images/PLUS/Artikel/562/Baterier/Batterier.jpg

Tekst og foto Øyvind Bordall

Strøm om bord

Hvilket batteri passer til dig og din båd?

Lithium-batterier er i en rivende udvikling. Men det er blyplade-batterier faktisk også. Der findes mange variationer over den gamle teknologi, som forbedrer mange af egenskaberne på forskellig vis. Her kan du blive klogere på de mest anvendte.


Med dagens strømforbrug om bord er effektive batterier afgørende. Her er en guide, som ruster dig til at vælge den batteritype, der løser opgaven bedst om bord hos dig – uden at bruge flere penge end nødvendigt. På de kommende sider kan du blive klogere på lithium-batterier, som er det bedste markedet byder på til de fleste anvendelser. Men mindre kan også gøre det. Så lad os starte med de billigere batterityper, som bygger på bly/syre. De kan nemlig også meget – hvis du vælger det rigtige produkt. 
Selvom alle er variationer over det klassiske blyplade-batteri, har de ret forskellige egenskaber, og ikke mindst ligger de i forskellige pris-lejer. Guiden her kan hjælpe dig til at tage den rigtige beslutning, når du skal finde den batteritype, som løser lige præcis dit behov bedst. Vi ser primært på batterier til forbrug.


Her er de parametre du skal kigge efter:

Antal cyklusser (Cycle Life)
Man kan sige, at batteriets pris først kendes når det er opbrugt. Hvor mange cyklusser fik du ud af det – og dermed, hvor meget har du betalt pr. ampere? Et billigt batteri med kort levetid kan let koste flere penge end et dyrt batteri med lang levetid. Husk at sammenligne forskellige batteri-typers forventede ”cycle life”.

Nominel kapacitet
Hvor mange watt (W) kan batteriet lagre? Watt (eller kilowatt, kW) er udtryk for hvor meget arbejde den strøm, der er lagret i batteriet, kan udføre. Det er et meget praktisk tal at kende. Du finder det ved at multiplicere spænding (volt) med amperetimer (Ah).  Husk at du kun kan bruge den strøm, som er over grænsen for maksimal afladning. 

Maks. afladning (DoD, Depth of Discharge)
Hvor dybt kan batteriet tåle at aflades, før det tager skade? Det er et tal i procent, som du skal kende og respektere. Jo mindre du dybaflader dit batteri, jo længere lever det. DoD afgør også hvor meget af nominel kapacitet som egentlig er tilgængelig. 

Opladnings-hastighed (Charging Rate)
Hvor hurtigt kan batteriet genoplades? Forskellige batterityper har forskellige begrænsninger for hvor meget ladestrøm de kan modtage. 

Afladnings-kapacitet (Discharge current)
Hvor meget strøm kan batteriet afgive? Nogle batterier kan levere maksimalt 20 A, andre 200 A. Det er ret vigtigt at vide inden du vælger batteri –  du skal jo kunne forsyne alle de strømenheder du rent faktisk har på din båd. Her er det ikke nok kun at kende antal amperetimer (Ah).

Øvrige parametre
Du skal vide hvilken tilstand batteriet bør befinde sig i (hvilken State of Charge, SoC), når det ikke bliver brugt. Tjek også hvor meget passiv afladning du kan forvente, samt hvilket temperatur-spektrum batteriet fungerer under. For nogen vil batteriets vægt også være et væsentlig parameter.


Hvad er et godt startbatteri?
Startbatterier (og batterier til bovpropel, som har nogenlunde samme krav) er ret nemme at vælge: Det du skal bruge, er et AGM-batteri eller et klassisk blybatteri med høj afladnings-kapacitet (Discharge Current). Opgaven er simpelthen at afgive et stort stød i få sekunder, og eftersom motoren vil lade forbruget tilbage igen med det samme, vil et startbatteri aldrig opleve dybe udladninger (med mindre der er noget galt med motoren). Ud over Discharge Current, kan du også tjekke tallet CCA (Cold Cranking Amps) eller MCA (Marine Cranking Amps).

