Kurs: Batterier og lading i båten - del 2 \Lader og dynamo

Kurs: Batterier og lading i båten - del 2

Lader og dynamo

Vær ditt eget kraftlag

Dynamoen er båtens kraftverk. Les hvordan den fungerer, og hvordan du sjekker om den gjør jobben sin. Vi viser deg også hvordan du trygt kan koble en landstrømlader til batteribanken

TEKST: TERJE BØLSTAD

I første del viste vi hvordan batteriene i båten kobles til motorens dynamo. Hvis du i tillegg vil montere en lader som du kan benytte når du får tilgang til landstrøm, må du følge noen enkle tilleggsregler.

Tilkopling av batterilader

Har du et system som benytter skilledioder, kan du kople en lader i parallell med dynamoen (G), med plussledningen direkte til skillediodenes midtpunkt. Men husk at denne laderen må kunne gi ca. 0,7 V ekstra for å kompensere for spenningstapet i diodene!
Er det montert et system i båten med skillerelé, er det enkleste å kjøpe en lader med to (eller flere) separate utganger. En utgang til hvert batteri (eller bank). En slik lader kan være fast tilkoplet batteriene, uten at de påvirker (utlades i) hverandre. Synes du det blir for dyrt, får du heller lade én bank om gangen. Vanligvis er det forbruksbatteriene som trenger lading, startbatteriet har sjelden behov for lading fra landstrøm.

Utvide kapasiteten

Å utvide batterikapasiteten om bord ved å sette inn et ekstra batteri er ikke alltid like enkelt. I prinsippet vil to eller flere parallellkoplede batterier gi dobbel (eller flerdobbel) kapasitet. Men de parallellkoplede batteriene må være helt like, dvs av samme fabrikat, samme type og fra samme produksjonsserie. Er de ikke det, vil de kunne utlade seg i hverandre og ødelegges.
Hvis du planlegger å utvide kapasiteten ved å montere et eller flere ekstra batterier på denne måten, må du som regel samtidig kaste de gamle, og bare kjøpe nye batterier. Det blir dyrt.
Alternativet er å kople inn et nytt batteri via diodeskiller eller et ekstra relé. Da kan et hvilket som helst batteri brukes.

Riktige kabler

Et tilstrekkelig tverrsnitt i alle 12 V kabler er viktig. Ingen kabler kan bli for tykke – men for tynne kabler kan ofte gi spenningstap og problemer. Mellom generator/dynamo og batterier, bør kabelen ha samme tverrsnitt i mm2 som dynamoen yter i ampère.
For eksempel 60 mm2 for en 60 ampère dynamo. Hovedledningen fra batterier til strømtavlen bør være på 16 mm2 eller mer – i hvert fall hvis avstanden er under 4 meter. Strømledninger til kjøleskap, pumper og lignende utstyr bør ha minimum 4 mm2 ved korte avstander, og 6 mm2 ved lengre. Opptil 10 mm2 kan bli nødvendig for å klare startstrømmene.
En fingerregel tilsier at du skal bruke 1 mm2 pr 20 A pr meter kabel. Skal du for eksempel trekke 8 meter kabler til lanterner i baugen – som bruker 4 A – blir regnestykket slik:

4A x 2 x 8m / 20 A = 3,2 mm2.

Lengden må multipliseres med to, fordi det er 8 meter frem og 8 tilbake. I praksis kan du da bruke en standard kabeltykkelse på 2,5 mm2, men du får mindre spenningstap i kabelen – og bedre lys i lanternene – hvis du går opp til 6 mm2.
Bruk aldri lodding. Alle kabler skal avsluttes i påklemte kabelsko. Alminnelige 230 V ledninger (0,75 mm2) må aldri benyttes til 12 V i en båt. Dobbeltisolerte kabler er best, og er et krav over dekk, i master og lignende.

