Veneen sähköt ja akusto. Akkujen valinta Lataus ja -laitteet Kaapelointi ja kytkentä Yleisimmät viat sähköjärjestelmissä

Transkriptio

1 Veneen sähköt ja akusto Akkujen valinta Lataus ja -laitteet Kaapelointi ja kytkentä Yleisimmät viat sähköjärjestelmissä

2 Akku Akku on laite, joka ladattaessa muuttaa sähköenergian kemialliseksi energiaksi ja purettaessa takaisin sähköenergiaksi. Täyteen ladatun lyijyakun hapon ominaispaino on 1,28 ja lepojännite 12,72 V. Kun ominaispaino on 1,20 akku on puoliksi ladattu, tällöin lepojännite on 12,24 V ero on vain 0,5 v. Tämä vaatii tarkkaa V-mittaria, jotta näin pienet jänniteerot näkyisivät. Akun varaustilan määrittely lepojännitettä hyväksikäyttäen on luotettava vain, kun akku on hyväkuntoinen. Tyhjän lyijyakun molemmat lyijylevyt ovat peittyneet lyijysulfaatilla ja ladattaessa katodi peittyy lyijyoksidilla ja anodi puhdistuu lyijymetalliksi.

3 Akkujen valinta Akku tyypit Tavallinen lyijyakku AGM-akku, suljettu lyijyakku Geeli- hyytelöakku (lyijyakku) Litium-ioni-akku Li-io Nikkeli-Kadium akku NI-Ca Nikkeli-Metalli akku NI-MH Litium-polymeeri akku LiPo

4 Lyijyakku Lyijyakku on akku, jonka elektrodeina on kaksi lyijylevyä ja elektrolyyttinä noin 37 % rikkihappoa. Lyijyakun kapasiteetti on tavallisesti 2500 Ah. Veneessä kannattaa käyttää vain paikallisakkuja tai trukkiakkuja, ne ovat rakenteiltaan samankaltaisia. Paikallisakut eivät kykene suuriin hetkellisiin virtoihin, mutta luovuttavat ladattua kapasiteettia (pieni purkausvirta) paremmin ulos kuin starttiakut

5 AGM-akku, suljettu lyijyakku Happoneste on imeytetty lasikuitukankaaseen. Huoltovapaa Kestävät tärinää Sallitaan myös jäätyminen Matala sisäinen purkaus, pieni sisäinen vastus Voidaan syväpurkaa (80%) noin 500 kertaa Ei akkuhappohöyryjä;

6 Geeli-akku, suljettu lyijyakku Huoltovapaa Hyvät syväpurkausominaisuudet Pieni itsepurkaus Kestävät tärinää Kestävät myös jäätymistä Hyvä pienille purkausvirroille Voidaan syväpurkaa noin 500 kertaa

7 NikkeliKadium akku Akkua voidaan ladata ja purkaa oikein käytettynä jopa 1500 kertaa Yhden akkukennon volttimäärä on yleensä 1.25V. (10 x 1,25 = 12 v akusto) Akku tulisi aina purkaa lähes tyhjäksi ns. muistiilmiö. Hyvä pakkasenkestävyys (antaa virtaa ulos pakkasella), akku ei purkaannu itsekseen käyttämättömänä NiCd akkussa ei ole uutena täyttä kapasiteettia. Ensimmäisellä kerralla sitä pitää ladata pitkään Täysi kapasiteetti saavutetaan vasta 2-3 lataus ja purku kerran jälkeen. Kapasiteetti vähenee käytön ja latausten myötä. Kadium (Cd) on ympäristölle ja ihmisille erittäin vaarallinen myrkky

8 Litium-ioni akku Etuja ovat akun keveys, reilusti suurempi kapasiteetti verrattuna NiCd ja NiMH akkuihin sekä varsin huoleton lataus eli akun ei tarvitse olla täysin tyhjä ennen latausta Akkua voidaan ladata ja purkaa tyypillisesti kertaa Pakkasessa toimivuus ei kovin kehuttava. Sen sijaan akku ei purkaannu itsekseen kovin paljon, joten käyttämättömänä se säilyttää varauksensa varsin pitkään (n. 1-2% / kuukausi). Kapasiteetti on heti käytössä ja se alkaa vähetä hiljalleen ensimmäisestä latauskerrasta lähtien. Kallis esim. Mastervolt 24 V 160 Ah 6000,- Mitat: 623x199x345 mm paino 50 kg

9 Akkujen kapasitetti Ah Ah = Ampeeritunti, esim. 100 Ah = 1A 100 tuntia tai 10A 10 tuntia on teoriittinen, mutta vain noin 60 % on käytettävissä eli 60 Ah Lataus 100 Ah tyhjä akku 10 A virralla, kestää lataus 12 tuntia akun 80% kapasiteetin saavuttamiseen. 100 Ah x 80% / 10 A = 8 tuntia Jos halutaan ladata esim. 95% kapasiteettiin asti, tarvitaan tähän aikaa lisää: 1,4 x 100 Ah x (95% -80 %) /10 A = n. 2 h 15 min Yhteensä latausaika olisi siis = 11 tuntia Yleensä akkua ei saa ladattua täyteen (paitsi uuden akun). Purkaus 12 V Akun voi purkaa ilman, että akku vioittuu n. 60 % eli napajännite kuormitettuna 10,2 V 100 Ah x 0,6 = 60 Ah eli 10 A 6 tuntia, esim. jääkaappi ottaa noin 5 A ja käy ½ ajasta, eli 100 Ah akku kestää 100x0,6/(5x0,5) = 24 tuntia

