måndag 17 december 2018

Ström ombord - nytt liv med litiumbatterier



Vi som seglar är en grupp människor som trivs bäst när det är lagom vind, dvs inte blåser för lite eller för mycket, med stora individuella variationer för vad det innebär. Motorn ombord betraktar vi som ett hjälpmedel. Det är seglen som är det primära. Därför kan vissa lägga oerhört mycket pengar på dyra segel som förbättrar framdriften en knop eller två under optimala förhållanden.

Men vi har även andra gemensamma problem. Som oftast, om vi ska ta mer än en sväng runt Ven, upplever vi brist på ström ombord. Man behöver inte ha så mycket utrustning igång innan voltmetern snabbt visar att spänningen sjunker. Vi vill ju att kylskåpet får gå och att VHF, AIS, plottare och annan navigationsutrustning kan jobba ostörd. Även autopiloten vill vi använda utan bekymmer. Om man seglar lite längre dagsetapper är det sista nästan ett måste. Nattseglar man ska lanternorna vara tända och under däck kan det finnas behov av belysning. Dom flesta har radio och några även en TV. Sedan ska mobiler och kan hända en dator laddas. Så visst, ström måste man ha. Även Sven Yrvind har ström ombord.


Har man inte en riktigt stor båt med ett flertal blybatterier, tunga nog att förstöra den starkaste rygg, så tickar voltmetern obönhörligt ned mot 12,5 V, kapaciteten är då reducerad till 75 %, och vid 12,2 V har vi förbrukat 50 % och regeln är att vi bör ladda. Under den här nivån är situationen akut om vi vill att batterierna ska få ett långt liv. Så antingen tvingas vi in till någon hamn för landström, fast vi helst ville fortsätta segla eller ligga på svaj i det fina vädret, eller så får vi starta motorn enbart för att ladda. Att banka diesel i skärgården när man ligger för ankare är inte mysigt.

De flesta som har båt är nog lite ”gör det självare”. Annars går det inte. Jag har intresserat mig för ”ström ombord” sedan jag fick min första båt, och har sedan dess konstant sökt goda idéer som kan förbättra tillgången till el. I och med att jag "långseglar" en del vet jag mycket väl att ström är en begränsad resurs. Jag har haft dyra gel-batterier för att dom tål många djupurladdningar, men dom ger inte mer ström. Efter ett tag tickar spänningen neråt och efter några år går det snabbare och snabbare med spänningsfallet.

Jag har installerat tre solceller med en samlad teoretisk kapacitet på 180 W, men problemet är att det är tungt att ladda blybatterier. Mycket av energin från solcellerna går åt till att ”kämpa” mot motsträviga blyceller som tycker dom fått nog redan vid 80 % av full laddning. Den enkla förklaringen är att ju mindre ström det är på ett batteri desto lättare tar det till sig ny ström. Det är som att pumpa ett cykeldäck. När det börjar fyllas upp ökar motståndet. Att fylla ett blybatteri 100 % är svårt och tar lång tid. En hel vecka på landström sägs det.

En enkel regel är att ett 100 Ah batteri, som inte ska tappas mer än 50 %, normalt inte klarar att laddas till mycket mer än 80 % vid vanlig användning av båten. Alltså har vi endast 30 % eller 30 Ah att använda. Lösningen på problemet har tills nu varit att installera fler tunga blybatterier.

Men nu är det nya tider. Den nya batteritekniken som används i verktyg, elbilar, flygplan och mycket annat kallas litium. Batterierna väger mycket mindre, håller spänningen konstant tills de är tomma och måste laddas, och de tar snabbt emot ny ström upp mot 100 % kapacitet. Tänk bara hur snabbt det går att ladda en el-skruvdragare.

Bilden nedan visar tydligt skillnaden mellan hur mycket energi du kan plocka ut ur bly- (lead acid) respektive litium-batterier.





Som förbrukningsbatterier har litiumbatterierna varit dyra. Att skaffa sig en kapacitet på 100 Ah har kostat närmare 20 000 SEK, men nu har priserna sjunkit och man kan hitta 100 Ah i Sverige ner mot 12000 SEK hos seriösa handlare. Men det går självklart att hitta billigare på nätet. Själv har jag köpt i Norge till SEK 6900 för 100 AH.

