Det perfekte strømanlegg

Det perfekte strømanlegg

Tekst: Hans Due
Foto: Rohny Kristensen og Hans Due

Det elektriske systemet i båten kan deles i fire grupper. Den gruppen som lager strøm, den delen som tar vare på strømmen(batteriene), den gruppen som bruker strøm og den gruppen som transporterer strømmen. Alle gruppene bør passe sammen, men den gruppen som bruker strøm, må ikke være kraftigere enn de andre, mens det motsatte godt kan være tilfellet.
Gruppen som lager strøm:
Generator (dynamo)
Laderegulator
Batterilader
Gruppen som tar vare på strømmen:
Startbatteri
Forbruksbatteri(er)
Returstrømbryter
Gruppen som bruker strøm:
Koblet til startbatteri:
Starter
Trimplan og powertrim
Ankervinsj
Baugpropell
Koblet til forbruksbatteri:
Motorinstrumenter
Lanterner og innebelysning
Varmeapparat
Kjøleskap og kokeapparat
Navigerings- og kommunikasjonsutstyr
Pumper
TV og stereoanlegg
Gruppen som transporterer strøm:
Kabler
Sikringer
Koblingsskinner
Brytere

Batterier

Batteriene i en båt er nesten bestandig blyakkumulatorer. En familiebåt som brukes til overnatting, bør aldri ha mindre enn to batterier. Det ene brukes til elektriske innretninger som står på mye og ofte over lengre tidsrom, som f.eks. kjøleskap, belysning og lanterner, VHF, kokeapparat, varmeapparat og pumper.
Det andre batteriet kobles til innretninger som krever mye strøm over korte tidsrom som f.eks. starter, baugpropell, ankervinsj og lyskaster. Ideelt sett burde det første batteriet være av en type som tåler dype utladninger og det andre av typen som gir mye strøm over korte perioder. Men laboratorieteorier og båtbruk går svært dårlig sammen. I realiteten vil du aldri kunne lade opp batteriene slik det egentlig skal gjøres, med lite strøm over et langt tidsrom.
På en helgetur med maksvær har du kanskje bare to timers gangtid fra drømmehavna og hjem søndag ettermiddag, og da er det om å gjøre å utnytte denne tiden fullt ut for at batteriene skal komme opp og stå igjen. For det er viktigere at batteriene er mye oppladet enn at ladeforløpet har gått teoretisk riktig for seg. Derfor velger vi startbatterier både til forbruk og start. De tar imot mye ladestrøm, fordi den indre motstanden i batteriene er liten.

Batterikapasitet

Kapasiteten på batteriene bestemmes av det forventede forbruk, og her har hver enkelt båtbruker en regnejobb. Vi gir deg et eksempel under avsnittet om de som forbruker strøm. Husk at du så å si aldri vil oppnå 100 prosent oppladede batterier, og når kapasiteten på batteriet kommer ned mot 40 prosent av oppgitt kapasitet, vil det i praksis være nesten "flatt".
Hvis vi tar utgangspunkt i et 120 Ah. batteri, vil du i gunstigste fall oppnå 90 prosent kapasitet etter lading. Det vil si at du har 108 Ah til rådighet. Men når batteriet når 40 prosents kapasitet, er det ikke stort mer å hente. Med andre ord har du bare 60 Ah du kan utnytte fullt ut. Den ideelle batteri-banken i en familiebåt er derfor et startbatteri på 75 Ah, pluss tre 120 Ah. forbruksbatterier som er parallellkoblet.

Lading

Generatoren (dynamoen) er hjertet i det elektriske anlegget. Den drives av motoren via en kilerem. Generatoren produserer strøm som pumpes inn i batteriene. De elektriske apparatene ombord henter strømmen fra batteriene som gradvis tømmes. Generatoren lader opp batteriene kun den tiden som motoren går, hvilket kan være ganske kort tid. Derfor må generatoren produsere mye strøm(ampére) over et kort tidsrom.
Strømmen som kommer fra generatoren skal gjennom en kabel før den kommer til batteriet, og fordi det er mye strøm som skal passere på kort tid, må det være god plass i kabelen. Den må være tykk med et kabeltversnitt på minst 16 mm². I tillegg må det være et stort nok "trykk" på strømmen til at det skal være mulig å fylle opp hele batteriet. Trykket kaller vi spenningen.

