Laddar en större generator mer?

Följande artikel publicerades första gången i Båtliv nummer 3 2006. Text: Stefan Skyllermark.

Nej, den laddar oftast inte mer. Alla försök att ladda fortare förstörs väldigt ofta av för få batterier eller batterier som är för sulfaterade. Är då investeringen i en större generator helt värdelös? Ja, om man inte ser till att batteribanken har tillräcklig laddmottaglighet och att kablar och kopplingar har tillräckliga dimensioner och inte är oxiderade. För att åskådliggöra detta har vi mätt på Volvo Pentas nya 115 ampere (A) generator.

Motstånd

Istället för att prata om laddmottaglighet borde man prata om motstånd. Laddmottaglighet låter positivt medan det i verkligheten egentligen bara handlar om motstånd. Batterierna gör så mycket motstånd de kan för att inte bli laddade. Om vi bryter ned det motståndet genom att ladda för brutalt förstörs batterierna så småningom genom att materialet i blyplattorna korroderar. Vattnet kokar också bort hela tiden. Observera att om en del av plattorna blivit torra en enda gång är den delen förstörd. Dessutom bildas knallgas och ovanstående visar att brutalitet inte passar något vidare i båtar. När man laddar truckbatterier är man dock ofta brutalare och laddar vid högre spänningar men de batterierna är tyngre och är konstruerade för de högre spänningarna i och med att man skickat med mer bly för att man ska ”ha råd” att korrodera bort bly.

Man måste ställa upp på batteriernas krav

Blybatterier är kinkiga. Många tror att det är regulatorn på generatorn som reglerar laddningen men det är fel. Det är batterierna som reglerar laddningen genom det elektriska motstånd de har. Ett batteri är ett sorts variabelt motstånd där motståndet är lägst när batteriet är urladdat och högst när batteriet är laddat. En lämplig spänning att ladda ett båt eller bilbatteri vid är 14,4 volt (V). Således ser generatorns regulator till att spänningen inte överstiger 14,4 V vid slutet av laddningen. Men den spänningen måste finnas ända framme vid batterierna och inte bara vid generatorn. Det ställer krav på kablar och kopplingar och deras hållbarhet. Om kablar och kopplingar oxiderar stiger spänningsfallet i dem och laddningen kommer gradvis att försämras allteftersom oxideringen fortskrider.

Men gör då regulatorn på generatorn inget mer? Jo, den allra viktigaste uppgiften är naturligtvis att begränsa strömmen, i detta fall 115 A, för att generatorn inte ska brinna upp. Men generatorn är tillverkad för att verkligen klara 115 A och för att kunna göra det måste den tillåtas bli ordentligt varm eftersom förlusterna måste avges som värme till omgivningen. Detta är helt oproblematiskt eftersom motorrummet ändå måste ha insugningluft till motorn. Vidare kan man se, även på våra mätningar, att generatorer levererar lite mer än deras märkström, särskilt när de är kalla.

laddar-en-storre-generator-mer-penta.jpg

Bilden visar Volvo Pentas nya 115 A generator som de flesta av deras nya dieslar nu är utrustade med. Det har tagit tid. En vanlig familjebil har sedan många år haft generatorer i ungefär den här storleken, medan båtar har fått nöja sig med knappt hälften så stora generatorer trots att motorerna varit mycket dyra. Således har vi väntat länge på att denna uppgradering skulle komma till båtbranschen. Visst är vi helt beroende av tekniknivån på bilsidan eftersom det är där volymerna finns, men i detta fall har det tagit för lång tid. Nu gäller det dock att ta vara på karamellen och göra det bästa av situationen. Då måste vi titta över laddmottagligheten hos batteribanken och också kolla att spänningsfallet från generator till batterierna är tillräckligt lågt. Annars får man ingen nytta alls av den större generator man installerat.

Regleringen av laddningen

Batterierna reglerar laddningen själva genom att öka sitt elektriska motstånd (ohm). Om motståndet ökar till det dubbla blir strömmen hälften så stor exempelvis. Batteriet ändrar sitt elektriska motstånd hela tiden under laddningsförloppet och det elektriska motståndet är störst i slutet av laddningen och skyddar därför batteriet från överladdning. Vid 14,4 V blir dock strömmen inte noll ampere men som vi visade i förra artikeln i denna tidning, lyckas ett modernt märkesbatteri begränsa överladddningen till mycket låga nivåer. Det finns andra regulatorer att köpa som växlar spänning och går ner till ca 13,8 V för att begränsa överladdningen ytterligare, men de är dyra och helt onödiga för de allra flesta. Detta eftersom det är först efter ca fyra timmars kontirnuerlig motorkörning som överladdningen börjar och är då också är mycket blygsam på ett modernt märkesbatteri.

