Free Press

By Tom Burden, Last updated 5/29/2020

Types of Batteries

A hajókon lévő akkumulátorok két alapvető feladatot látnak el: a motor indítását és az elektromos terhelések, például a világítás, az elektronika és a tartozékok hosszabb ideig történő működtetését. Az akkumulátor kiválasztásához először határozza meg az akkumulátor felhasználási területét, majd válasszon a négy akkumulátor-kémia közül: elárasztott, gél, AGM vagy lítium.

Akkumulátorok felhasználása

indítóakkumulátorok

Az indítóakkumulátorok, amelyek a hajó motorjának indítóját indítják, az elektromos rendszer sprinterei. Ezek 5-15 másodpercig 75 és 400 amper közötti teljesítményt nyújtanak, majd a motor generátora rövid időn belül feltölti őket. Mint minden ólom-sav akkumulátor, ezek is negatív és pozitív lemezek váltakozó rétegéből épülnek fel, amelyek között szigetelés van.

Az indítóakkumulátorok vékonyabb és több lemezzel rendelkeznek, ami nagyobb felületet biztosít a nagy áramerősségű áramlökések előállításához. Ennek a konstrukciónak két hátránya van: a lemezek viszonylag törékenyek a nagy igénybevételnek kitett környezetben, és az indítóakkumulátorok nem tűrik a mélykisüléseket, ami csökkenti az élettartamukat.

Mélyciklusú akkumulátorok

A hajó házi akkumulátorbankjában mélyciklusú akkumulátorokat, a tárolórendszer maratoni futóit használják. Ezek táplálják a hajó elektromos fogyasztóit, amikor nem áll rendelkezésre töltőforrás (parti töltő, motorgenerátor, szélgenerátor vagy napelem). Tekintse őket egyfajta megtakarítási számlának, amelyre energiát helyeznek el vagy vesznek ki.

A rövid ideig nagy energiát szolgáltató indítóakkumulátorokhoz képest a mélyciklusú akkumulátorok hosszabb ideig tartó erőteljes lemerülés után teljesen helyreállnak, mivel kialakításukban vastagabb, magas antimon-tartalmú lemezek találhatók. Egy éjszaka alatt használatuk az akkumulátor kapacitásának 50-70 százalékát is lemerítheti, a hajó házi terheitől függően. Az akkumulátorok újratöltésekor az energia ismét a bankba kerül, és a folyamat, vagyis a ciklus kezdődik elölről. Általában a mélyciklusú akkumulátorokat úgy kell méretezni, hogy a feltöltési ciklusok között várhatóan felhasznált energia mennyiségének három-négyszeresét tárolják.

Kétcélú akkumulátorok

A kétcélú akkumulátorok nagy, vastag lemezekkel, amelyek több antimont tartalmaznak, mint az indítóakkumulátorok, és aktív ólompaszta-kémiával rendelkeznek, jó kompromisszumot jelentenek, mivel tolerálják a mélykisüléseket, amelyek egy tipikus indítóakkumulátor tönkretennék. Mivel tárolókapacitásuk kisebb, mint az összehasonlítható méretű mélyciklusú akkumulátoroké, a következő alkalmazásokhoz ajánljuk őket:

• Runaboutok vagy más kisebb motorcsónakok, amelyek egyetlen akkumulátort használnak indító- és üzemi terhelésekhez egyaránt, leállított motorral.
• Vitorláshajók, amelyeken két azonos akkumulátort használnak felváltva indító- és házi elektromos terhelésekhez.
• Hajók egy akkumulátorbankkal, amely kettős feladatot lát el a házi alkalmazásokhoz és a motor indításához.

Akkumulátorok kémiai összetétele

A tengerészeti akkumulátorok négy kémiai típusban állnak rendelkezésre a különböző alkalmazásokhoz: elárasztott, zselés, AGM (Absorbed Glass Mat) és lítium. Az, hogy melyik típust választja, az igényeitől (mélyciklus vs. indítás), a keresett kapacitástól és élettartamtól, valamint a költségvetésétől függ.