Spenning

Dette "trykket" måles i volt. En spenningsregulator sørger for at det er nok "trykk" på strømmen. Alle generatorer er utstyrt med en spenningsregulator, men denne måler som regel kun spenningen (voltstyrken) på generatoren. Selv om du bruker skikkelig feite og korte kabler fra generator til batteri, vil trykket (altså voltstyrken) reduseres på veien. Det beste er derfor om regulatoren kan føle spenningen på batteripolene. Da må du sannsynligvis anskaffe deg en egen spenningsregulator. (Flere motorprodusenter har etter hvert skjønt dette, og utstyrt generatoren med en egen senseledning som man kobler til batteriet slik at regulatoren kan føle ladespenningen på batteripolene)
Det som skjer når batteriet lades opp er en kjemisk reaksjon. Kjemiske reaksjoner går raskere når det er varmt enn når det er kaldt, og derfor må trykket (voltstyrken) økes ved lavere temperaturer for at den kjemiske reaksjonen i batteriene skal være den samme. Moderne spenningsregulatorer måler også temperaturen på batteriet og justerer spenningen etter det. Ideelt skal ladespenningen ligge på 14,4 volt ved 20C. Blir spenningen høyere over et lengre tidsrom, vil vannet i batterisyren bli borte og batteriene kan bli ødelagt.
Generatoren må kunne produsere strøm nok til å fylle opp batteriene. Det betyr at dersom du har batterier med stor kapasitet, må generatoren kunne produsere tilsvarende for å kunne fylle opp batteriet på kort tid. En tommelfingerregel er at en generator bør kunne produsere en ladestrøm på 35- 50 ampére pr. batteri.

Batterilader

Det er ikke sikkert at motoren i båten din går lenge nok til å klare å lade opp batteriene tilstrekkelig. Derfor investerer mange i en batterilader som de kan koble til landstrøm når de kommer i havn. Den virker på samme måte som generatoren i båten, men her er det altså 220 volt vekselstrøm som gjøres om til likestrøm med en spenning på fra 14 volt og oppover. En slik lader gir ikke samme strømstyrke som en generator, men så har den da også som regel adskillig bedre tid på seg til å lade opp batteriene, og ladeforløpet blir mer riktig i forhold til laboratorieteorien.
Et toppladet batteri har en hvilespenning på 12.72 volt. Men et batteri blir over lang tid utladet, selv om det ikke er koblet til noen forbruker (selvutlading). En moderne batterilader vil derfor legge en spenning på 13,3 volt på batteriet for å hindre selvutlading, såkalt vedlikeholdslading.

Brukerne

Elektriske apparater trekker strøm fra batteriene så snart et apparat er i bruk. Hvor mye strøm, avhenger av hvor lenge de er i bruk og hvor mange watt de trekker. Vi lager et eksempel på en kjølig og regnfull sommerdag/kveld hvor mesteparten av tiden tilbringes under kalesje eller dekk. Vi lar to lysstoffrør og to glødelamper lyse i fire timer. VHF'en står på lytting. Kjøleskapet står på, men døren blir sjelden åpnet og det går dermed på sparebluss. Vi lytter til musikk eller radio et par timer, og har reise-TV'en på et par timer. Det er småkaldt, så varmeapparatet går i fire timer.
Regnestykket går ut på å finne ut hvor mange watt hver enkelt elektrisk innretning trekker og så dividere med voltstyrken, som for de fleste fritidsbåters vedkommende er 12 volt. Da får man ut strømstyrken i ampére. Dette multipliseres med antall drifts-timer, og man får forbruk i ampéretimer (Ah).
Husk at de aller fleste batterier som sitter i båt og bil er av en type som benevnes C20. Det angir den maksimale belastning som batteriet tåler, hvis antall ampéretimer som er oppgitt på batteriet, skal gjelde. For å finne denne belastningen, deler vi i dette tilfellet antall ampéretimer på batteriet med 20 og får 6 ampére. Overskrides denne strømstyrken, faller kapasiteten på batteriet drastisk.

Regnestykket:

Hvordan regne ut hvor mange amperetimer (Ah) forbrukeren trekker. Her er et eksempel:

2 stk. glødelamper á 25 watt lyser i fire timer:

(

25 w x 2

) x 4 = 16,7 Ah

12 v

Hvis man har ett 120 Ah.batteri til forbruk, vil det batteriet være ganske flatt etter et døgns bruk når vi tenker på at vi i realiteten kun har 60 Ah. til effektivt bruk.

