do początku mapa serwisu kontakt  
Problemy techniczne » Akumulatory

Rodzaje akumulatorów do stosowania na łodziach:

 

1. GEL - żelowy.

 

Jest to akumulator kwasowo-ołowiowy, w którym kwas siarkowy z dodatkiem krzemionki tworzy elektrolit o       konsystencji żelu. Akumulatory te cechuje pełna szczelność (kwas nie paruje), małe samorozładowanie, wysoka trwałość nawet przy dużym rozładowaniu, praca ciągla przy dużych prądach, wysokie dopuszczalne prądy ładowania, nawet do 30% pojemności i związane z tym krótkie czasy ładowania, większa odporność na wysoką temperaturę, wstrząsy i wibracje. Są to najlepsze akumulatory (z kwasowo-ołowiowych) do zasilania silników elektrycznych na łodziach. Niestety są też najdroższe. Ceny akumulatorów 12V o pojemności 100 Ah przyzwoitych marek zaczynają się od 900 zł.

 

2. AGM - często mylnie nazywany także żelowym.

 

Jest to akumulator kwasowo-ołowiowy, w którym seperatory znajdujące się między ołowiowymi elektrodami wypełnione są matą szklaną nasączoną kwasem siarkowym. Akumulatory te mają podobne zalety jak akumulatory żelowe, jednakże charakteryzują się mniejszą trwałością przy dużym rozładowaniu. Akumulatory te można stosować do zasilania silnków na łodziach, szczególnie jeśli rzadziej z nich korzystamy. Ceny tych akumulatorow są niższe niż żelowych. Akumulator 12V/100Ah mozemy kupić już za nieco ponad 600 zł.

 

3. ACID - kwasowy.

 

Akumulator ten jest wypełniony kwasem siarkowym. Używany jest powszechnie w samochodach jako akumulator rozruchowy. Charakteryzuje się bardzo dużą wrażliwością na głębokie rozladowanie. Nawet kilkukrotne rozładowanie poniżej 50% pojemności powoduje jego nieodwracalne uszkodzenie w postaci zasiarczenia. Nie jest odporny na ciągłą pracę przy dużych prądach, które mogą powodować deformacje i zwarcia elektrod ołowiowych. Mają wysokie samorozładowanie. Można je ładować niewielkim prądem nieprzekraczającym 10% pojemności. Z tych powodów kwasowe akumulatory rozruchowe nie nadają się do zasilania silników na łodziach.

Obecnie produkowane są także kwasowe akumulatory tzw,. głebokiego rozładowania. Mają one najczęściej w nazwie określenie "marine" i są one bardziej odporne na rozładowanie. Przy odpowiednio starannym i rzadkim używaniu można je stosować na łodziach. Cena takiego akumulatora 12V/100Ah zaczyna się od 350 zł.

 

4. LiFePo4 - litowy (litowo-żelazowy-fosforanowy).

 

Są to akumulatory, które powinny przyczynić się do długo oczekiwanego rozwoju napędow elektrycznych, jeśli ulegną znacznemu obniżeniu ich ceny.

Akumulatory te cechują się bardzo dużą żywotnością cyklową przy głębokich rozładowaniach wynoszącą około 2 000 cykli przy rozładowanie do 80%. Ich waga i objętość jest ponad połowę niższa niż pozostałych typów, co przy wysokim dopuszczalnym rozładowaniu sprawia, że bateria akumulatorów LiFePo4 jest nawet cztery razy lżejsza i mniejsza.

Akumulatory te można ładować wysokimi prądami, rzędu 100% pojemności co daje bardzo krótkie czasy ładowania.

Niestety cena tych akumulatorów jest wysoka. Za akumulator 12V/90Ah musimy zapłacić sporo ponad 3 000 zł.

Ponieważ na łodzi (czy houseboat-cie) korzystamy z akumulatorów stosonkowo rzadko (niewiele ponad kilkadziesią cykli w roku) i niezależy nam, aż tak bardzo na miejscu i ciężarze stosowanie ich przy tych cenach nie jest ekonomicznie uzasadnione.

 

Pojemność akumulatora.

 

Pojemność akumulatora jest określana w amperogodzinach (Ah) prawie zawsze dla prądu C20.

Oznacza to, że akumulator odda nam swoją pojemność przy prądzie równym 1/20 pojemności w 20 godzin.

