Free Press

Od Tom Burden, Poslední aktualizace 29. 5. 2020

Typy baterií

Baterie na lodích plní dva základní druhy úkolů, kterými jsou startování motoru a dlouhodobý provoz elektrických zátěží, jako jsou světla, elektronika a příslušenství. Při výběru baterie nejprve určete její použití a poté si vyberte jednu ze čtyř chemických baterií: zaplavenou, gelovou, AGM nebo lithiovou.

Použití baterie

Startovací baterie

Startovací baterie, které pohánějí startér motoru vaší lodi, jsou sprintery vašeho elektrického systému. Po dobu 5-15 sekund dodávají 75 až 400 ampérů a poté jsou v krátkém čase dobíjeny alternátorem vašeho motoru. Stejně jako všechny olověné akumulátory jsou konstruovány se střídavými vrstvami záporných a kladných desek, mezi nimiž je izolace.

Startovací akumulátory mají tenčí a početnější desky, které poskytují větší plochu pro generování proudu o vysokém ampérovém výkonu. Dvě nevýhody této konstrukce spočívají v tom, že desky jsou relativně křehké v prostředí s vysokými nároky a že startovací baterie nesnášejí hluboké vybíjení, které snižuje jejich provozní životnost.

Hlubokotlaké baterie

Banka domácích baterií vaší lodi používá hlubokotlaké baterie, maratonské běžce skladovacího systému. Napájejí elektrickou zátěž na vaší lodi, když není k dispozici žádný zdroj nabíjení (nabíječka na břehu, alternátor motoru, větrný generátor nebo solární panel). Považujte je za jakýsi spořicí účet, na který se ukládá nebo vybírá energie.

V porovnání se startovacími bateriemi, které krátkodobě dodávají vysoké dávky energie, se hlubokotlaké baterie po delším silném vybití plně zotavují, protože jejich konstrukce obsahuje silnější desky s vysokým obsahem antimonu. Přes noc se při jejich používání může vyčerpat 50-70 % kapacity baterie v závislosti na zatížení lodi v domácnosti. Při dobíjení baterií se energie znovu ukládá do banky a proces neboli cyklus začíná znovu. Obecně platí, že baterie pro hluboký cyklus by měly být dimenzovány tak, aby v nich bylo uloženo třikrát až čtyřikrát více energie, než je předpokládané množství energie, které bude použito mezi cykly dobíjení.

Dvouúčelové baterie

Díky velkým, silným deskám obsahujícím více antimonu než startovací baterie a aktivní chemii olověné pasty jsou dvouúčelové baterie dobrým kompromisem, který snese hluboké vybití, jež by typickou startovací baterii zničilo. Vzhledem k tomu, že mají nižší akumulační kapacitu než srovnatelně velké hluboké cykly, doporučujeme je pro následující aplikace:

• Stupové čluny nebo jiné malé motorové lodě používající jednu baterii pro startovací i provozní zátěž s vypnutým motorem.
• Jachty se dvěma stejnými bateriemi používanými střídavě pro startovací a domácí elektrickou zátěž.
• Lodě s jednou bateriovou baterií, která slouží dvakrát pro domácí použití a startování motoru.

Chemie baterií

Marinové baterie jsou k dispozici ve čtyřech chemických typech pro různé aplikace: zaplavené, gelové, AGM (Absorbed Glass Mat) a lithiové. Který typ si vyberete, závisí na vašich potřebách (hluboký cyklus vs. startování), na kapacitě a životnosti, kterou požadujete, a na vašem rozpočtu.

Thin Plate Pure Lead (TPPL) a lithiové (Li NMC) baterie

Nové technologie budou vyžadovat nové způsoby uvažování o bateriovém systému vaší lodi. Baterie NorthStar TPPL patří mezi nejpokročilejší baterie AGM na světě. Jsou vyrobeny z 99,99 % čistého olova, které je válcováno (nikoliv odléváno) do tenkých desek. Díky kombinaci nízkého elektrického odporu čistého olova a větší povrchové plochy z většího počtu a tenčích olověných desek mohou přijímat mnohem vyšší nabíjecí proudy než typické baterie AGM. Nejenže se nabíjejí neuvěřitelně rychle, ale jsou schopny 400 nabíjecích/vybíjecích cyklů s úžasnou 80% hloubkou vybití.

Tyto baterie přidávají zajímavé možnosti pro cestovatele na dlouhé vzdálenosti. Místo instalace 1000Ah bateriové banky a šestihodinového provozu na naftu můžete nainstalovat 500Ah TPPL banku a nabíjet častěji, ale rychleji. Nebo se můžete vzdát elektrocentrály a nainstalovat jeden nebo více alternátorů s velmi vysokým výkonem – proměníte tak svůj hnací motor v nabíjecí stroj s vysokým výkonem. Váš diesel poběží krátce, ale s vysokým zatížením (které chce).