Det skal være i den høje ende – tallet afhænger selvfølgelig af batteriets størrelse, men for et batteri på 100 Ah er CCA op i nærheden af 1000 A rigtig godt. Du skal altså ikke bruge de batterier, der sælges som ”deep cycle” som startbatteri. De er tilpasset bådens øvrige strømforbrug. Lithium kan godt bruges, hvis batteriet har en høj afladnings-kapacitet – men det er ikke nødvendigt.

Du får ikke ret meget glæde af det dyre batteris gode egenskaber.Carbon Foam-batterier kan også klare jobbet, men igen er det måske lidt spildte penge.GEL-batterier er uegnede, batteritypen har en lav maksimal afladning.


Bly (wet cell)
Det klassiske blyplade-batteri er en æld-gammel, men gennemprøvet teknologi. En række blyplader er omgivet af en blanding af destilleret vand og syre. Batterierne er forholdsvis robuste, og tåler en del over-ladning – men de tager hurtig skade af at blive afladet for dybt. Dybe afladninger skaber sulfatering på blypladerne, og reducerer batteriets levetid (antal cyklusser) væsentlig. Denne type  batterier er heller ikke så glade for kulde, og de skal vedligeholdes – mere præcist skal der efterfyldes destilleret vand, for at kompensere for fordampning.

De selvaflader en del når de står ubrugt – gerne et sted mellem 10 % og 20 % pr. måned, og det tager ret lang tid at lade dem. Traditionelle blybatterier er den billigste batteritype du kan få. Deep Cycle blybatterier har tykkere plader og tåler dybere afladning uden at miste levetid. Det er dem, du skal kigge efter, hvis du vil have en billig, enkel forbrugsbank. Husk dog at kun 40-50 % af kapaciteten er tilgængelig, inden ny opladning er nødvendig.


AGM
Absorbent Glass Matting (AGM) batterier er baseret på samme princip som blybatterier. Men i stedet for vand, er der lagt en type glasfibermåtte mellem blypladerne, mættet af syre/vand. Det er den, som transporterer elektrolyt mellem pladerne. AGM-batterier er forseglet, kræver ingen vedligeholdelse, og kan tåle at blive vendt på hovedet. Den vigtigste fordel med AGM-batterier, er dog at de kan genoplades langt hurtigere end blybatterier. De har også en høj afladnings-kapacitet, og kan derfor også bruges som startbatteri. Samtidig fungerer de også godt som forbrugsbank, eftersom de tåler dybe afladninger forholdsvis godt. 

AGM kan altså bruges som ”dual purpose”, det vil sige som kombineret start og forbrugsbatteri i små både. Normalt anbefales det dog at skille de to ad i batteribanke med to separate kredsløb, og prioriteret ladning til startbatteriet. AGM-batterier er lettere end blybatterier, og tåler kulde bedre. Ulempen er at de er sensitive for overladning og varme. AGM koster mere end blybatterier med vand/syre, men er billigere end GEL.


GEL
GEL-batterier er en tredje variation af blybatterier. Her er væsken tilsat silikater, som gør den til en fast gelé – deraf navnet GEL. Det er robuste batterier, som er meget velegnede som forbrugsbank til både. GEL-batterier tåler varme bedre end AGM, og er kendt for at have en længere levetid (flere cyklusser). Det kræver dog at man respekterer batteriets krav til ladning og afladning.

GEL-batterier er nemlig følsomme for overladning – dog ikke i samme grad som AGM-batterier. Ligesom AGM er de forseglede, tåler at vendes på hovedet, og kræver ingen vedligeholdelse (det kræver dog en udluftningsventil der fungerer godt, og billige versioner kan have en ventil, som over tid slipper gas og damp ud og udtørrer batteriet).

GEL-batterier bliver ved med at give en stabil, høj ydelse, indtil de når slutningen af levetiden, hvor ydelsen falder ret pludselig. Som startbatteri er de ikke egnet. De har ikke en lige så høj maksimal afladnings-kapacitet som AGM. GEL-batterier er også dyrere end AGM.