Np. jeśli akumulator TOYAMA NPCG100Ah będziemy rozładowywać prądem 100/20 = 5A to powinien on dostarczać ten prąd przez 20 godzin przy 100% rozładowaniu akumulatora. Oczywiście nie możemy tego zrobić gdyż 100% rozładowanie spowodowałoby uszkodzenie akumulatora.

Pojemność akumulatora jest ściśle związana z prądem rozładowania i tak nasz przykładowy akumulator 12V 100 Ah C20 przy prądzie C5 czyli 100:5 = 20A będzie miał pojemność tylko 80Ah, a dla prądu C1 tylko 52 Ah.

Zależność pojemności od prądu rozładowania dla ww. akumulatora przedstawia wykres u dołu strony.

 

Trwałość akumulatora.

 

Trwałość akumulatora jest najczęściej określana w latach. Dla dobrych, żelowych akumulatorów trwałość wynosi około 10 lat. Często po tym okresie można jeszcze akumulator używać lecz jego pojemność jest mała. Nie mniej ważnym parametrem jest trwałość cyklowa tzn. ile cykli ładowania i rozładowania wytrzyma akumulator bez dużego spadku jego pojemności.

Ile cykli powinien wytrzymać akumulator na łodzi: przy rzadkim używaniu - około 30 cykli w roku x 10 lat - 300 cykli; przy średnim - 600 cykli, przy bardzo częstym ponad 1000.

Trwałość cyklowa jest zależna od typu akumulatora i stopnia rozładowania. Zależność tą przedstawia wykres u dołu strony. Wynika z niego, że dla zachowania średniej trwalości cyklowej równej 600 cykli akumulator GEL możemy rozladowywać w 75%, AGM w 50%, a ACID tylko w 25%. Oznacza to, że akumulator ACID (kwasowy) musiałby mieć trzykrotnie większą pojemność (a także ciężąr i objętość) gdyż z akumulatora GEL 12V/100Ah będziemy mogli uzyskać 100x75% = 75Ah, natomiast akumulator ACID będzie musiał mieć pojemność aż 300Ah - 300x25% = 75Ah.

Jak z powyższego wyliczenia wynika stosowanie akumulatorów kwasowych ma sens tylko w przypadku rzadkiego używania.

W żadnym przypadku nie należy używać akumulatora jeśli napięcie na jego zaciskach jest niższe od 10,5V (dla akumulatora 12V). Takie napięcie świadczy o głębokim rozladowaniu akumulatora i dalsze jego uzytkowanie może spowodować uszkodzenie akumulatora, a na pewno bardzo duże zmniejszenie trwałości.

 

Jaki dystans przepłyniemy w zależności od prędkości.

 

Załóżmy, że dysponujemy akumulatorem żelowym TOYAMa NPCG100 oraz silnikiem z maximizerem o uciągu 55 lbs, przy którym pobiera prąd 50A, a nasza łódź płynie wtedy z prędkością 8 km/h.

Prąd 50A jest to prąd C2, przy którym pojemność akumulatora wyniesie 65 Ah. Chcemy mieć trwałość akumulatora 600 cykli, czyli rozładowanie może wynieść 75%. Mamy więc do dyspozycji 65Ah x 75% = 48,75Ah.

Przepłyniemy dystans 48,75/50x8 = 7,8 km. 

A teraz spróbujmy płynąć trochę wolniej z prędkością 6 km/h.

Dla łodzi na wodzie potrzebny uciąg silnika zależy aż w trzeciej potędze od prędkości. Czyli chcąc płynąć dwa razy szybciej nasz uciąg misi być większy aż 2x2x2 = 8 razy. Prąd pobierany przez silnik zależy prawie liniowo od uciągu czyli także musiałby być 8 razy większy.

Jaki prąd będzie konieczny dla prędkości 6 km/h? Wyniesie on 6/8 x 6/8 x 6/8 x 50A = 21A.

Dla tego prądu pojemność akumulatora wyniesie - 79 Ah czyli przepłyniemy 79 Ah x 75% / 21 x 6 = 16,9 km.

A gdy będziem płynąć dwa razy wolniej czyli 4 km/h. Prąd wyniesie - 4/8 x 4/8 x 4/8 x 50A = 6,25 A, a pojemnośc akumulatora - 98 Ah. Przepłyniemy dystans aż 98Ah x 75% / 6,25 x 4 = 47 km.! czyli aż 6 razy dalej.

Oczywiście powyższe wyliczenia są prawidłowe gdy płyniemy po stojącej wodzie i przy bardzo małym wietrze.