorns anslutningar och kan ej heller kompensera för eventuella spänningsfall till batteriet Generatorn kan ha en regulator med yttre återföring dvs den känner av spänningen på t ex allmänbatteriet och kompenserar därmed för spänningsfall till batteriet Spänningsregulatorn kan också sitta utanför generatorn och känna av batterispänningen på t ex allmänbatteriet samt ha en inställning av spänningsnivån mellan t ex 14,0 15,0 V härvid kompenseras för spänningsfall och inställning av önskad nivå kan ske Effektiv elinstallation i båt 20

21 Generatorladdning i båt med spänningsregulator En motor, en generator och en spänningsregulator En motor, två generatorer och två spännigsregulatorer Två motorer, två generatorer och två spänningsregulatorer Två motorer, tre eller fyra generatorer och tre eller fyra spänningsregulatorer Beroende på hur många spänningsregulatorer som är tillgängliga kan valet av batterier och batterikopplingar göras mer eller mindre flexibelt Det första du bör göra är att mäta spänningen över batteriet/batterierna när du kör motorn på förhöjd tomgång och beroende på resultat tänka till Effektiv elinstallation i båt 21

22 Batterifilosofi kostnader, livslängd och kombinationer Undvik billiga bilbatterier då dessa i regel har kort livslängd jämfört med marinbatterier Välj batterityp efter uppgift dvs ett bra kombinationsbatteri om det är 1 batteri eller olika typer om det är fler än 1 batteri Välj rätt storlek dels med tanke på laddningskapacitet och dels med tanke på att batterier åldras och successivt förlorar kapacitet dvs 100 Ah blir kanske 75 Ah efter 4 á 6 år, undvik dock överkapacitet Ta först reda på vad du behöver och jaga sedan priser och fundera på om ett batteri åldrats innan det börjar användas dvs det tillverkades för t ex 3 år sedan??? Effektiv elinstallation i båt 22

23 Batterifilosofi kostnader, livslängd och kombinationer fortsättning Om ett batteri sköts rätt kanske ett dyrare batteri får dubbelt så lång livslängd som ett billigare dvs vad blir årskostnaden Har du en batteribank med 2 eller fler batterier bör du byta dessa samtidigt annars bestämmer det sämsta batteriet hela batteribankens kapacitet Har du separerat batterierna efter funktion och laddar via diodseparering behöver du sannolikt inte byta alla batterier samtidigt tänk dock på laddningsspänningen Det kan löna sig att byta till en bättre laddningsregulator och få effektivare laddning och därigenom längre livslängd på batterierna Effektiv elinstallation i båt 23

24 Batterifilosofi kostnader, livslängd och kombinationer fortsättning Har du en batteribank med 2 eller fler batterier och det blir cellkollaps i ett batteri händer det sannolikt något otrevligt med de övriga i batterierna i banken!! Har du diodseparerade batterier kan du enkelt koppla ur det ej fungerande och i stället låna ström från ett annat batteri se Lovisas Blandning på denna Länk Så här ser diodfördelningscentralen ut i Lovisa Länk Hur man än vänder sig så har man ändan bak!! Effektiv elinstallation i båt 24

25 Systemuppbyggnad Liten båt 1(ett) batteri som i huvudsak är startbatteri och någon enstaka glödlampa då är det enkelt och det enda som behöver ske är att laddningen fungerar Lite större båt segel eller motor med ett startbatteri och ett allmänbatteri och där belysning och kylskåp finns och batterierna är separerade krävs lite tänkande för att nå god funktion och rimlig ekonomi Om regulatorn har inre återföring och spänningen vid uppmätning vid batterierna är tillräcklig kan ett skiljerelä vara lämpligt för att separera startbatteriet och all annan förbrukning kopplas till allmänbatteriet. Lanternor och motorns gångströmförsörjning tas från startbatteriet. Regulatorn kan bytas till en med yttre återföring varvid lämplig spänningsnivå väljes Effektiv elinstallation i båt 25

26 Lite större båt segel eller motor, fortsättning Om regulatorn har yttre återföring kan man antingen använda skiljerelä eller dioder för att separera startbatteriet från övrig förbrukning Mät spänningen över batteriet/batterierna när du kör motorn på förhöjd tomgång och om det inte är tillräcknig nivå behövs sannolikt grövre kablar och kanske ett nytt batteri. Batteristorleken bör även stämma med generatorkapaciteten. Även spänningsregulatorn kan behöva bytas Effektiv elinstallation i båt 26