Carbon Foam
For maritime batterinørder (ja, de findes!) er Carbon Foam på toppen af listen over interessante nye batteriteknologier p.t. Carbon Foam er endnu en variation over princippet med blyplader, og egentlig en type AGM. Men her er glasfiber erstattet med en type skum af kulfiber. Resultatet er dramatisk mindre sulfatering, samt en langt større aktiv overflade på blypladerne. Disse batterier har meget fascinerende egenskaber: Større energitæthed, hurtigere genopladning, flere cyklusser (længere levetid) og en langt større evne til at tåle dyb afladning (der er oplyst tal på 80-100 %) .

Samtidig tåler de ekstreme temperaturer i begge ender af spekteret, og er generelt meget robuste. Samlet set scorer de altså rigtig højt på alle de vigtigste parametre for maritime forbrugsbatterier, så der er gode grunde til at interessere sig for netop Carbon Foam-batterier. Dog er det først indenfor de senere år at teknologien er blevet anvendt i større stil – og prisen er højere end de øvrige blyplade/wet cell-batterier. Men så langt tyder meget på at egenskaberne placerer Carbon Foam tæt på Lithium i ydelse – og til en pris der er en hel del lavere. 

Firefly Oasis er den mest kendte model, men der er mange producenter – i Danmark f.eks. Dyno.


Bliv (endnu) klogere her:
batteryuniversity.com 
racv.com.au
Søg på: Five ways to destroy a boat battery)
outdoorsinformed.com
Søg på: How to choose a boat battery
powerandmotoryacht.com
Søg på: How to Pick the Right Battery for Your Boat
marinehowto.com
Søg på: LiFePO4 Batteries On Boats
pbo.co.uk
Søg på: Lithium batteries for boats reviewed – 12 of the best lithium boat batteries tested
boattrader.com
Søg på: Marine Battery Types and Charging Tips


Lithium-batterier

Er det pengene værd?

Vores både fyldes med strømforbrugende grej. Dermed bliver batterikapacitet et tema der fylder mere og mere. Du ved sikkert at lithium-batterier har egenskaber der slår alt – men Vores både fyldes med strømforbrugende grej. Dermed bliver batterikapacitet et tema der fylder mere og mere. Du ved sikkert at lithium-batterier har egenskaber der slår alt – men hvad kan de egentlig – og har du brug for dem?


Dit liv er allerede fuldt af lithium-batterier.

De driver alle dine elektroniske, mobile enheder. De er også i el-biler, gaffeltrucks, elektrisk værktøj – ja, dybest set alle steder, hvor der kræves let vægt og høj energitæthed. Lithium-batterier kan aflades dybt, og genoplades hurtigt. De er veltestede og tilgængelige i store mængder. De er kort sagt bedre på stort set alle parametre. Dit liv er allerede fuldt af lithium-batterier. De driver alle dine elektroniske, mobile enheder. De er også i el-biler, gaffeltrucks, elektrisk værktøj – ja, dybest set alle steder, hvor der kræves let vægt og høj energitæthed. Lithium-batterier kan aflades dybt, og genoplades hurtigt. De er veltestede og tilgængelige i store mængder. De er kort sagt bedre på stort set alle parametre. 

Men lithium-batterier kræver præcis kontrol, og enhederne må have en høj grad af sikkerhed. Uden den kan de let bryde sammen, og i værste fald brænde ukontrolleret (såkaldt ”thermal runaway”). Derfor er der udviklet talrige teknologier og systemer, som sikrer at batterierne er stabile. Disse forskellige versioner af kemi og systemer til overvågning anvendes til forskellige formål. Den type der hedder LifePO4 (med integreret BMS) har en meget høj grad af sikkerhed under de forhold, der råder i en båd, og derfor er det dem, der stort set altid bruges til søs. 

Sikkerheden er høj

LifePO4 har efterhånden været i brug igennem en del år, og i ret stort omfang. Mange bådejere har ødelagt batterierne på grund af mangelfuld viden og fejlbetjening, men der har været få ulykker med person- eller materiel skade – så få, at de må betegnes som sikre. Blyplade-batterier kan jo også gå i stykker og skabe farlige situationer, hvis de fejlbetjenes. 