Kabler og koblinger

Kablene som strømmen skal transporteres gjennom, må være tykke nok til at strømmen kan passere uten for stor motstand. Er du i tvil om størrelsen på kabelen, velg en tykk en! Husk at det ikke bare er mengden strøm som skal transporteres som bestemmer tykkelsen på kabelen, men også hvor lang kabelen er. Kabeltversnittet måles i kvadratmillimeter (mm²). Her er noen miniumumstykkelser på kablene til de vanligste elektriske innretningene i en båt:

To feite kabler fra batteriene bør gå til en koblingsskinne (se ill.) Ingen andre kabler kobles til batteripolene, men alt annet forbruk fordeles fra koblingsskinnen. På den måten behøver man aldri å rote med skiftenøkler og annet metallverktøy i nærheten av batteriet. Det er nemlig flere eksplosjoner som har sin årsak i gnister fra kortslutninger og knallgass fra batteriene.
Bruk også skikkelige kabelsko for best mulig kontakt. Mellom batteriet og koblingsskinnen monteres en hovedstrømsbryter på plusskabelen (den røde), mens minuskabelen(den sorte) går rett til koblingsskinnen. På batterisiden av denne hovedstrømbryteren kan du koble en elektrisk lensepumpe, slik at den virker selv om all annen strømforsyning til båten er koblet ut. Fra koblings-skinnen går det kabler videre til ladestrømsregulator, sikringspanel og til "tunge" brukere som baugpropell og ankervinsj.

Diodebro eller batterivender

De fleste elektriske båtanlegg med mer enn ett batteri er utstyrt med en batterivender som gjør at du enten kan slå av strømmen til og fra batteriene, koble inn det ene batteriet, det andre eller begge på en gang. Dette er den sikreste løsningen, for da kan du bruke startbatteriet til lanterner og VHF dersom forbruksbatteriet er tomt og du har fått motorstopp. Men batterivenderen krever at du husker den, slik at du skrur over til begge batterier når motoren går og du skal lade, og skrur over på forbruksbatteriet så snart motoren stoppes.
En diodebro fordeler strømmen fra generatoren og ut til batteriene, men sørger for at strømmen i startbatteriet ikke renner over til forbruksbatteriet etter hvert som dette tømmes. Her behøver du med andre ord ikke huske på hvilket batteri som er innkoblet til en hver tid. Men startbatteriet er kun tilkoblet starter, baugpropell og ankervinsj, og skulle uhellet være ute, må du ned i maskinrommet og koble om kabler for å kunne bruke nødstrømmen.

BILDETEKSTER:
1.
PERFEKT: Slik skal strømanlegget ombord kobles. Øverst de "lette" brukere som kobles til forbruksbatteriet. 1) Varmer 2) Kokeapparat 3) VHF 4) Kjøleskap 5) Mobiltelefon 6) TV 7) Glødelampe 8) Radio/stereoanlegg 9) Lysstoffrør.
Nederst de "tunge" brukere som kobles til startbatteri. 10) Ankervinsj 11) Baugpropell 12) Startbatteri 13) Starter 14) Batterilader for landstrøm 15) Skillediode for ladestrøm 16) Generator 17) Laderegulator 18) Forbruksbatteri 19) Lensepumpe.

2.
To feite kabler kommer rett fra batteriet og opp til en koblingsskinne. Fra denne skinnen går kabler videre til sikringspanel og til "tunge" forbrukere. På den måten kan alt koblingsarbeide foregå et stykke unna batteriet.

3.
Fig.1: Parallellkobling av batterier for å øke kapasiteten.
Minus til minus.
Pluss til pluss
Til motor via batterivender.
Kapasiteten er fordoblet. To 50 Ah nbatterier er blitt en bank på 100 Ah men med samme voltspenning (12V).

4.
Fig. 2: Tilkobling av batterivender.
Batteri 1 3 X 120 Ah = 360Ah
--
Batteri 2 90 Ah
--
"Feit" kabel (50 mm²), så kort som mulig.
--
Batterivender. Stilles inn på batteri 1 ved stilleligge, batteri 2 ved start og i posisjon "begge" ved lading.
--
Minuskabel til bolt på motorblokk via koblingsskinne.
--
Plusskabel til koblingsskinne og videre til starter, generator og sikringspanel. OBS! Plusskabelen til lensepumpa bør inn før batterivenderen.
--
Baugpropell og ankervinsj kobles direkte til startbatteri med automatsikring som også virker som hovedstrømsbryter for disse "tunge" brukerne.