Free Press

By Tom Burden, Last updated 5/29/2020

Types of Batteries

Batterijen op boten voeren twee basistaken uit, namelijk het starten van een motor en het gedurende langere tijd laten branden van elektrische verbruikers zoals verlichting, elektronica en accessoires. Om een batterij te kiezen, bepaalt u eerst de toepassing ervan en maakt u vervolgens een keuze uit een van de vier batterijtypen: natte, gel-, AGM- of lithiumbatterijen.

Batterijtoepassing

Startbatterijen

Startbatterijen, die de starter van de motor van uw boot aanzwengelen, zijn de sprinters van uw elektrisch systeem. Ze leveren tussen 75 en 400 ampère gedurende 5-15 seconden, en worden dan in korte tijd weer opgeladen door de dynamo van uw motor. Zoals alle loodzuur-batterijen zijn ze opgebouwd uit afwisselend negatieve en positieve platen met isolatie ertussen.

Startbatterijen hebben dunnere en talrijkere platen, waardoor ze extra oppervlakte hebben om stroomstoten met hoge stroomsterkte te genereren. De twee nadelen van deze constructie zijn dat de platen relatief kwetsbaar zijn in omgevingen met veel schokken, en dat startaccu’s geen diepe ontladingen verdragen, waardoor hun levensduur afneemt.

Diepe-cyclus-accu’s

De huisaccubank van uw boot maakt gebruik van diepe-cyclus-accu’s, de marathon-lopers van het opslagsysteem. Ze voeden de elektrische verbruikers op uw boot wanneer er geen laadbron (walstroomlader, dynamo, windgenerator of zonnepaneel) beschikbaar is. Beschouw ze als een soort spaarrekening waarop energie wordt gestort of opgenomen.

Vergeleken met startaccu’s, die gedurende korte perioden hoge energie-uitbarstingen leveren, herstellen deep cycle-accu’s zich volledig nadat ze gedurende langere perioden zwaar zijn ontladen, omdat hun ontwerp dikkere platen met een hoog gehalte antimoon bevat. Afhankelijk van de belasting van de boot kan het gebruik van deze accu’s ’s nachts 50-70 procent van de accucapaciteit uitputten. Wanneer de accu’s worden opgeladen, wordt de energie opnieuw in de bank gestort en begint het proces, of de cyclus, opnieuw. In het algemeen moeten deep-cycle batterijen zo worden gedimensioneerd dat zij drie tot vier maal de verwachte hoeveelheid energie kunnen opslaan die tussen herlaadcycli zal worden gebruikt.

Dual-Purpose Batteries

Met grote, dikke platen die meer antimoon bevatten dan startbatterijen en een actieve loodpasta-chemie, vormen dual-purpose batterijen een goed compromis, omdat zij diepe ontladingen kunnen verdragen die een typische startbatterij zou ruïneren. Aangezien ze een lagere opslagcapaciteit hebben dan vergelijkbare grote deep cycles, raden wij ze aan voor de volgende toepassingen:

• Runabouts of andere kleine motorboten die één enkele batterij gebruiken voor zowel start- als werkbelasting terwijl de motor uit staat.
• Zeilboten met twee identieke batterijen die door elkaar worden gebruikt voor start- en huishoudelijke elektrische belastingen.
• Boten met één accubank die dubbele taken vervult voor toepassingen in huis en het starten van de motor.

Batterijchemie

Marine batterijen zijn verkrijgbaar in vier chemische types voor verschillende toepassingen: natte, gel, AGM (Absorbed Glass Mat) en Lithium. Welk type u kiest, hangt af van uw behoeften (deep cycle vs. start), de capaciteit en levensduur die u zoekt en uw budget.

Thin Plate Pure Lead (TPPL) en Lithium (Li NMC) Batterijen

Nieuwe technologieën vereisen nieuwe manieren van denken over het batterijsysteem van uw boot. NorthStar TPPL batterijen behoren tot de meest geavanceerde AGM batterijen ter wereld. Ze zijn gemaakt van 99,99% zuiver lood dat wordt gewalst (niet gegoten) in dunne platen. Door de combinatie van de lage elektrische weerstand van het zuivere lood en het grotere oppervlak van meer en dunnere loodplaten, kunnen ze veel hogere laadstroomsterktes aan dan typische AGM accu’s. Niet alleen laden ze ongelooflijk snel, maar ze zijn in staat tot 400 laad/ontlaad cycli met een verbazingwekkende 80% ontladingsdiepte.

Deze batterijen voegen intrigerende opties toe voor lange afstand cruisers. In plaats van het installeren van een 1000Ah batterij bank en het runnen van uw diesel voor zes uur, kunt u het installeren van een 500Ah TPPL bank en laad vaker, maar sneller. Of u kunt afzien van een stroomaggregaat en een of meer zeer krachtige dynamo’s installeren – waardoor uw voortstuwingsmotor een zeer krachtige oplaadmachine wordt. Uw diesel zal voor korte perioden draaien, maar met een hoge belasting (die hij wil).

