17 juni, 2011

Så sköter du batteriet – båtens hjärta

Batterier spelar en allt större roll i vår vardag och är mer eller mindre en förutsättning för ett bekvämt och bekymmersfritt liv. Många känner säkert igen frustrationen som ett oväntat batteriproblem för med sig och därför lönar det sig att ägna lite tid åt batterierna – både när man skall köpa nya eller sköta om dem man har.

Inte minst gäller detta inom fritidssektorn, men nu finns även skräddarsydda batterier för marint bruk som ger en trygg och säker elförsörjning under båtsemestern. Dessa batterier delas in i grupper med speciella egenskaper för att tillgodose de särskilda krav som olika användningsområden ombord på båtar ställer.

Det betyder i och för sig att valet av batteri vid inköp blir något mer komplext. Men lägger man ner lite möda på en analys av båtens elektriska system och samtidigt kartlägger på vilket sätt batterierna kommer att användas, så kan man välja batterier som exakt passar till de specifika behoven i varje enskild båt.

Val av batterityp
Principiellt finns det tre olika typer av batterier som är optimerade för att leva upp till de krav som olika användningssätt innebär, nämligen;

• Batterier för motorstart, vilket innebär att batteriet skall leverera hög ström under kort tid (startögonblicket). När motorn väl är igång belastas inte längre batteriet av strömuttag. Vid den här typen av användning skall man välja batterier av starttyp.

• Batterier för både motorstart och förbrukning, alltså en dubbel (Dual) funktion, vilket innebär att batteriet måste kunna leverera en hög startström samtidigt som det också skall klara av att utsättas för upprepade urladdningar. I det här fallet väljer man batterier av allroundtyp för att klara både start och cykling.

• Batterier för förbrukning, vilket innebär att batterierna används för strömförsörjning av elektriska installationer som förbrukar mycket ström. Batterierna är ofta placerade i speciella batteribankar och kommer att utsättas för stora strömuttag och upprepade djupa urladdningar. I den här typen av användning skall man använda batterier som är speciellt utvecklade för cykling, det vill säga drift som medför frekventa i- och urladdningar.

För att avgöra vilken typ av batteri som är den optimala lösningen skall man utgå från hur båtens elektriska system ser ut enligt nedanstående princip där vi delar in det i fyra olika grupper och där var och en av grupperna kräver sin egen batterilösning:

Alt 1. Enbart motorstart
Båtar där batteriet endast är avsett för motorstart, och där ingen utrustning behöver strömförsörjas under perioder när båten inte används.

Alt 2. Motor och utrustning på samma batteri
Båtar som har gemensamt batteri för både startmotor och förbrukning.

Alt 3. Motor och utrustning på olika batterier
Båtar som har två separata batteribankar, en för start och en för förbrukning.

Alt 4. Motor + utrustning + extra utrustning
Båtar som, förutom två separata batteribankar i likhet medalternativ 3 ovan, även har batterier installerade för andra utrustningar som till exempel elektriska vinschar, propellrar och trålmotorer..

Val av batteriteknologi

Batterier som tillhör en viss typ, start, allround eller cykling, är optimerade för att leva upp till de krav som ställs på batteriet i den aktuella applikationen, men det finns ändå skillnader mellan batterier inom var och en av typerna som beror på att de kan byggas i olika teknologier, nämligen:

• Standard, batterier med fri flytande syra
• AGM, batterier med syran uppsugen i separatorer och plattor
• Gel, batterier med syra i geléform

Den teknologi som batteriet byggs i påverkar batteriets prestanda på olika sätt eftersom varje teknologi har sina möjligheter och begränsningar. Exempelvis är gelteknologin överlägsen gentemot standard- och AGM-batterier för cyklingsändamål. Däremot har gelbatterier sämre startkraft än standard- och AGM-batterier och bör därför inte användas i installationer med motorstart. Det betyder att man för start- och allroundinstallationer kan rekommendera två teknologier, standard och AGM, medan man för installationer som kräver cyklingsbeständiga batterier kan välja mellan tre teknologier: standard, AGM och gel.

Val av batteristorlek

Normalt har vi vant oss vid att välja batteri utifrån Ah-talet, men för installationer där batteriet används i cyklisk drift ger detta mått egentligen en ganska så begränsad vägledning. Anledningen är att Ah-talet som anges på etiketten är den maximala strömmängd som går att ta ut ur batteriet. Men eftersom man, för att få en bra livslängd på ett batteri som cyklas regelbundet, måste begränsa urladdningsdjupet, och denna begränsning dessutom är olika för olika batteriteknologier, så blir Ah-talet till liten hjälp vid val av batteristorlek.

Ett betydligt bättre sätt att avgöra vilken storlek på batteri som behövs är att utgå från båtens elektriska strömbehov och välja batteri utifrån det enligt följande princip.

Räkna ut det totala energibehovet i Wh (Watt-timmar) som batteriet behöver kunna leverera mellan två uppladdningar genom att beräkna energiförbrukningen för varje enskild utrustning för sig och därefter summera dessa resultat.

Wh beräknas som effekt gånger tid, till exempel kräver en 15 W lampa som lyser i 4 timmar 15×4 = 60Wh och ett 200 W kylskåp som går 2 timmar 200×2 = 400Wh..
Man får fram det totala energibehovet genom att summera de olika utrustningarnas energibehov plus att göra ett tillägg på cirka 20% som säkerhetsmarginal ifall strömuttaget skulle bli större än planerat.

När man sedan väljer batteri skall Wh-angivelsen på batteriet svara mot det beräknade energibehovet.
Är tex energibehovet 1350 Wh kan man antingen välja ett batteri med märkningen 1350 Wh eller flera mindre batterier som tillsammans täcker behovet, till exempel 3 stycken med vardera 450 Wh (3×450 = 1350). Observera dock att när man kombinerar batterier är det viktigt att de är av samma typ och storlek.

När man väljer ett batteri med Wh-tal angivet på etiketten så anger det den energimängd som regelmässigt kan urladdas ur batteriet. Det är detta som är orsaken till att man till exempel kan urladda 900Wh ur ett 80Ah gelbatteri men bara 350Wh ur ett 80Ah allroundbatteri. De olika urladdningsdjup som man kan tillåta sig för olika batteriteknologier gör att den praktiskt användbara energin som finns tillgänglig i två batterier med samma Ah-tal kan avvika markant.

Märkningen på etiketten motsvarar att strömuttaget skall ske fördelat under cirka ett dygn eftersom 20 timmar är standardiserad urladdningstid för den här typen av batterier. Vid framför allt snabba urladdningar med höga strömmar minskar den tillgängliga kapaciteten, vilket man måste ta hänsyn till vid dimensioneringen.

Tabellen nedan visar den faktor man bör multiplicera den beräknade energin med om urladdningstiden avviker från 20 timmar. Det vill säga att om man till exempel behöver 1000 Wh för en urladdning som sker under 3 timmar så skall man välja batteri så att man får 1,4×1000 = 1400Wh.

För batterier av starttyp är det startkraften som är den viktigaste egenskapen eftersom den visar hur mycket ström som batteriet kan leverera vid låga temperaturer. För båtbatterier använder man sig av standarden för så kallad MCA-ström, som är den ström batteriet lämnar för motorstart vid 0°C.

Mer information om Exide Technologies finns på www.tudor.se och www.exide.nu