27 Större båt segel eller motor, avsedd för långfärd Regulatorn förutsätts ha yttre återföring och om den inte har det bör ett byte genomföras En stor båt kan ha mycket olika utrustning som kräver strömförsörjning utöver belysning i en eller flera utrymmen. Eltoalett, ankarspel, bogpropeller, navigeringsutrustning, pumpar och kylskåp. Systemuppbyggnad och laddning vid motorgång samt kompletterande strömförsörjning bör tänkas igenom ordentligt Startbatteri och batterier för ankarspel och bogpropeller bör kunna utgöra en batteribank bestående av 2 eller 3 batterier beroende på placering och avstånd Övriga förbrukare kan antingen dela på 2 större batterier eller ett större separat för kylskåpet och ett eller två större för resten Effektiv elinstallation i båt 27

28 Större båt segel eller motor, avsedd för långfärd fortsättning Ett alternativ är en uppdelning på 2 batteribankar där startmotor, bogpropeller och ankarspel separeras med ett skiljerelä och laddas först och den andra förbrukningsbatteribanken laddas i steg två Ett annat alternativ är att skilja batterierna i flera grupper med hjälp av kraftdioder och känna av spänningen på allmänbatteriet En större solfångare bör komplettera med laddning under icke motorgång Ett mindre elverk kan också vara ett alternativ där t ex V genereras och sedan kan en kvalificerad batteriladdare användas och kanske i kombination med en landströmsinstallation Effektiv elinstallation i båt 28

29 Uppföljning och uppritning av det egna elsystemet Uppföljning av båtens elsystem - några frågor Var är säkringarna placerade, en eller flera dosor Engångssäkringar och/eller automatsäkringar Kabeldragning och eventuella kopplingsdosor Vilka kabelareor förekommer Finns det hängsäkringar på någon eller några kablar Var sitter strömbrytarna, centralt och/eller lokalt Finns en eller flera instrument- och säkringspaneler Finns det en eller flera gemensamma minusledare Finns volt- och/eller amperemeter Finns systemjordning till motorblocket Gör en lista över elkomponenter och dessas strömförsörjning inklusive eluttag Effektiv elinstallation i båt 29

30 Gör en handskiss över elsystemet i din båt Rita in batteri/er med huvudbrytare Rita in generator och startmotor Rita in matningskablar plus och minus Rita in säkringsdosor Gör en tabell över säkringsstorlekar och typ samt vad som betjänas och var säkringarna sitter i båten Gör en lista över elkomponenter och dessas strömförsörjning När du handritar använd fyrkanter och cirklar eller andra symboler samt drag kablar rakt och försök efterlikna ett maskinritat elschema så blir det lättare när du renritar Övning ger färdighet, det blir inte perfekt första gången Effektiv elinstallation i båt 30

31 Gör en proffs-skiss över elsystemet i din båt Använd PowerPoint eller något annat ritprogram Utnyttja den enkla figurer som finns t ex de nedan Batteri eller plint som ges lämplig form och storlek Startmotor eller generator Instrument Kablar ritas som raka streck och kan ges olika färger Övning ger färdighet, det blir inte perfekt första gången Lovisas blandning kan ge vägledning på denna Länk Effektiv elinstallation i båt 31

32 Modern båtbelysning Använd så långt möjligt LED-lampor eller lysrör när batteriet står för strömförsörjningen Belysning som endast användes under motorgång kan ha konventionella glödlampor Läslampor och ruffbelysning kan med fördel utgöras av LED-lampor. Dessa kostar en del i inköp men sänker strömförbrukningen avsevärt samt har god livslängd LED-lampor anslutes med plusledningen på plusanslutningen vanlig glödlampsarmatur är inte kinkig med plus och minus Fler och fler återförsäljare erbjuder armaturer med LED- Lampor så priserna kan förväntas sjunka Några webbadresser på nästa sida Effektiv elinstallation i båt 32

33 Modern båtbelysning, fortsättning Några webbadresser Effektiv elinstallation i båt 33

34 Ekonomisk eldrift Batteriladdningen rätt utförd både vid extern laddning och vid generatorladdning samt god batteriskötsel Låga spänningsfall dvs tillräcklig kabelarea kortast möjliga kabellängd samt god materialkvalité Val av lämpliga batterier och användning av solcellspanel på ca 50 W med spänningsregulator Användning av strömsnål belysning vid batteridrift Urkoppling av navigationsutrustning när båten ligger still dvs inga omvandlare som drar tomgångström Segelbåtar bör ha ett särskilt batteri för navigeringsutrustning med egen solcellsladdning Användes växelriktare bör denna helst ej användas vid batteridrift pga tomgångsförluster Effektiv elinstallation i båt 34

35 Ekonomisk eldrift, fortsättning Strömförsörjning av dator i segelbåt bör helst ske från 12 V-systemet för att undvika förluster i en växelriktare Dvs en dator som drivs med 12 V bör väljas för navigeringsändamål Se till att batterier som blir hårt urladdade laddas så snart som möjligt dvs batterier skall helst vara fulladdade Anordna om möjligt enkel omkoppling mellan olika batterier så att om ett batteri havererar onödig störning och kostand undvikes Klart slut och vad är då glömt??? Effektiv elinstallation i båt 35