Lithium/nikkel/kobalt/mangaan accu’s, zoals die worden gebruikt in Torqeedo elektrische buitenboordmotoren, wegen minder dan loodzuur accu’s, kunnen 800 keer worden ontladen tot 100% ontladingsdiepte, en kunnen in iets meer dan een uur weer worden opgeladen. Zij blinken uit als accubanken in elektrische boten, en ook voor andere krachtige accutaken.

Overstroomde accu’s

Overstroomde accu’s, in tegenstelling tot andere types, maken gebruik van een reservoir van vloeibaar zwavelzuur, en produceren waterstof en zuurstof wanneer de batterij wordt opgeladen. Natte cellen met ventilatieopeningen laten de gassen ontsnappen in de atmosfeer, in tegenstelling tot gel- en AGM-batterijen, die de gassen recombineren en opnieuw in het systeem introduceren. Waterstof is een explosief gas, dus accubakken en -compartimenten moeten worden ontlucht om het gas veilig te laten ontsnappen.

Accu’s die onder water staan, moeten regelmatig worden geïnspecteerd en de cellen moeten worden bijgevuld met gedestilleerd water als het niveau te laag wordt. Omdat overstroomde accu’s niet zijn afgedicht en overtollig waterstof laten ontsnappen, zijn ze beter bestand tegen overladen dan gel- en AGM-accu’s. Ze ontladen sneller (6 tot 7 procent per maand) en moeten dus buiten het seizoen worden opgeladen. Natte cellen moeten rechtop worden geïnstalleerd en kunnen niet goed tegen trillingen. De initiële kostprijs is lager dan die van AGM- of gelbatterijen van dezelfde grootte, en VEEL lager dan die van het nieuwe type lithiumbatterijen. Goed opgeladen en onderhouden, kunnen natte cel deep-cycle batterijen tussen een paar honderd en meer dan duizend laadcycli aan.

Gel Batterijen

Gesealde, ventiel-geregelde (SVR) gel-elektrolyt batterijen bieden voordelen ten opzichte van gewone natte batterijen. Ze ontladen zichzelf met slechts drie procent per maand, kunnen het hoogste aantal levenslange laadcycli aan, zijn onderhoudsvrij, morsbestendig, onderdompelbaar en lekvrij. Een drukontlastklep houdt hun interne druk op een licht positief niveau, maar kan indien nodig overtollige druk wegnemen. Het SVR-ontwerp sluit gasontwikkeling vrijwel uit, zodat ze veiliger zijn om in de buurt van mensen en gevoelige elektronica te worden geïnstalleerd (maar gel- en AGM-batterijen moeten nog steeds worden ontlucht). Gel-accu’s worden volgens zeer hoge kwaliteitsnormen vervaardigd, omdat ze zijn verzegeld. Ze moeten zorgvuldig gereguleerd slim worden opgeladen om schade te voorkomen.

AGM-batterijen

Meer schippers stappen over op dit type vanwege een prestatieverbetering ten opzichte van natte batterijen. Verzegelde, klepgeregelde AGM (Absorbed Glass Mat)-accu’s hebben fijne, zeer poreuze microvezelglasscheiders die stevig zijn samengedrukt tussen de positieve en negatieve platen van de accu, die zijn verzadigd met net genoeg zuur elektrolyt om de accu te activeren. Tijdens het opladen zorgen precisiedrukkleppen ervoor dat de op de positieve plaat geproduceerde zuurstof naar de negatieve plaat kan migreren en daar kan recombineren met de waterstof, waarbij water wordt geproduceerd. De vezels in de dichte glasmatten zorgen niet alleen voor een gelijke verzadiging over het hele oppervlak van de positieve en negatieve platen van de batterij, maar nestelen zich ook in het oppervlak van de platen zoals betonijzer, waardoor de platen beter ondersteund worden en beter beschermd zijn tegen schokken en trillingen dan bij conventionele batterijen.

Hoge-dichtheids AGM-batterijen hebben een lagere inwendige weerstand, waardoor een groter startvermogen en een grotere laadcapaciteit mogelijk zijn, tot 45 procent van de totale capaciteit van de batterij, en ze sneller kunnen worden opgeladen dan andere soorten deep-cycle batterijen. De lange levensduur, de lage zelfontlading van 3% en de uitstekende prestaties maken AGM-batterijen tot uitstekende dual-purpose batterijen voor schippers die behoefte hebben aan het snelst opladen, snel startvermogen en betrouwbare deep-cycle capaciteit.

What Battery Ratings to Look For

Startfuncties: de hoeveelheid beschikbaar vermogen voor het aanzwengelen van een starter wordt gemeten op verschillende manieren.