Lithiové/niklové/kobaltové/manganové baterie, jako jsou ty používané v elektrických závěsných motorech Torqeedo, váží méně než olověné baterie, lze je vybít 800krát do 100% hloubky vybití a lze je nabít za něco málo přes hodinu. Vynikají jako akumulátorové baterie v elektrických člunech i pro další úkoly s vysoce výkonnými bateriemi.

Zaplavené baterie

Zaplavené baterie, na rozdíl od ostatních typů používají zásobník kapalné kyseliny sírové a při nabíjení baterie produkují vodík a kyslík. Odvětrávané mokré články umožňují únik plynů do atmosféry, na rozdíl od gelových a AGM baterií, které plyny rekombinují a znovu je přivádějí do systému. Vodík je výbušný plyn, proto musí být bateriové skříně a prostory odvětrány, aby plyn mohl bezpečně unikat.

Zaplavené baterie vyžadují pravidelnou kontrolu a při nízké hladině je nutné články doplňovat destilovanou vodou. Protože zaplavené baterie nejsou utěsněné a umožňují únik přebytečného vodíku, zvládají přebíjení lépe než gelové a AGM baterie. Jejich samovybíjení je rychlejší (6 až 7 % za měsíc), a proto vyžadují nabíjení mimo sezónu. Mokré články musí být instalovány ve svislé poloze a nesnášejí vysoké vibrace. Jejich pořizovací cena je nižší než u podobně velkých baterií AGM nebo gelových baterií a MNOHEM nižší než u nového typu lithiových baterií. Správně nabité a udržované baterie s mokrými články vydrží od několika set do více než tisíce nabíjecích cyklů.

Gelové baterie

Těsněné baterie s regulací ventilem (SVR) s gelovými elektrolyty nabízejí výhody oproti běžným zaplaveným bateriím. Jejich samovybíjení dosahuje pouze tří procent za měsíc, zvládnou nejvyšší počet nabíjecích cyklů po celou dobu životnosti, jsou bezúdržbové, odolné proti rozlití, ponořitelné a nepropustné. Uvolňovací ventil udržuje jejich vnitřní tlak na mírně pozitivní úrovni, ale v případě potřeby mohou přebytečný tlak uvolnit. Konstrukce SVR téměř eliminuje plynování, takže je bezpečnější je instalovat v blízkosti osob a citlivé elektroniky (gelové a AGM baterie je však stále nutné odvzdušňovat). Gelové baterie, protože jsou utěsněné, se vyrábějí podle velmi kvalitních standardů. Potřebují pečlivě regulované inteligentní nabíjení, aby nedošlo k jejich poškození.

AGM baterie

Více jachtařů přechází na tento typ kvůli zlepšení výkonu oproti zaplaveným bateriím. Uzavřené, ventilem regulované baterie AGM (Absorbed Glass Mat) mají jemné, vysoce porézní skleněné separátory z mikrovláken pevně stlačené mezi kladnými a zápornými deskami baterie, které jsou nasyceny právě takovým množstvím kyselého elektrolytu, aby se baterie aktivovala. Během nabíjení umožňují přesné tlakové ventily, aby kyslík vznikající na kladné desce migroval k záporné desce a rekombinoval s vodíkem za vzniku vody. Kromě rovnoměrného nasycení celého povrchu kladných a záporných desek baterie se vlákna v hustých skleněných rohožích zapouštějí do povrchu desek jako výztužné tyče do betonu, čímž poskytují větší oporu deskám a lepší ochranu proti nárazům a vibracím než u běžných baterií.

Baterie AGM s vysokou hustotou mají nižší vnitřní odpor, což umožňuje vyšší startovací výkon a příjem nabití, až 45 % celkové kapacity baterie a rychlejší dobíjení než jiné typy baterií s hlubokým cyklem. Dlouhá životnost, nízká tříprocentní míra samovybíjení a vynikající výkon činí z baterií AGM vynikající dvouúčelové baterie pro jachtaře, kteří vyžadují nejrychlejší dobíjení, rychlý startovací výkon a spolehlivou schopnost hlubokého cyklu.

Na jaké parametry baterií se zaměřit

Startovací funkce: Množství energie dostupné pro startování se měří několika způsoby.