Det finns en mängd frågor vidrörande batteritypen som handlar om olika tekniska konstruktioner och säkerhet. Tekniken har jag inte kompetens att ge mig in på men är du intresserad kan du titta på den här länken https://www.hamnen.se/bloggar-kronikorer/batfeber/batterirevolution-nar-bly-byts-mot-litium-langtidstest.html

Och nedan hittar du en mycket informativ text på engelska från Victron Energy. Här hittar du lätt begripliga illustrationer som den ovan  https://www.victronenergy.com/blog/2015/03/30/batteries-lithium-ion-vs-agm/

Säkerheten litar jag på efter mycket sökande på nätet.  Det som är viktigt för mig, ut över säkerhetsfrågan, är att jag har fått otroligt mycket mer ström ombord. Och det ska jag berätta om nedan.

Två gel-batterier på tillsammans 160 AH var fem år och började tappa konditionen. Dom hade varit med till Lofoten och till Shetland/Hebriderna och tjänat oss hyfsat om vi ransonerade lite medvetet med förbrukningen. Men det var frustrerande att se hur spänningen sjönk efter några timmar och man ständigt fick spara ström.

Efter två års spaning på nätet och många diskussioner, beslöt jag mig för inköp av två 100 Ah LiPo4 batterier från Makspower utanför Oslo. 
Jag investerade även i en ny solcellsregulator med bluetooth som passade till litiumbatterierna och som även gjorde det möjligt att via mobilen få ut information i realtid samt historisk.

Batteriisolator med tre utgångar till tre batteribankar.
Känner själv av batteritypen och kombinerar bly och litium.
Eftersom jag har tre batteribankar – start, bogpropeller och förbrukning – investerade jag även i en ny batteriisolator med tre utgångar och automatik för att själv känna av batterityp och fastställning av rätt laddning. För att ha koll på det hela blev det vidare en batteriövervakare, även den med bluetooth för koppling till mobilen. Gamla landströmsladdaren har jag behållit tills vidare fast den saknar inställning för litiumbatteri.

Bytet genomförde jag i början av maj månad. Efter att utrustningen blev testad med de olika laddningsmetoderna – solcell, motor/generator, landström – och allt fungerade väl, beslöt jag mig för att testa hur länge jag klarade mig utan landström och utan att köra motorn enbart för att ladda.

Från början av maj till nu i mitten av augusti har jag klarat mig utmärkt utan detta stöd till batterierna. Kylskåpet har varit på under hela tiden och jag har inte sparat på förbrukningen när vi har använt båten. Det är bättre än vad jag vågade hoppas på.

Rätt ska vara rätt. Det har varit soltimmar mer än vanligt den här sommaren. Men vi har gjort 1145 Nm och använt motorn 122 timmar från 9 maj till 15 augusti.

Från 9 till 26 maj seglade jag Råå – Tönsberg i Norge – retur. Vi började med en sjötemperatur på 11 grader så nattetid fick värmaren (Webasto 4 kw) hjälpa till att hålla en trevlig temperatur i ruffen och fukten under kontroll. Som ni vet var vädret fantastisk redan då. Nästan ingen andra båtar ute, gott om plats och bäst av allt: Kryssarklubbens blå bojar var lediga. Upp med årets lilla bojflagga och fast i bojen med gott samvete.
Ligger man på boj eller för ankare gör det inte så mycket om det fortsatt kan vara lite kyligt drag i kvällsbrisen. Vi ligger ju hela tiden upp mot vinden. Inne på öarna gol göken ko-ko, gåsen hade redan fått ungar, sälungarna lekte i sjön medan föräldrarna slumrade på skären. Jag var lycklig mitt i naturen med mina nya batterier.

Sommaren igenom har det fortsatt på samma sätt. Vi har aldrig haft brist på ström. På morgonen, med kylen på och mobiler på laddning under natten, har vi aldrig varit under 70 % i kapacitet på batterierna, och när solen kom upp började instrumenten visa hur kapaciteten ökade.

Nedan, det var den 15 augusti, visar jag kopierade bilder på informationen så som den visas i mobilen. 



Det var en dag med varierande molnighet över Råå. Längst till vänster levererar solcellerna 44 W med en spänning på 2,8A. Lite senare tittar solen fram och strax får vi 120 W med 7,3 A. Till höger visas data från fyra dagar.

Bredvid ses data från senaste 30 dagarna. Hur många watt vi har tagit emot bestäms av batteriernas kapacitet för påfyllning, väderförhållanden samt positionering av solcellerna.
Visst har det kostat lite. Mer än om jag investerade i nya blybatterier. Men allt vad jag har läst mig till är kostnaderna över tid till fördel för litiumbatterierna. Den biten kan man ju inte uppleva i nutid. Det är mest siffror på ett papper. Men att inte ha brist på ström ombord, det är verkligen en känsla värd lite pengar.