Men når det gælder ydelse, findes der ikke noget på markedet p.t., der kan måle sig med lithium-batterier. De eneste, der måske kan nærme sig, er Carbon Foam-batterier (læs evt. om dem på de foregående sider).

Dyr og krævende installation

Men indkøb af LifePO4-batterier er dyrt, og installationen kan vise sig at blive krævende. Måske skal du også bytte lader, kabler og andre komponenter for at dække de nye batteriers behov. Så det store spørgsmål er selvfølgelig hvorvidt fordelene er pengene og besværet værd – for netop dig og din båd. 

Ja

Hvis du sejler i lange perioder, og har et stort strømforbrug, så er svaret ja. Lithium vil give en helt anden ro og komfort om bord. Hvis du har, eller planlægger el-motor, er svaret helt definitivt ja. Kun mindre både, hvor motor-behovet kun er hjælp til havnemanøvre og den slags, kan slippe af sted med blyplade-batterier som ”tank” til en el-motor. Større både har et større behov for rækkevidde for motor, og kan i praksis kun få en tilstrækkelig kapacitet, hvis der installeres lithium-batterier. Vægt og omfang af den fornødne mængde blyplade-batterier vil gøre el-motoren totalt set til en dårlig løsning.

Nej

Hvis du kun sejler kortere ture, og ikke skal bruge ret mange ampere, er situationen en anden. Og hvis du jævnligt har adgang til landstrøm, sejler med en forbrændings-motor som du ofte bruger, og ikke går synderlig meget op i vægtoptimering – så er svaret nej. Hvis det er den måde du sejler på, er du stort set lige så godt hjulpet med en af de mange typer langt billigere blyplade-batterier, som findes på markedet.

De vigtigste fordele

Lad os se lidt nærmere på de vigtigste fordele med lithium-batterier: Først og fremmest giver de mulighed for at have langt mere energi tilgængelig om bord – uden at få problemer med vægt og pladsforhold. Men hvad betyder det, mere præcist?Alle batterier indeholder en vis mængde energi, som regel udtrykt i ampere-timer (Ah). 12 V-batterier i både ligger tit omkring 100 Ah, og mange parallel-kobler flere af dem (måske tre-fire stykker), indtil de har en forbrugsbank, der passer til bådens behov.

Rent teoretisk er der energi nok i et 100 Ah batteri, til at drive en lampe der bruger én ampere i 100 timer. Eller til at køre en bovpropel, der bruger 100 ampere i én time. Men det er som sagt teori. I praksis er det noget helt andet. Det væsentlige spørgsmål er nemlig hvor meget af kapaciteten, der egentlig er tilgængelig – og i nogen tilfælde, hvor meget du kan hente ud på én gang.

30-40 % tilbage

Og det kommer an på batteriet. Almindelige blyplade-batterier med væske bør kun aflades til ca 50 %, hvis man ikke vil reducere leve-tiden væsentlig. Ellers går de hurtigt i stykker, og det bliver dyrt at købe nye batterier hvert andet år, selv om batterierne er forholdsvis billige.Eftersom topladning til 100 % sjældent finder sted, er der altså kun mellem 30 og 40 amperetimer tilbage i et maritimt blyplade-batteri på 100 amperetimer, der reelt kan bruges, inden det skal genoplades.GEL og AGM-batterier (og i endnu højere grad Carbon Foam-batterier) kan aflades en del dybere uden at tage skade, og dermed er der mere at hente. Men ingen batterier kan aflades så dybt, og dermed afgive så meget strøm, som lithium-batterier. 

De kan nemlig aflades helt ned under 10 %, uden at tage skade. Dermed er den mængde strøm der er tilgængelig i et lithium-batteri af samme størrelse som et blyplade-batteri, i praksis stort set fordoblet. Lithium-batterier kan desuden genoplades langt, langt hurtigere, og de tåler mange flere cyklusser. Det vil sige, at levetiden er længere. Selvfølgelig er det forudsat at de behandles korrekt. Men det gælder jo i et eller andet omfang alle typer batterier.

