Strøm skaper spenning

Strøm skaper spenning

STRØM FOR DUMMIES

Strøm skaper spenning

TEKST OG FOTO: TROND J. HANSEN

HVA ER EGENTLIG ELEKTRISITET
Dette med strøm er egentlig ganske diffust, men enkelt sakt er det energi. Innen elektrisitet vil vi stadig møte på begrepene strøm, spenning og effekt. Spenning måles i volt (V), strøm i amper (A) og effekt i watt (W).
For å forklare hva dette er, kan vi bruke et kar med vann som bilde. Vannet representerer energi der det ligger, gjerne kalt stillingsenergi. Slipper vi vannet ut gjennom en kran i bunnen, forvandles denne energien til bevegelsesenergi, som igjen kan utføre et arbeid – som å drive et maskineri koblet til en skovelhjul. Vanntrykket i karet kan vi kalle spenning. Jo høyere vannstanden er, desto høyere er ”spenningen” nede ved kranen. Når vi åpner kranen, trykkes vannet ut i en strøm. Dess høyere vannstand (spenning), dess kraftigere trykkes vannstrømmen ut av kranen. Når vannstanden synker, avtar kraften (effekten) i vannstrålen fordi strømmen blir svakere. Åpner vi kranen mer, får vi større strøm, men da vil vi raskere bruke opp vannet (spenningen synker). Når karet er tomt kan vannet ikke lenger utføre arbeid. Fyller vi derimot på med vann kan arbeidet fortsette. På samme måte er det med batteriet. Batteriet fylles opp ved at det lades, enten med dynamo når motoren går eller med en batterilader tilkoblet nettspenning (220 volt). Når batteriet ikke er under lading er det om å gjøre å begrense uttaket fra batteribanken. På samme måte som i en vanlig bank. Fyller vi ikke opp kontoen vil det snart være slutt på moroen.
BATTERIET
Batteriene er selve energi-hjertet om bord i en båt. Som med vårt eget hjerte må det stelles pent med. Et batteri er satt sammen av flere celler – et batteri. I hver celle er det porøse blyplater som i en reaksjon med svovelsyre og vann lagrer strøm. Hver av cellene har ideelt sett en spenning på 2,13 volt, og en 12 volt batteri er satt sammen av seks celler. Et friskt batteri har altså en spenning på cirka 12,8 volt. I kalde omgivelser vil spenningen være lavere, og batteriets kapasitet vil også bli dårligere.
Batteriets kapasitet måles i ampértimer (Ah). Har du et 100 Ah batteri vil det altså holde i 10 timer dersom du har et forbruk på 10 ampér. Vi skiller mellom startbatteri og forbruksbatteri. Startbatteriet gir mye energi på kort tid, siden det trengs mye kraft for å drive startmotoren. Forbruksbatteriene er basert på mindre utlading over lengre tid. På dagens båter er gjerne flere forbruksbatterier koblet sammen, til en batteribank. Det vanlige er at de er parallellkoblet. Det vil si at + pol er koblet mot + pol og – poler til hverandre. På denne måten blir kapasiteten doblet. To 120 Ah batterier koblet sammen vil følgelig gi 240 Ah. De aller fleste båter bruker 12 V batterier. Seriekobles to batterier, altså + pol mot – pol, vil to batterier gi 24 volt spenning. To 12 volt batterier på 120 Ah som seriekobles vil altså bli til et 24 volt batteri på 120 Ah. De fleste båter har en bryter, en vender, som skiller startbatteri og forbruksbatteri. Ved lading får alle batteriene vanligvis tilført energi. Startmotoren trekker bare strøm fra startbatteriet, men brukes ikke til forbruk.
HVOR MYE STRØM KAN JEG BRUKE?