Ladespenning

En annen viktig forutsetning for at båtens elektriske system skal fungere optimalt, er at ladespenningen fra dynamoen er riktig.
Når man kjøper en båt med motor, sitter det som regel en dynamo på motoren. Det er en dynamo som motorprodusenten har valgt. Og på alle dynamoer er det en spenningsregulator. Det kan være en rimelig regulator som er valgt av økonomiske grunner. Slike regulatorer kan ha enkelte begrensninger som medfører lav ladespenning.
For det første kan ladespenningen være fast, og ikke temperatur-regulert. Den faste spenningen er ofte justert for en høyere temperatur enn det vi normalt har på våre breddegrader. Det resulterer i for dårlig lading ved vår- og høst-temperaturer. Temperaturen må dessuten måles på batteriet, ikke på dynamoen!
For det andre føler regulatoren ofte ladespenningen på sin egen utgang, ikke ute på batteripolene. Avhengig av dimensjon og lengde på kablene fra dynamoen til batteriet, kan det bli et vesentlig spenningsfall i kablene før ladespenningen tilføres batteriet. Dette spenningsfallet "skjønner" dermed ikke regulatoren. Det kan resultere i en ytterligere for lav ladespenning.
Selv om ladespenningen bare er 0,5 V for lav, kan det ha en drastisk negativ effekt på batteriets nyttbare kapasitet og levetid. Og ofte kan ladespenningen fra en original regulator være enda lavere enn det.

Mål ladespenningen selv

Hvis man er i tvil om ens dynamo og regulator er gode nok, burde man kunne henvende seg til motorleverandøren for å få den nødvendige informasjon. Det er nok enklere sagt enn gjort. Etter vår erfaring er det ikke alltid like enkelt å få god informasjon om dynamoer og regulatorer som sitter på forskjellige typer nye eller eldre båtmotorer.
Volvo Penta bruker for tiden en Valeo generator på sine motorer, som kan levere 60 ampère. Den har ferdig påmontert spenningsregulator. Denne regulatoren har en sensorkabel som skal koples direkte på batteriet for å kompensere for spenningstap i kablene mellom generator og batteri. Ladespenningen oppgis å være ca 14,2 volt. Vi har ingen opplysninger om at ladespenningen justeres i forhold til temperaturen.
Yanmar leverer de fleste motorene sine med en dynamo med en integrert IC-regulator som gir en temperaturregulert ladespenning på ca 14,5 volt. Vi vet ikke om spenningen føles på batteriet eller på regulatoren selv. Yanmar bruker ofte dynamoer fra japanske Hitachi, som sies å være god, ikke minst fordi temperaturforholdene i Japan på mange måter ligner våre egne.
Den beste måten å sjekke at dynamoen leverer riktig ladespenning, er å måle den selv. Det er enkelt. La motoren gå til batteriet er antatt fulladet. Sett så på litt lys om bord (for eksempel lanternene og litt lys i salongen), og mål spenningen direkte på batteripolene ved varierende turtall på motoren. Dette er ladespenningen som dine batterier mates med. Ved 20 C bør den være rundt 14,4 V, høyere ved lavere temperaturer. Hvis den er lavere enn dette, bør du vurdere å ettermontere en ny, ekstern laderegulator. For at du skal forstå hva skifte av laderegulator innebærer, forklarer vi under hvordan en dynamo fungerer.

Slik virker dynamoen

En dynamo består i prinsippet av en "rotor" av jern som kan rotere inne i flere spoler som står stille og som utgjør statoren. Når et magnetfelt beveger seg over/forbi ledninger eller spoler, vil det induseres strøm i ledningene eller spolene. Magnetfeltet lages av rotoren. Den har en vikling på seg (feltvikling). Ved å sende likestrøm i denne viklingen, kan man regulere stryken på magnetfeltet rundt rotoren. Den induserte strømmen i statoren er avhengig av rotorens hastighet, og av styrken på det magnetiske feltet rundt rotoren, som igjen styres med feltstrømmen. De to endene av rotorviklingene er koplet til to sleperinger rundt akslingen på rotoren. Disse gjør kontakt med to kontakter (børster) i dynamohuset, som igjen får strøm fra en spenningsregulator (laderegulator).
Strømmen som induseres i statorspolene, er vekselstrøm. Den likerettes i en likeretter. Likeretteren består av flere likeretterdioder. Den likerettede strømmen mates direkte til ett eller flere batterier. I tillegg til den likerettede utgangen til batteriet, finnes det som regel en separat likerettet utgang (ofte merket D+ eller +61), som bl.a. benyttes som kraftforsyning for spenningsregulatoren. Her er det kun spenning når dynamoen går. Den samme utgangen koples også ofte til den ene enden av en ladelampe, som har den andre enden koplet til +12 V. Ved påslag – før dynamoen begynner å generere strøm – ligger utgangen D+ på et lavt spenningsnivå. Derfor vil ladelampen lyse. Først når spenningen på D+ kommer opp på en høy spenning (som omtrent tilsvarer batterispenningen), vil ladelampen slukke. Batteriets negative pol omtales ofte som jord.
Dynamoen er montert på motoren, og drives via en viftereim fra motorens svinghjul. En forutsetning for god lading, er i utgangspunktet at viftereimen er tilstrekkelig stram, og at børstene ikke er nedslitt. Likeretterdiodene må også være i orden.

