Switch-mode batteriladere lidt mere generelt.
Elektroniske switch-kredse anvendes i dag i de fleste batteriladere og er grundet masseproduktion til ladere til håndværktøjer og strømforsyninger i computere, blevet meget billige.
En computer kræver en meget nøjagtig regulering af udgangsspændingen.
Switch-kredsene kan groft sagt omskabe netspændingen til en slags pulserende jævnspænding med variabel bølgelængde, således at de kan reguleres til en ønsket værdi og med meget stor nøjagtighed.
Herved opnås følgende fordele:
Jævnspændingen bliver pulserende, hvorved den ligesom 230V vekselspænding kan op- eller nedtransformeres.
Bølgelængden kan gøres længere eller kortere afhængig af, om spændingen på sekundærsiden skal ændres i opadgående eller nedadgående retning for at ligge tæt på gasgrænsen (14,4V ved 20° C). Dette kan lade sig gøre, selv om primærspændingen skulle falde til under 200V.
Frekvensen kan ændres fra de normale 50Hz til mellem 50-og75.000Hz hvilket muliggør anvendelsen af små og lette transformere. Normale transformatorer er store, og jo kraftigere jo tungere. De er indrettet til at lave 230V vekselspænding om til fx 14V, og de vil ikke lade optimalt ved lavere spændinger.
Switch-kredsene muliggør, at laderen arbejder effektivt under hele ladeforløbet, og den aktuelle ladespænding kan tilpasses batteriets øjeblikkelige behov. Dette betyder, at en switch-modelader er op til 70% mere effektiv end en almindelig elektronisk batterilader.
I praksis lader en 12A switch-mode lader lige så hurtigt som en 20A almindelig elektronisk batterilader, der jo ikke arbejder hele tiden.
Støjen fra transformeren i en switch-mode batterilader er næppe hørbar, idet arbejdsfrekvensen ligger langt uden for det hørbare område.
Derimod kan en blæsermotor til køling af den effektive elektronik i en switch-mode lader give et hørbart niveau, idet mange fabrikanter vælger at blæseren alene skal tage sig af kølingen i opladningsfasen, men som oftest kun slukker blæseren i vedligeholdelsesfasen.
Markedet i dag af batteriladere til bådbranchen er på nær de meget velkendte og yderst stabile Tystor ladere i store træk værende af switch mode typen.
Selv de mindste ladere er microprocessorstyret og har et avanceret flere-trins ladeforløb med kraftig hovedladning op til 14,8V, flere mellemladnings.niveauer med gradvis aftagende strøm og spænding, og en automatisk overgang til en vedligeholdelsesladning på ca. 13,8V.
Ladestatus og ladeforløb vises med lysdioder eller digitalt.
Laderne kan tåle at være tilsluttet konstant, og de vil straks kompensere for et eventuelt forbrug om bord uden at laderen behøver at starte op i fuldladningsfasen.
Flere batteriladere er ofte forsynet med to eller tre udgange til opladning af flere separate batterigrupper, og det er vel at mærke udgange, der arbejder uafhængigt af hinanden.
En stor fordel også for startbatteriet, der uden en speciel temperaturregulering, normalt kun oplades til 70% af batterikapaciteten med motorens generator, der sædvanligvis kun lader med 14,0V.
En simpel og stabil oplader som her vist på billedet består hovedsagelig af en transformator og en ensretter. Transformatoren reducerer 230V netspænding ned til ca. 14V, og ensretteren laver disse 14V om til en (ofte meget ustabil) jævnspænding.
Laderen oplader i impulser, få eller mange små.
Problemet med denne type batteriladere er, at de ikke automatisk afbryder, når batteriet er opladet. For at afhjælpe dette problem kan man gøre dem lidt mere elektroniske, så de i større eller mindre grad har styr på 12V-siden, også kaldet sekundærspændingen. Her er det vigtigt at batteriladeren regulerer sekundærspændingen til maksimalt 14,4V (ved 20° C). Når denne spænding herefter nås, afbrydes ladningen og når batteriet er “faldet til ro” eller der er forløbet en hvis tid, genoptages ladningen, alt afhængig af fabrikantens indstillinger og konstruktion af laderen.
Ladningen vil derfor foregå i pauser, også kaldet pulsladning. Dette er en udmærket, men meget langsommelig måde at lade et batteri op på.
De lidt bedre elektroniske batteriladere er ofte gode og stabile, og de bedste af dem vil normalt kunne lade batteriet 100% op, men det er under forudsætning af, at der altid er 230V til stede på primærsiden og at batteriets temperatur er 20° C, hvis laderen da ikke er forsynet med en temperaturregulering.
Bemærk: Falder primærspændingen med blot 10% d.v.s til ca. 210 volt vil en almindelig, pulserende lader kun lade batteriet halvt op og skulle spændingen yderligere falde for enden af den lange bådebro og et forlængerkabel i en lille ledningsdimension, vil batteriet slet ikke blive ladet op.
Sådan bestemmes den rigtige størrelse batterioplader.
Dette afhænger dog af fler omstændighederne:
Fra båbbroens landstrømsanlæg er tommelfingerreglen den, at oplade med ca. 10% af Ah-kapaciteten i din batteribank (er).
Er batteribankens samlede kapacitet 400 Ah bør din oplader derfor være på mindst 44 ampere.
Dette er ideelt, hvis du vil genoplade dine batterier efter en sejlads, så de er fuldt opladet til næste tur.
Hvis du normalt foretrækker at oplade batterierne fra en generator anbefales det, at opladerens kapacitet forøges med yderligere 25%.