10 Akkujen lataus veneessä Laturi(t) moottorissa Maistaotto laturi Aurinkopaneelit Tuuligeneraattori Laahusgeneraattori Diesel-generaattori Polttokenno Metanolilla toimiva polttokenno NASA

11 Laturi moottorissa Teho on valittava akusto kapasiteetin mukaan ( A) Lisä laturi, etenkin jos akustoja on useita tai/ ja kapasiteetti suuri Jakodiodi+ jänniteanturi käyttöakkuun Latausrele A Lataussäädin?

12 Maistaotto laturi Latauskäyrä väh. 3 portainen Kolme erillistä latauspiiriä (3 akustoa) Syöttöjännite V Suojaeristetty Hiljainen ääni

13 Aurinkopaneelit Monikidepaneeli Tehoa n. 200 W, 16 A, on 1,8 m2 Lataussäädin kolme eri lataustoimintoa: maksimitehopisteen seuranta (MPPT), ylläpito- sekä teholataus Kytkentä vain yhteen akustoon

14 Tuuligeneraattorit Tehot W 5 10 A Lataussäädin Kytkentä vain yhteen akustoon Pitää ääntä Kiinnitettävä huomiota asennukseen

15 Laahusgeneraattori Hyvä isoilla vesillä Nopeuden pudotus vähäinen Hankala käyttö Hyvä tuotto 6 solmua / 8 A Hinausköysi potkuri pituus 15 m Lataussäädin Vain yhteen akustoon

16 Diesel-generaattori Hyprid-generaattori GPX-5 Mastervolt Generaattori Invertteri Laturi Mitat 500x450x650mm Paino 80 kg Teho 2kW 230 V /12 Silent-dieselgeneraattori Pieni koko, vesijäähdytys Kallis, mutta tehokas Luo mahdollisuuden verkkovirta työkaluille ja laitteille

17 Polttokenno Äänetön Kallis Polttoaine metanoli, on palovaarallinen, myrkyllinen ja suhteellisen kallista Pitkä käyttöikä Vähän laitteita markkinoilla

18 Sähkön kulutus Esimerkkinä muutamien laitteiden noin-tehoja 12 V: * kulkuvalot 10 W kpl, 0,8 A (3 x 0,8 A = 2,4 A,10 h 24 Ah) * VHF-radiopuhelin 15 W, 1,2 A * elektroniset mittarit 2 W kpl * puhallinlämmitin 60 W, 5 A * Isotherm-kylmäkompress. 75 W, 6,2 A * painevesipumput 85 W, 7 A * tutka W, 3,75 6 A * sisävalot W kpl, 0,4 0,8 A * GPS-navigaattori 4 W, 0,3 A * Karttaplotteri W, 1,6 3,0 A * autopilotti W, 1,6 10 A Tehot ovat vain suuntaa antavia

19 Akkujen asennus Asennuspaikka ei saisi olla pilsissä Kiinnitys, niin että veneen voi kääntää ylösalaisin Jos akut eivät ole suljettuja, ilmanvaihto tulee huomioida (vetykaasua). Akkukaapelit mitoitettava ja suojattava mekaanisesti niin hyvin kuin mahdollista, ettei oikosulun vaaraa ole.

20 Laturin kytkentäkaavio

21 Akuston kytkentäkaavio

22 Kytkentälaitteet Kaksi saman suuruista käyttöakustoa (esim.2x200 Ah) Pääkytkimet 3 4 kpl, virtakestoisuus 150 A jatkuva, hetkellinen A Pääsulake 100 A (ns.kahvasulake) Purkauksen ja latauksen näyttävä mittari 30 A (shuntti 30A/60mV) 30 0 Kaikki akkukaapelit poikkipinnaltaan 35 50mm2 (MKEM erittäin hienosäkeistä) Kaikki liitokset käyttäen kaapelikenkiä (puristettavia) Kannattaa harkita myös 24 V järjestelmää

23 Kulutus-/Latausmittaus Asteikko A Lukematarkkuus n.1a Koko 96 x96 mm tai 72x72mm Shuntti 30 A / 60 mv Näyttää kulutuksen ja latauksen akuista

24 Yleisimmät viat veneen sähkölaitteissa Liitokset hapettuneet Kytkennät ilman liittimiä, kaapelikenkä,riviliitin Johtojen eristys on viottunut Johtojen mekaaninen kiinnitys Kytkentäkaavio on tarpeellinen Yleismittari hyvä varuste Ylimääräinen akku (ei saa olla kytkettynä mihinkään) hyvä varuste Ohuet, hapettuneet tai huonosti kytketyt johtimet, vialliset pääkytkimet alentavat jännitettä ja heikentävät lataustehoa

25 Kiitos vastaan mielelläni kysymyksiin