Mange fordele

Endnu en fordel er, at lithium-batterier serverer strøm med den samme høje spænding hele tiden. I blybatterier reduceres spændingen i takt med afladningen. Desuden er den passive afladning, der sker i et lithium-batteri, når båden ikke er i brug, meget lav. Det kan stå i måneder, næsten uden at tabe spænding. Og endelig er der en betyde-lig vægtbesparelse, som ved store batteribanker (primært i både med el-motor) bliver et væsentlig aspekt.Den eneste ulempe er egentlig prisen. Prisen er faldet meget de senere år, men stadig koster lithium-batterier tre-fire gange mere end tilsvarende batterier baseret på blyplader. Prisen pr. ampere kan dog godt ende med at blive lavere, eftersom der er flere af dem tilgængelig, og der er flere cyklusser at hente igennem batteriets levetid. 

Nødvendigt med viden

Inden du tager skridtet og bytter din batteribank ud med LifePO4, er det nødvendigt at vide en del  om lithium-batterier. Det er snak om en betydelig investering, som kommer til at have stor indflydelse på dit kommende bådliv. Hvis du vælger forkert, eller laver en installation, som ikke sørger ordentlig for batteriernes behov, får du ikke de fordele du havde håbet på. Udover prisen, er der nemlig en anden bagside af medaljen: Hvis lithium-batterier ikke er installeret og anvendt korrekt, går de let i stykker. Eftersom de koster virkelig mange penge, er det noget der skal tages alvorligt.

Mange har brændt sig på at købe de billigste batterier de kunne få, og undladt at sætte sig ordentlig ind i kravene til ladning og afladning. Måske har de bare skruet batteripolerne fra den gamle batteribank på de nye batterier. Det har ført til at drømmen om et betydelig opgradering af båden meget hurtig er endt med en seriøs økonomisk øretæve. Derfor skal man bruge en del tid på at sætte sig ind i emnet – det kræver også mere end kun at læse den her artikel. Der er oceaner af læsestof online, du finder en liste over brugbare links på de foregående sider. 

Hvorfor ikke bare de billigste?

Ligesom der er forskel på traditionelle ”wet cell” batterier med blyplader, er der også forskel på lithium-batterier. Så hvad skal du se efter, når der skal vælges LifePO4 batteribank?De fleste vil naturligt nok starte med at se på prisen. Hvorfor ikke bare vælge de billigste?Næsten alle lithium-batterier er bygget i Kina. Der laves mange kvalitetsprodukter i Kina, men også  meget, som bærer præg af at prisen har været vigtigere end kvaliteten. De billigste LifePO4-batterier kan have skrøbelige komponenter, og selve kassen kan være mindre robust. Antallet cyklusser kan være lavere. Cellerne kan have en lavere kvalitet.

”Prisen pr. ampere kan dog godt ende med at blive lavere, eftersom der er flere af dem tilgængelig, og der er flere cyklusser at hente igennem batteriets levetid.”

BMS

Oftest er der indbygget BMS (Battery Management System) i LifePO4-batterier. BMS er dybest set en lille computer, bestående af hardware og software, som overvåger cellerne og beskytter batteriet ved at slå det fra, hvis der opstår problemer. Nogle BMS-systemer hjælper også til med at balancere cellerne, så de hele tiden har samme spænding. Kvaliteteten af den indbyggede BMS er selvfølgelig væsentlig. I praksis er den umuligt at vurdere på egen hånd, medmindre man selv er fagperson, så det eneste man kan gøre, er at indhente uvildig information og helst erfaringer fra andre. Det kan man gøre online – der findes debatfora for sejlere og Facebook-grupper, hvor man kan stille spørgsmål, læse kommetar-tråde og generelt blive klogere på emnet. 

Maritime specifikationer

Der er også en anden årsag til at vælge lithium-batterier med omhu: Markedet for såkaldte ”drop in” LifePO4 batterier med integreret BMS er gigantisk i disse år, og en af de største kunder er markedet for gadebelysning verden over. Bådbranchen er mikroskopisk i den sammenhæng, faktisk så lille at meget få producenter gider producere noget, som er virkelig tilpasset både. Mange producenter sætter groft sagt et klistermærke med ”Marine Grade” på kassen af et batteri lavet til gadebelysning eller andre, landbaserede behov – og skruer prisen voldsomt i vejret. 