CCA vs. MCA: Dvě běžná měření výkonu jsou CCA (Cold Cranking Amps, počet ampérů, které může baterie dodávat po dobu 30 sekund při teplotě 0°F při zachování napětí nad 7,2 V) a MCA (Marine Cranking Amps, podobné, ale měří se při teplotě 32°F místo 0°F). Důvodem, proč jsou MCA o 20-25 % vyšší než CCA, je skutečnost, že baterie pracují lépe při vyšších teplotách.

Reserve Minutes udávají, jak dlouho může baterie vydržet zatížení 25 ampéry, než její napětí klesne na 10,5 voltu. Baterie dimenzovaná na 150 minut může pracovat se zátěží 25 A po dobu 2 1/2 hodiny (při teplotě 80 °F). Startovací baterie se nepoužívají k dlouhodobému zatížení, takže rezervní minuty nejsou tak důležité.

Velikost: Velikost motoru, typ a okolní teplota určují, jakou velikost startovací baterie potřebujete. Vysoký klikový výkon (a větší baterii) vyžadují nízké teploty, dieselové motory nebo velké a vysoce kompresní plynové motory. Prvním kritériem pro určení velikosti je splnění minimální hodnoty CCA (pokud je stanovena), kterou udává výrobce motoru nebo lodi. Pokud baterie skupiny 24 s 550 CCA dobře fungovala pět let, doporučili bychom ji vyměnit za podobný model. Pokud by však startovala příliš pomalu nebo selhala po jedné či dvou sezónách, doporučili bychom vám poohlédnout se po baterii s vyšší hodnotou CCA nebo MCA.

Funkce hlubokého cyklu: Měření kapacity baterie se běžně vyjadřuje v ampérhodinách (Ah) a rezervních minutách. Ampérhodiny měří celkové množství energie, které může baterie dodávat po dobu 20 hodin při konstantní rychlosti vybíjení, než napětí klesne na 10,5 voltu. To znamená, že 200Ah baterie může provozovat 10A zátěž po dobu 20 hodin. Minutová rezerva udává počet minut, po které může baterie provozovat 25A zátěž, než dojde k poklesu napětí na 10,5 V, stejně jako u startovacích baterií. Hlubokotlaká baterie skupiny 27 s hodnotou 180 rezervních minut bude provozovat 25A zátěž po dobu tří hodin. Zatížení domácnosti se pohybuje od 5 A do 25 A a více. Ampérhodiny jsou obecně relevantnějším měřítkem pro domovní baterie.

Životnost: Výrobci baterií měří životnost vybíjením plných baterií při teplotě 80°F, dokud jejich napětí neklesne na 10,5 voltu. Baterie se znovu nabíjejí za kontrolovaných podmínek a proces se opakuje, dokud baterie neudrží polovinu své jmenovité kapacity. Toto měření, nazývané životnost cyklu, ukazuje, kolik cyklů vybití baterie během své životnosti poskytne. Právě tato schopnost opakovaných cyklů odlišuje baterie s hlubokým cyklem od startovacích baterií, které nevydrží více než několik hlubokých vybití, než začnou selhávat. Když už nic jiného, životnost cyklu poskytuje základní hodnotu pro porovnání jedné baterie s druhou.

Tipy pro nejlepší výkon baterie

Ať už si vyberete jakýkoli druh chemie baterie, dodržujte následující doporučení, abyste dosáhli nejlepšího výkonu:

• Zůstaňte u jedné chemie baterie (zaplavená, gelová nebo AGM). Každý typ baterie vyžaduje specifické nabíjecí napětí. Míchání typů baterií může mít za následek nedostatečné nebo nadměrné nabíjení. To může znamenat výměnu všech baterií na palubě současně.
• Nikdy nemíchejte staré baterie s novými ve stejné bance. Ačkoli se zdá, že by se tím zvýšila celková kapacita, staré baterie mají tendenci stahovat nové na svou zhoršenou úroveň.
• Regulujte nabíjecí napětí na základě teploty a akceptace baterie (ručně nebo pomocí snímání), abyste maximalizovali životnost baterie a zkrátili dobu nabíjení. Zajistěte, aby váš nabíjecí systém byl schopen dodávat dostatečný proud pro efektivní nabíjení baterií. To obecně znamená alternátor s výkonem, který odpovídá 25 % až 40 % kapacity celé vaší bateriové banky.
• Udržujte baterie čisté, chladné a suché.
• Pravidelně kontrolujte konektory svorek, aby nedocházelo ke ztrátě vodivosti.
• Doplňte v případě potřeby destilovanou vodu do zaplavených olověných baterií. Udržujte je nabité. Ponecháte-li je delší dobu ve vybitém stavu, poškodíte je a snížíte jejich kapacitu.
• Korozi vyčistěte pastou z jedlé sody a vody.

Vyčistěte akumulátory od koroze.