Det en enkel formel vi kan bruke for å beregne hvor mye strøm vi har til disposisjon, eller til å finne ut hvor stor batteribank vi trenger. Den lyder slik: P = U x I, hvor P er effekt (watt), U er spenning (volt) og I er strøm (ampér). Snur vi på formelen blir den I = P ÷ U. Det første du må gjøre er å beregne hvor mange watt du bruker. Som eksempel kan vi si at vi bruker 8 lamper hver på 10 w, et kjøleskap på gjennomsnittlig 40 w og et TV-apparat på 60 w. Forbruket er altså totalt 180 w. Vi setter dette inn i formelen, og får dette regnestykket: I = 180 w ÷ 12 V = 15 ampér. Sier vi at vi har dette forbruket i 5 timer, har vi et forbruk på 15 ampér x 5 timer = 75 ampértimer. I løpet av denne tiden har vi dermed brukt opp halvparten av et batteri på 150 Ah. Regnestykket illustrerer at dersom vi ikke har tilgang på lading, så må vi begrense forbruket. Du kan selv sette opp ditt eget regnestykke for å beregne hvor lenge du har strøm. Lurer du for eksempel på om du kan kjøre dieselvarmeren hele natten, kan du gå inn i instruksjonsboken for å se hvor mye strøm den trekker og multiplisere med antall timer den står på. Husk bare at batteriet ikke skal tappes helt ned.
ENERGIØKONOMISERING
Vi kan spare utrolig mye strøm ved litt enkel energiøkonomisering. Slå alltid av kartplotter og annen elektronikk når du ligger til kai. En radio bruker mye mindre strøm enn en CD-spiller. Likeledes bruker en kjøleboks mindre strøm enn et kjøleskap, hvor kulden ”ramler ut” når du åpner døren. Et lite triks er å fryse juicekartonger i fryseren før du drar på tur (eller hos kjøpmannen på kaia). Da holdes kjøleren kald uten at det brukes strøm. Lad gjerne laptop, mobiltelefon og lignende når du har landstrøm eller går for motor. Spesielt mye er det å spare på å skifte lampene med LED-belysning, som bare bruker en tiendedel av strømmen. Tar vi regnestykket ovenfor, men har en økonomisk kjøler og skifter interiørlampene med LED får vi dette regnestykke: 8 LED-lamper på 1 w, kjøler på 20 watt og beholder Tv-en på. Det blir til sammen et forbruk på 88 w, som vi setter inn i formelen. I = 88 w ÷ 12 volt = 7,33 ampér. På fem timer blir det knapt 37 Ah, altså bare halvparten. Du har følgelig strøm dobbelt så lenge. Og tenkt hva du sparer om du leser en bok i stedet for å se på TV!
VOLTMETER OG ANDRE INSTRUMENTER
De aller fleste båter er utstyrt med et voltmeter. Dette forteller mye om hvor mye strøm du har igjen, og også om batteriets tilstand. Et fullt oppladet batteri har en spenning på knapt 13 volt. Ved cirka 12,3 V er det halv kapasitet. Viser instrumentet 12,0 V er det 1/3 igjen, og batteriet må lades umiddelbart. Skulle det vise 11 V, eller lavere, er batteriet flatt eller ødelagt. Dette er ved ”hvilespenning”. Når det er forbruk vil spenningen synke til 11,5 – 12 volt. Ved kraftig belastning, som ved bruk av ankerspill, vil spenningen kanskje synke helt ned til 10, 5 V, men skal etter bruk gå opp til normal spenning. Under lading vil voltmeteret vise fra 13,5 V når ladingen starter og opp til 14,4 V når det er fullt.
I tillegg til voltmeteret finnes det mer avanserte instrumenter til overvåking av batteriene. Blant annet har svenske Odelco et instrument de kaller ”Batt-Meter”. Dette er et instrument som viser ”alt”: batterispenning, strøm til og fra batteri, forbrukt ampértimer siden sist lading, hvor mye som er igjen på batteriet – både i prosent og hvor lenge det vil vare med aktuelt forbruk. Du vil med andre ord ha full oversikt over strømmen om bord. Pris cirka kr 3000,-. Det finnes også andre leverandører av tilsvarende instrument. ”Secure Volt” er en norskprodusert sak, som fungerer slik at det kutter strømmen dersom du bruker for mye. På den måten blir ikke batteriet tappet helt ned, og du vil alltid ha nok kapasitet til å få start på båten. Pris cirka kr 1.300,-.