Max laddning

Batterierna tar helt naturligt emot en större laddström om de är mer urladdade. Eftersom man av ekonomiska skäl inte bör ladda ur batterierna mer än till hälften är det där vi börjar våra laddningar, vid 12,3 V på ett obelastat batteri. Max laddning, 115 A i detta fall, får man inte om man bara har ett batteri. Inte ens i några sekunder. Det börjar på ca 60 A. Har man två batterier kan man få uppleva den fullständiga lyckan i några minuter i alla fall. Det är först med fyra batterier man börjar kunna se vitsen med sin nya investering i en större generator. Då får man njuta av full laddning i nästan 40 minuter. Observera att i våra mätningar är batterierna nya och kablar och kopplingar bra. Med tre år gamla batterier blir det mer likt exemplet med två nya batterier. För att visa vad det betyder med dåliga kablar och kopplingar fortsatte vi att mäta på det bästa alternativet nämligen fyra batterier. Om vi har ett ynkligt spänningsfall på 0,7 V i pluskabeln blir strömmen inte alls 115 A längre utan man får nöja sig med mindre än hälften. Om man stoppar in ett spänningsfall även på minussidan på 0,7 V hamnar man ännu mycket längre från 115 A, nämligen på ca en tiondel av det. Spänningsfall på 0,7 V har man i en skiljediod eller i en dålig kabel eller i några oxiderade kopplingar till exempel. För laddningen är det mycket illa, men man kan ju glädja sig åt att det är rätt enkelt att åtgärda. Lite knepigare kan det ibland vara att hitta nya platser för fler batterier. Där är det viktigt att tänka på att batterier faktiskt inte behöver stå tillsammans i en prydlig rad, utan att det kan vara långt emellan dem. Det är bara att se till att de är rätt ihopkopplade (parallellkoppling).

laddar-en-storre-generator-mer-graf.gif

Bilden [uppe till vänster] visar hur mycket 115 A generatorn laddar två 80 Ah batterier. Den gröna ytan motsvarar hur mycket laddning (Ah) man fått på en timmes laddning

Bilden [nere till vänster] visar hur mycket 115 A generatorn laddar fyra 80 Ah batterier. Man kan också se att fyra batterier är för lite om man vill ha full laddning i en timme och således kunna göra den enkla beräkningen, 115 A x 1 h =115 Ah. En timme är inte särskilt lång tid och ändå hinner batteriernas motstånd (ohm) mer än dubbleras. Däremot kan man se att man kan ladda 50 Ah på mindre än en halvtimme. På en förbrukning på 50 Ah/dygn kan man klara kylskåp, lyse och värmare.

Bilden [uppe till höger] visar vad som händer om man har spänningsfall. Ett spänningsfall på ynka 0,7 V räcker för att ta bort mer än halva laddningen. En skiljediod har ofta 0,7 V i spänningsfall t. ex.

Bilder [nere till höger] visar att det spelar ingen roll om man har en stor kapacitet hos generatorn om man har spänningsfall i kablar och kopplingar. Ett spänningsfall på 1,4 V tar bort det mesta av laddningen. Man får kvar kanske 10% av laddningen.

Flera generatorer

Flera generatorer som laddar samtidigt på samma batteribank är normalt inga problem. Det gäller solpaneler etc också. Det beror på att alla dessa utrustningar måste ha backspärrar för strömmen. Annars skulle strömmen gå baklänges i generatorn när motorn slutar snurra, och solpanelen skulle dra ström på natten när solen slutat lysa. Däremot blir det alltid någon ”laddare” som får slita mest, men det är ganska betydelselöst vilken det blir. Alltså kan man montera en generator till på motorn, om generatorn får plats och motorn orkar.

Om batterierna i testet

För testen med 115 A generatorn använde vi ett mycket vanligt batteri, Tudor marinbatterier på 80 amperetimmar (Ah). Det är ganska bra på att släppa fram laddströmmen, ungefär som Vartas motsvarighet. Om man använder gelbatterier måste man lägga på ett antal procent ytterligare vikt för att få samma laddresultat som vi fått (och mycket mer pengar). Hade vi använt spiralcellsbatterier som Optima batterier hade vi å andra sidan kunnat ta bort ett antal kilo. Samtidigt hade vi dock blivit av med väldigt mycket mer pengar, varför man bör vara mycket intresserad av låg vikt för att det ska vara intressant.