Vékonylemezes tiszta ólom (TPPL) és lítium (Li NMC) akkumulátorok

Az új technológiák új gondolkodásmódot igényelnek a hajó akkumulátorrendszeréről. A NorthStar TPPL akkumulátorok a világ legfejlettebb AGM akkumulátorai közé tartoznak. 99,99%-ban tiszta ólomból készülnek, amelyet vékony lemezekké hengerelnek (nem öntenek). A tiszta ólom alacsony elektromos ellenállását és a több és vékonyabb ólomlemezből adódó nagyobb felületet kombinálva sokkal nagyobb töltési áramerősséget képesek felvenni, mint a tipikus AGM akkumulátorok. Nemcsak hihetetlenül gyorsan töltődnek, de 400 töltési/kisütési ciklusra is képesek, elképesztő 80%-os kisülési mélységgel.

Ezek az akkumulátorok érdekes lehetőségeket kínálnak a hosszútávú hajósok számára. Ahelyett, hogy egy 1000Ah-s akkumulátorbankot telepítene és hat órán keresztül működtetné a dízelét, telepíthet egy 500Ah-s TPPL bankot, és gyakrabban, de gyorsabban tölthet. Vagy lemondhat a generátorról, és telepíthet egy vagy több nagyon nagy teljesítményű generátort, így a meghajtómotorja nagy teljesítményű töltőgéppé válik. Az Ön dízelgépe rövid ideig, de nagy terheléssel fog működni (amit akar).

A lítium/nikkel/kobalt/mangán akkumulátorok, mint amilyeneket a Torqeedo elektromos külmotorokban használnak, kevesebbet nyomnak, mint az ólomsavas akkumulátorok, 800-szor lemeríthetők 100%-os kisülési mélységig, és alig több mint egy óra alatt újratölthetők. Kiválóan alkalmasak elektromos csónakok akkumulátorbankjaiként, valamint egyéb nagy teljesítményű akkumulátoros feladatokra.

Folyósított akkumulátorok

Folyósított akkumulátorok, a többi típustól eltérően folyékony kénsavtartályt használnak, és hidrogént és oxigént termelnek, amikor az akkumulátort töltik. A szellőztetett nedves elemek lehetővé teszik a gázok távozását a légkörbe, ellentétben a zselés és AGM akkumulátorokkal, amelyek a gázokat újraegyesítik és újra bevezetik a rendszerbe. A hidrogén robbanásveszélyes gáz, ezért az akkumulátorok dobozait és rekeszeit szellőztetni kell, hogy a gázok biztonságosan távozhassanak.

Az elárasztott akkumulátorokat rendszeresen ellenőrizni kell, és a cellákat desztillált vízzel kell feltölteni, amikor a szintek lecsökkennek. Mivel az elárasztott akkumulátorok nem zártak, és a felesleges hidrogén távozhat, jobban kezelik a túltöltést, mint a zselés és AGM akkumulátorok. Nagyobb ütemben (havonta 6-7 százalékkal) töltődnek le, ezért szezonon kívüli töltést igényelnek. A nedves cellákat függőleges helyzetben kell beszerelni, és nem tűrik a nagyfokú rezgést. Kezdeti költségük alacsonyabb, mint a hasonló méretű AGM vagy zselés akkumulátoroké, és sokkal alacsonyabb, mint az új típusú lítium akkumulátoroké. Megfelelően feltöltve és karbantartva a nedves cellás mélyciklusú akkumulátorok néhány száz és több mint ezer töltési ciklusra képesek.

Gél akkumulátorok

A zárt, szelepvezérlésű (SVR) zselés elektrolit akkumulátorok előnyöket kínálnak a hagyományos elárasztott akkumulátorokkal szemben. Havi mindössze három százalékos önkisüléssel működnek, a legnagyobb számú élettartam-töltési ciklust bírják, karbantartásmentesek, kiömlésbiztosak, víz alá meríthetők és szivárgásmentesek. Egy nyomáscsökkentő szelep enyhén pozitív szinten tartja a belső nyomásukat, de szükség esetén a felesleges nyomást is le tudják engedni. Az SVR kialakítás szinte teljesen kiküszöböli a gázképződést, így biztonságosabb az emberek és az érzékeny elektronika közelében telepíteni őket (de a zselés és AGM akkumulátorokat továbbra is szellőztetni kell). A zselés akkumulátorok, mivel zártak, nagyon jó minőségű szabványok szerint készülnek. Gondosan szabályozott, intelligens töltést igényelnek a károsodás megelőzése érdekében.