VEDLIKEHOLD AV BATTERIET
Batteriene krever vedlikehold for at det skal yte maksimalt, og for at det skal vare lenge. Med jevne mellomrom rengjøres polene og settes inn med batterifett. Du må kontrollere at det har nok vann, noe du gjør ved å skru opp proppene til hver celle. Vannet skal stå cirka centimeter over blyplatene. Er det for lite vann etterfylles med rent, destillert, batterivann. En syremåler viser tilstanden til batteriet. Det er en pipettelignende glasskolbe hvor syren i batteriet suges opp. Dette kalles syrevekt, og den skal være på cirka 1,28. På enkelte syremålere viser den ”good”, ”fair” og ”recharge”. Husk at syren er svært etsende, og må ikke komme på huden. Et batteri er spesialavfall, og må aldri kastes på sjøen når det skiftes ut. Det finnes lukkede, vedlikeholdsfrie batterier på markedet. Batteriet bør lades med jevne mellomrom. Motorens dynamo gir gjerne ikke en fullgod lading, så batteriet bør jevnlig toppes med en batterilader. Kjøp ikke de billigste modellene som ”koker” batteriet, men skaff deg en god, elektronisk lader. Båtutstyrsbutikken vil hjelpe deg med å finne den modellen som er riktig for ditt bruk.
INVETERE
For å få tilgang på 220 volt når du ikke ligger tilkoblet landstrøm er det vanlig å bruke en inverter – altså en sak som omformer 12 volt likestrøm til 220 volt vekselstrøm. Slike omformere kommer fra 150 w og oppover. De minste er grei nok til lading av mobiltelefoner og mindre apparater. Har du laptop bør du opp i en 300 w, og enda større om du har DVD-spiller og TV. Til ømtålige apparater anbefales de mer kostbare sinus-invertere, som gir en jevnere spenningskurve. Husk å beregne inverteren inn i strømforbruket. Som eksempel bruker en laptop rundt 70 w under lading.
LEDINGER OG SIKRINGER
De fleste av oss ettermonterer etter hvert mye utstyr i båten. Det er viktig at dette gjøres på en forsvarlig måte. Alle ledninger skal sikres og det er viktig å bruke ledninger som er tykke nok. Til hjelp kan du bruke formelen vi tidligere har brukt. Monterer du et apparat på 100 w, vil du komme til at dette trekker 8,3 ampér. Du må da sikre den med en 10 ampér sikring. Ledningene er dimensjonert for å tåle en viss strømmengde. Betegnelsen for ledninger er kvadratmillimeter (mm²). En 1,5 mm² ledning, tåler 10 ampér, en 2,5 mm² ledning 16 ampér osv. Er ledningene lange oppstår spenningsfall, og du må gå opp på kabeltykkelsen for at apparatet skal få nok strøm. Dersom du bruker for tynne ledninger eller for store sikringer kan det oppstå brannfare. Siste oppfordring er å holde orden i sikringsskap og i ledningssystemer. Merk gjerne alle kursene, slik det er i sikringsskapet hjemme.
DETTE BØR DU HA OM BORD
For å montere ekstrautstyr, vedlikeholde batteri og kontrollere det elektriske anlegget i båten, er det en del ting du til enhver tid bør ha om bord. Et multimeter til å måle strøm og spenning med. Brukes også til feilsøking på det elektriske anlegget. Til vedlikehold av batteriet bør du ha en syrevekt, fett til å smøre batteriets poler med og rent batterivann. Det er også greit å ha en egen flaske med helletut, for det blir lett griseri om du skal helle rett fra flasken. Du må ikke glemme å ha et utvalg av sikringer. Lag deg gjerne et lite skrin med litt ekstra ledninger, kabelsko og slikt. Det kan i tillegg være kjekt å ha en god kabelskotang og en tang til avisolering av ledninger.
NYTTIGE BØKER
”Strøm om bord” av Jon Winge
”Elektrisitet i båten” av Pat Manley. Oversatt av Jon Winge ved pegasus forlag as.