Er dynamoen i orden?

Hvis dynamoen i din båt ikke synes å fungere, kan du forsøke deg med en "tjuvkopling". Først må du kople bort (feltledningen fra) regulatoren. Hvis dynamoen er pluss-regulert, skal du så kople en elektrisk pære mellom den ene feltinngangen (DF) og + 12 V (B+ eller D+). Den andre feltinngangen skal koples til 0 V (som er minus på batteriet). Omvendt for en minus-regulert dynamo. Tjuvkoplingen sørger for at det går strøm i dynamoens feltvikling. Da skal lading fra dynamoen fungere. Forsøk først med for eksempel en 10 W pære. Er ladespenningen for lav, øker du pærens effekt til for eksempel 15 eller 20 watt. Er den for høy, går du ned i effekt. Kopler du feltkoplingen (DF) direkte til D+ eller B+ (eller til B- for en minus-regulert dynamo) (dvs uten noen lampe), vil det gå maksimal strøm i feltviklingen, som igjen gir den høyeste ladestrømmen dynamoen kan levere. I alle fall må du nå selv passe på når batteriene er fulladet, og da må du fjerne tjuvkoplingen. Når spenningen over batteripolene blir rundt 14,4 V, må koplingen fjernes, ellers risikerer du å overlade og ødelegge batteriene. Fungerer ikke ladingen med en slik "tjuvkopling", er det sannsynligvis feil i selve dynamoen, eller likeretterdiodene er ødelagte.

Hva er ampèretimer?

Ampèretimer – som ofte forkortes til Ah (”Ampère hours”) – er en måleenhet for batteriets totale energikapasitet eller energireserve, målt i strøm ganger tid. Som oftest måles denne ved en utladingstid på 20 timer ved en temperatur på 25 C. Man belaster batteriet til man har en sluttspenning på 1,75 V per celle, som tilsvarer 10,5 V for et 12 V batteri. Hvis et batteri kan utlades med 5 Amp. kontinuerlig i 20 timer uten at spenningen faller under 10,5 V, er kapasiteten 5 Amp x 20 timer = 100 Ah. Ved utlading over kortere tid med en større strømstyrke, får vi et lavere Ah-tall. Kapasiteten for det samme batteriet ved forskjellige utladingsstrømmer er tilsynelatende forskjellige.

Forkortelser

AAmpère, måleenhet for strøm
AhAmpère-timer, måleenhet for batterikapasitet,
(ampère x timer),
normalt spesifisert for en utlading over 20 timer
mAmilliAmpère (en tusendels ampère)
VVolt, måleenhet for spenning

Mer info?

Ring og be om nærmeste forhandler.

Getek AS, telefon 73 98 02 00, www.getek.no

Ladac: Ladac AS, telefon 63 00 20 00, www.ladac.no

CruzPro: Nereides, telefon 22 22 23 20, www.nereides.biz, www.cruzpro.com
Sønnak/Exide: ExideSønnak AS, telefon 22 07 47 00, www.sonnak.com

Web-adresser til produsenter av andre laderegulatorer:
www.sterling-power.com
www.balmar.net
www.hehrpowersystems.com

Kurset "Batterier og lading i båten" består av tre deler:
1. Hold styr på batteriene - nr 10, oktober 2004
2. Lader og dynamo - nr 11, november 2004
3. Laderegulator og vedlikehold - nr 12, desember 2004