AGM-akkumulátorok

Már több hajós tér át erre a típusra az elárasztott akkumulátorokkal szembeni teljesítményjavulás miatt. A zárt, szelepvezérlésű AGM (Absorbed Glass Mat) akkumulátorok finom, rendkívül porózus mikroszálas üvegszeparátorokkal rendelkeznek, amelyek szorosan az akkumulátor pozitív és negatív lemezei közé vannak tömörítve, amelyek éppen annyi savas elektrolittal telítődnek, amennyi az akkumulátor aktiválásához szükséges. A töltés során precíziós nyomásszelepek lehetővé teszik, hogy a pozitív lemezen keletkező oxigén a negatív lemezre vándoroljon, és a hidrogénnel rekombinálódva vizet termeljen. Amellett, hogy az akkumulátor pozitív és negatív lemezeinek teljes felületén azonos telítettséget biztosítanak, a sűrű üvegszőnyegekben lévő szálak úgy ágyazódnak be a lemezek felületébe, mint a betonban lévő erősítő rudak, így a hagyományos akkumulátorokhoz képest nagyobb alátámasztást és jobb ütés- és rezgésvédelmet biztosítanak a lemezeknek.

A nagy sűrűségű AGM akkumulátorok kisebb belső ellenállással rendelkeznek, ami nagyobb indítási teljesítményt és töltéselfogadást, akár az akkumulátor teljes kapacitásának 45 százalékát, valamint gyorsabb feltöltést tesz lehetővé, mint más típusú mélyciklusú akkumulátorok. A hosszú élettartam, az alacsony, három százalékos önkisülési arány és a kiemelkedő teljesítmény az AGM akkumulátorokat kiváló kettős célú akkumulátorokká teszi azon hajósok számára, akiknek a leggyorsabb feltöltésre, gyors indítási teljesítményre és megbízható mélyciklus-képességre van szükségük.

Mire kell figyelni az akkumulátorok minősítéseinél

Elindítási funkciók: az indító indításához rendelkezésre álló teljesítményt többféleképpen mérik.

CCA vs. MCA: A két általános teljesítménymérés a CCA (Cold Cranking Amps, az amperek száma, amelyet az akkumulátor 30 másodpercig képes leadni 0°F hőmérsékleten, miközben a feszültségét 7,2 volt felett tartja) és az MCA (Marine Cranking Amps, hasonló, de 0°F helyett 32°F hőmérsékleten mérik). Az MCA azért 20-25%-kal magasabb, mint a CCA, mert az akkumulátorok magasabb hőmérsékleten jobban működnek.

A tartalékpercek azt mutatják, hogy az akkumulátor mennyi ideig képes 25 amperes terhelést elviselni, mielőtt 10,5 voltra csökkenne a feszültség. Egy 150 percre méretezett akkumulátor 2 és fél órán keresztül képes működtetni egy 25 A terhelésű akkumulátort (80°F-on). Az indítóakkumulátorokat nem használják hosszú ideig tartó terhelés kezelésére, ezért a tartalék percek kevésbé kritikusak.

Méret: A motor mérete, típusa és a környezeti hőmérséklet határozza meg, hogy milyen méretű indítóakkumulátorra van szükség. Nagy indítási teljesítményre (és nagyobb akkumulátorra) van szükség hideg hőmérséklet, dízelmotorok vagy nagy és nagy sűrítésű gázmotorok esetén. Az első méretezési kritérium az, hogy megfeleljen a motor vagy a hajó gyártója által megadott minimális CCA értéknek (ha van ilyen). Ha egy 24-es csoportú, 550 CCA-s akkumulátor öt évig jól működött, javasoljuk, hogy cserélje le egy hasonló modellre. Ha azonban túl lassan indult, vagy egy-két szezon után meghibásodott, azt javasoljuk, hogy keressen egy magasabb CCA vagy MCA besorolású akkumulátort.