Jo større opladeren er, jo hurtigere er opladningshastigheden og færre timer skal din generator arbejde, naturligvis med den begrænsning at dine batterier også kan modtage den højere ladestyrke.
En sejler ønsker måske at få opladet sine AGM batterier hurtigt efter sejlturen og her kan anbefales en oplader med en endnu større kapacitet, altså som i nævnte tilfælde for en 400 Ah batteribank, 400 + 10% + 50% svarende til en oplader på gerne mere end 66 ampere.
For batterier af lithium typen kan det være så højt som 1C, som omsat betyder at et 400 Ah batteri kan oplades med 400 ampere over en time, hvis altså batteriets indbyggede BMS regulator tillader det og det gør den normalt ikke.
Bliver det nødvendigt at købe en større oplader end din valgte producent kan tilbyde dig er det helt OK, at sætte to opladere sammen parallelt.
Bemærk at hvis din oplader har flere udgange skal den sikres således, at hele kapaciteten kan kom gennem den ENE udgang, hvis de andre udgange går til fuldt opladede batterier. Dette betyder at en 30 amp. batterilader med 3 udgange skal have 30 + 20% altså min. 36 ampere sikring på HVER udgang.
Specifikationer som normalt bør være til stede i en moderne bådlader (spørg din forhandler).
Valgbare batterityper.
Kan både oplade almindelige batterier med batterisyre (bly/antimon) og de ægte vedligeholdelsesfrie batterier af typen bly/calsium/calsium typen.
Er du i tvivl så skal førstnævnte have en udluftningsmulighed fra batteriet.
Derudover også GEL og AGM batterier.
GEL batteriet skal altid have en relativ lille ladestrøm for ikke at ødelægge batteriet, hvorimod AGM kan oplades med fuld power.
Opladning af lithium-batterier kræver også et helt specielt opladningsforløb.
Kun få batteriladere kan pt. oplade også lithium-batterier, så husk at spørg inden købet.
Til gengæld findes der nu flere dedikerede lithium-batteriladere, som også kan oplade AGM og lukkede batterier og til meget rimelige priser.
En temperaturcensor er i dag et must for en korrekt ladning.
Laderegulering i forhold til temperaturen er meget vigtigt.
Tænk blot på, at fordampningen (gasgrænsen) ved 25° C allerede begynder ved 14,0Volt, mens den ved 5° C først begynder ved 14,8Volt.
Uden temperaturindstilling vil batteriet i første tilfælde kunne ødelægges på grund af en fordampet elektrolyt, og i sidste tilfælde vil batteriet måske kun blive ladet 70% eller mindre ved en lav temperatur.
Temperaturføleren tilkobles direkte på batteriet, således at denne regulering forløber trinløs og automatisk,
Ladespændingen reguleres ca. 0,03 volt pr 1 grads afvigelse og bliver tilsluttet en ekstern temperaturføler for optimal justering, da det jo er batteriernes arbejdstemperatur der skal måles.
Periodevis ladning.
Har der ikke været forbrug på batterierne i længere tid, så kan batterierne have tabt op lidt af deres kapacitet, da laderen kun har tilført en lav vedligeholdelsesspænding. Nogen ladere har derfor den funktion at efter eksempelvis 14 dage, starter de automatisk et mindre genopfriskningsforløb, således at batteriet igen bliver “toppet op”.
Når laderen er korrekt monteret kan du i praksis glemme den, da den er vedligeholdelsesfri. Skulle du få brug for at frakoble batterierne, eller bruger du laderen mobilt, så beskytter laderne selv mod farlige gnistdannelser.
Ladning på flere batterier samtidigt.
Laderne kan være udstyret med 2 eller 3 ladeudgange der arbejder uafhængigt af hinanden. Det er således muligt at adskille startbatteri og forbrugsbatteri (eller batterigruppe), og dermed få optimal ladning trods en forskellig batterikapacitet (ikke batteritype).
Selv har jeg en tredje batterigruppe, idet et batteri (sikkerhedsbatteriet) er forbeholdt vigtige funktioner, som VHF, navigation og autopilot.
Ekstern kontroldisplay.
Laderne kan blot være udstyret med LED-dioder, der viser ladeforløbet.
Bedst vil være en kombination af dioder og et egentlig display for ladestyrke og spænding, således at man altid kan have et vågent øje med batterisituationen ombord.
Opfriskning af dårlige/sulfaterede celler i batteriet.
Batterifabrikanter anbefaler en periodevis kontrolleret overladning af batterierne, idet nogle celler efterhånden bliver mere sulfaterede end andre og derfor ikke yder optimalt. For svært belastede batterier anbefales det jævnligt at foretage en sådan kontrolleret overladning. Når denne specielle equalizer funktion af cellerne sættes i gang skal batterispændingen i hver celle overvåges nøje og når spændingen er ens i alle celler afsluttes denne opfriskningsfunktion.
BEMÆRK: AGM og andre lukkede batterier MÅ IKKE anvende denne funktion, da spændingen sættes op til typisk 15 volt og afgasning derfor vil finde sted og batteriet derfor skal efterfyldes.
Bemærk også, at nogle ladere nævnes at have denne funktion, men ofte er det blot en funktion, som ligger i det opstartende ladeforløb og har derfor kun en ringe ladestyrke og er ikke at sammenligne med ovennævnte equalizing.
Denne 20 amp. DACON-lader er specielt fremstillet til Lithium batterier, men som det ses på displayet kan den også oplade AGM batterier og lukkede servicefrie calsium/calsium batterier.
Den kan evt. anvendes om du har et lithiumbatteri tilkoblet i batteribanken og som kræver en særlig opladning.