Det kan fungere godt, men et problem kan også være at komponenterne indeni ikke altid er bygget af maritimt bestandige materialer, eller dimensioneret til de belastninger en typisk forbrugsbank på en moderne båd bliver udsat for. For eksempel har mange både i dag bovpropeller, ankerspil eller store invertere, apparater som sluger rigtig mange ampere når de er i brug. En del billige lithium-batterier har små hovedafbrydere med tynde ledninger, som kan blive overophedede, når der pludselig ryger 100 ampere igennem. Skal du for eksempel drive elektriske spil, er du desuden nødt til at have et batteri der i stand til at afgive rigtig meget strøm på én gang. Og det er ikke alle lithium-batterier, der kan det.

Hvad er maksimalt forbrug?

Når du skal finde ud af hvad dit behov er, er det nødvendigt at kende det maksimale forbrug på din båd – worst case scenario. Du vil næppe køre elspil, ankerspil og bovpropeller på samme tid (det ville se sjovt ud), men du skal vide hvor mange ampere du maksimalt vil trække på din batteribank, når du lægger de enheder sammen, som realistisk vil kunne komme i spil på samme tid. Det tal kan du så sammenligne med det antal ampere du maksimalt kan aflade med på de batterier, du vurderer at købe. Husk at lægge en sikkerhedsmargin ind, og tjek samtidigt at kabler, kontakter og andre dele af kredsløbet er dimensioneret til den strømstyrke, der er tale om.

Betaler for kvalitets-sikring

Når du skal vælge det rigtige LifePO4-batteri, så start med at kigge på den overordnede byggekvalitet. Det er en ekstra sikkerhed, når en stor, velrenommeret producent sælger batteriet under eget brand. Batteriet er nok stadig bygget i Kina, men formentlig med en bedre kvalitets-sikring. Den betaler du for – batterier fra for eksempel Victron eller Mastervolt er betydelig dyrere, men kommer også med bedre kvalitet og ikke mindst garantiordninger.


Drop-in eller byg-selv?
Det første valg du skal tage, er om du vil bygge en bank selv, ud af et sæt med mindre celler, eller om du vil købe de såkaldte ”drop-in” batterier, som typisk har indbygget BMS og er bygget i en kasse som har standardmål for 12 V-batterier. Vælger du at bygge en bank selv, kan du spare mange penge – det bliver ca. halv pris. På den måde  kan du også bygge en større bank, og få virkelig meget strøm til rådighed om bord. Men det kræver meget kompetence.

Projektet er stort og kompliceret, og der skal bruges meget tid og energi på det. Det giver kun mening hvis du har god tid, er særlig interesseret i emnet og har en vis baggrundsviden. Det man gør er i korte træk at sammenkoble en række celler, oftest i blokke på fire celler på hver 3,2 V (hvilket giver 12,8 V). Derefter skal der tilkobles en række afbrydere og relæer, opsættes en ekstern BMS, holdes styr på ladning og afladning etc. Man skal med andre ord vide hvad man laver. De fleste vælger som regel fornuftigt at holde sig til de såkaldte drop-in-batterier. Men selv med dem er det godt at have en fagmand inde over til at rådgive og gennemgå installationen.


BÅD 562

Bådmagasinet er Danmarks maritime mediehus med begge fødder plantet solidt på dørken. Bådmagasinet følger med i den rivende udvikling medieverden er inde i, og udgiver således på flere platforme, hvad end det er i trykt eller elektronisk form.

Bådmagasinet har gennem tiderne hjulpet mange i bådbranchen med deres egne kundekataloger – kundemagasiner – brochurer – kataloger, eller et frisk design på virksomhedens brand – alt sammen under vores afdeling for Client Publishing.

Sejlsport

Nyheder

Inspiration

Medlemsskab


© 2020 Bådmagasinet ApS. All Rights Reserved.