Mélyciklusú funkciók: Az akkumulátor kapacitásának mérését általában amperórában (Ah) és tartalékpercekben fejezik ki. Az amperórák azt a teljes energiamennyiséget mérik, amelyet egy akkumulátor 20 órán keresztül képes leadni állandó kisütési sebesség mellett, mielőtt a feszültség 10,5 voltra csökken. Ez azt jelenti, hogy egy 200 Ah-s akkumulátor 20 órán keresztül képes működtetni egy 10 A-s terhelést. A tartalék percérték az a percek száma, ameddig egy akkumulátor 25A terhelést képes működtetni, amíg a feszültség 10,5 V-ra nem csökken, akárcsak az indítóakkumulátorok esetében. Egy 27-es csoportba tartozó mélyciklusú akkumulátor 180 tartalékperces minősítéssel három órán keresztül működtet egy 25A-s terhelést. A házi terhelések 5A-tól 25A-ig vagy még tovább terjednek. A házi akkumulátorok esetében általában az amperóra a relevánsabb mérőszám.

Élettartam: Az akkumulátorgyártók a hosszú élettartamot úgy mérik, hogy a teli akkumulátorokat 80 °F hőmérsékleten lemerítik, amíg a feszültségük 10,5 voltra nem csökken. Az akkumulátorokat ellenőrzött körülmények között újratöltik, és a folyamatot addig ismétlik, amíg az akkumulátor a névleges kapacitásának felét nem képes megtartani. Ez a ciklikus élettartamnak nevezett mérés azt mutatja meg, hogy az akkumulátor élettartama alatt hány kisütési ciklust végez. Ez a többszöri ciklusra való képesség különbözteti meg a mélyciklusú akkumulátorokat az indítóakkumulátoroktól, amelyek néhány mélykisülésnél többet nem bírnak ki, mielőtt meghibásodnának. Ha mást nem is, a cikluséletkor egy alapértéket biztosít az egyik akkumulátor és a másik összehasonlításához.

Akku tippek a legjobb teljesítményhez

Nem számít, milyen kémiai összetételű akkumulátort választ, kövesse az alábbi ajánlásokat a legjobb teljesítmény elérése érdekében:

• Maradjon egyféle kémiai összetételű (elárasztott, zselés vagy AGM) akkumulátoroknál. Minden akkumulátortípus sajátos töltési feszültséget igényel. Az akkumulátortípusok keverése alul- vagy túltöltést eredményezhet. Ez az összes fedélzeti akkumulátor egyidejű cseréjét jelentheti.
• Soha ne keverje a régi és az új akkumulátorokat ugyanabban a bankban. Bár úgy tűnik, hogy ez növelné az összkapacitást, a régi akkumulátorok hajlamosak lehúzni az újakat a romlott szintjükre.
• A töltési feszültségek szabályozása az akkumulátorok hőmérséklete és elfogadása alapján (manuálisan vagy érzékeléssel) az akkumulátorok élettartamának maximalizálása és a töltési idő csökkentése érdekében. Győződjön meg arról, hogy a töltőrendszer elegendő áramerősséget képes szolgáltatni az akkumulátorbankok hatékony töltéséhez. Ez általában olyan generátort jelent, amelynek teljesítménye a teljes akkumulátorbank kapacitásának 25-40%-át teszi ki.
• Tartsa az akkumulátorokat tisztán, hűvösen és szárazon.
• A vezetőképesség elvesztésének elkerülése érdekében rendszeresen ellenőrizze a csatlakozókat.
• Szükség esetén adjon desztillált vizet az elárasztott ólomsavas akkumulátorokhoz. Tartsa őket feltöltve. Ha hosszabb ideig lemerült állapotban hagyja őket, az károsítja őket és csökkenti a kapacitásukat.
• Tisztítsa meg a korróziót szódabikarbónából és vízből készült pasztával.

Az akkumulátorokat a korróziótól.