CCA vs. MCA: De twee gebruikelijke vermogensmetingen zijn CCA (Cold Cranking Amps, het aantal ampères dat een batterij gedurende 30 seconden kan leveren bij 0°F terwijl de spanning boven 7,2 volt blijft) en MCA (Marine Cranking Amps, vergelijkbaar maar gemeten bij 32°F in plaats van 0°F). De reden dat MCA 20-25% hoger zijn dan CCA is dat batterijen beter werken bij hogere temperaturen.

Reserve Minutes geven aan hoe lang een batterij een belasting van 25 ampère kan verdragen voordat de spanning daalt tot 10,5 volt. Een batterij met een capaciteit van 150 minuten kan een belasting van 25 A gedurende 2 1/2 uur aan (bij 80°F). Startbatterijen worden niet gebruikt om ladingen gedurende lange perioden te verwerken, dus reserve-minuten zijn minder kritiek.

Afmetingen: De grootte van de motor, het type en de omgevingstemperatuur bepalen welke grootte startbatterij u nodig hebt. Een hoog startvermogen (en een grotere batterij) is vereist voor koude temperaturen, dieselmotoren, of grote gasmotoren met hoge compressie. Het eerste criterium voor de grootte van de batterij is het minimum CCA (indien van toepassing) dat door de motor- of bootfabrikant wordt opgegeven. Als een groep 24, 550 CCA batterij vijf jaar lang goed heeft gewerkt, raden we aan hem te vervangen door een gelijkaardig model. Als de batterij echter te traag aanslingert of na een seizoen of twee defect raakt, raden wij u aan een batterij te zoeken met een hogere CCA- of MCA-waarde.

Diepe-cyclusfuncties: Batterijcapaciteitsmetingen worden gewoonlijk uitgedrukt in Amp-uren (Ah) en Reserve Minuten. Ampère-uren meten de totale hoeveelheid energie die een batterij gedurende 20 uur kan leveren bij een constante ontladingssnelheid voordat de spanning daalt tot 10,5 volt. Dit betekent dat een batterij van 200 Ah een belasting van 10 A gedurende 20 uur kan laten werken. De reserve-minutenwaarde is het aantal minuten dat een batterij een belasting van 25A kan laten werken voordat de spanning terugvalt tot 10,5V, net als bij startbatterijen. Een groep 27 deep-cycle batterij met een rating van 180 reserveminuten kan een belasting van 25A drie uur laten werken. Huishoudelijke belastingen variëren van 5A tot 25A of meer. Ampère-uren zijn over het algemeen de meest relevante maatstaf voor huisaccu’s.

Levensduur: Batterijfabrikanten meten de levensduur door volle batterijen te ontladen bij een temperatuur van 80°F totdat hun spanning daalt tot 10,5 volt. De batterijen worden opnieuw opgeladen onder gecontroleerde omstandigheden, en het proces wordt herhaald tot de batterij niet meer de helft van zijn nominale capaciteit heeft. Deze meting, cycle life genoemd, geeft aan hoeveel ontladingscycli een batterij tijdens zijn levensduur doorstaat. Dit vermogen om herhaaldelijk te ontladen onderscheidt deep-cycle batterijen van startbatterijen, die niet meer dan een paar diepe ontladingen kunnen verdragen voordat ze het beginnen te begeven. De levensduur van een batterij vormt een basis voor het vergelijken van de ene batterij met de andere.

Batterijtips voor de beste prestaties

Wat voor soort batterij u ook kiest, volg de volgende aanbevelingen voor de beste prestaties:

• Blijf bij één batterijchemie (natte, gel of AGM). Elk batterijtype vereist specifieke laadspanningen. Het mengen van batterijtypen kan leiden tot onder- of overladen. Dit kan betekenen dat alle accu’s aan boord tegelijk moeten worden vervangen.
• Meng nooit oude en nieuwe accu’s in dezelfde bank. Hoewel het lijkt alsof dit uw totale capaciteit zou verhogen, hebben oude accu’s de neiging om de nieuwe naar beneden te trekken tot hun verslechterde niveau.
• Reguleer laadspanningen op basis van accutemperatuur en acceptatie (handmatig of met sensing) om de levensduur van de accu te maximaliseren en de laadtijd te verkorten. Zorg ervoor dat uw laadsysteem in staat is om voldoende stroom te leveren om de accubanken efficiënt te laden. Dit betekent over het algemeen een dynamo met een output van 25% tot 40% van de capaciteit van uw volledige accubank.
• Batterijen schoon, koel en droog houden.
• Controleer de aansluitklemmen regelmatig om verlies van geleiding te voorkomen.
• Voeg gedestilleerd water toe aan natte loodzuur-batterijen wanneer dat nodig is. Houd ze opgeladen. Als u ze langere tijd in ontladen toestand laat, beschadigt u ze en vermindert hun capaciteit.
• Reinig corrosie met een pasta van zuiveringszout en water.