Vill du ha mer spänning i tillvaron?
Självklart, men när du sitter i båten en varm sommardag med en ljummen öl i handen så är det kanske mer spänning i batteriet som du längtar efter ännu mer?
Förr i tiden så hade vi inte så höga krav på elsystemet i våra båtar. Det räckte att strömmen räckte till ett par läslampor, ekolod och logg, den lilla bilstereon och kanske lanternorna någon gång ibland. Då räckte det att man körde motorn en stund varje dag eller hade en liten solpanel på ruffluckan.
Nu har många av oss visserligen ersatt glödlamporna med LED-lampor men vi har desto mer annat som drar ström. Nu har vi datorn med WiFi, TV:n med 5.1-ljud, navigatorn med stor färgskärm men framför allt så har vi kylboxen och kanske även en frys. Kylarna har utvecklats genom åren och är nu förvånansvärt snåla tack vara bättre styrning och isolering men likväl så drar de en hel del ström så tillsammans så ställer dessa förbrukare höga krav på laddningen.
Hur står det till med laddningen?
Det vanligaste i NF:ens storleksklass är att man har ett startbatteri och ett eller två förbrukarbatterier. Laddningen kommer dels från motorns generator, men numera allt oftare från en eller flera solpaneler. En del har landström som gör att de klarar sig över helgen utan laddning, men för dem som vill vara ute i naturhamnar i en eller flera veckor krävs verkligen att man är självförsörjande.
Ett enkelt sätt att ta reda på hur bra laddning du har från generatorn eller solpanelen är att köpa en tångamperemeter. Det finns dyra och fina sådana från t.ex. Fluke men i detta sammanhang duger det bra med en tång från t.ex. Biltema eller Kjell & Co, bra att veta är att en tångamperemeter även fungerar som multimeter. När du gör mätningen så är det viktigt att batteriet är ganska urladdat. Om det är fulladdat så drar regulatorn snabbt ner laddströmmen vilket då ger alldeles för lågt mätvärde.
Vilka förbättringar kan man göra?
Många NF har kvar originalmotorn som har en generator på ca 30 A. Laddning med 30 A räcker någorlunda långt, åtminstone om man inte har så stora batterier, men många gånger så ger denna generator efter 25 – 30 år betydligt mindre. En orsak kan vara att anslutningarna har ärgat, dels på diverse sladdar på generatorn och motorn men framför allt de på batterianslutningarna. Det kan vara en mycket lönsam investering att ersätta dessa med maskinpressade anslutningar, enklast brukar vara att byta hela kabeln. I båttillbehörsbutiker kan man beställa passande längder men man kan också köpa färdiga längder
En annan orsak kan vara att man har en gammaldags laddningsfördelare – alltså den som fördelar laddningen mellan start- och förbrukarbatteri. Om den består av en diodbrygga så innebär detta att man där får ett spänningsfall på ca 0,7 V. Det låter kanske inte så mycket men det innebär att laddningen, som ska fortgå ända upp till åtminstone 14 V, stannar redan vid strax över 13 V, dvs. långt innan batterierna är fulladdade. En modern laddningsfördelare är antingen elektronisk eller har ett relä istället för dioder och har därför ett minimalt spänningsfall. Priserna för dessa varierar från ett par hundralappar upp till ett par tusenlappar och de flesta gör jobbet i stort sett lika bra men det är lämpligt att undvika de allra billigaste eftersom de har dålig kvalitet vad gäller anslutningar och fukttålighet mm. De som levereras av t.ex. Bosch eller Odelco borde vara i rätt prisnivå.
Solen och solpanelen
Näst efter generatorn så är det solpanelen som vi förlitat oss på för att få laddning. På en NF finns det inte så väldigt mycket utrymme för placering av paneler. Ruffluckan fungerar någorlunda bra men ofta så är det något som skuggar panelen vilket gör att laddningen kan minska till runt en tiondel, åtminstone vad gäller äldre paneler, de modernare är mindre känsliga för partiell skuggning. En del har panelen upphängd på pushpit (populärt kallat akterpulpit) eller på en pinne i aktern – just denna lösning är kanske inte det estetiskt mest tilltalande men är förmodligen den bästa platsen förutsatt att man kommer ihåg att vinkla panelen mot solen. Själv har jag valt att ha en 30 W panel på rufftaket kombinerad med en enkel 25 W panel med aluminiumram som vi flyttar runt. För att den ska ligga stadigt så satte jag dit en kraftig gummilist runt ramen, denna köpte jag på Kuntze & Co, som har mycket som är användbart. För inkoppling så köpte jag en däckskontakt från Hella, denna är gjord av kompositmaterial och helt vattentät och kostade faktiskt nästan lika mycket som panelen. Nåväl, jag satte den framme vid masten eftersom det är där som vi oftast har panelen placerad när vi är i hamn. Under segling så lägger vi den mellan masten och ruffluckan. Där ligger den kvar även i ganska hårt väder, tack vare gummilisten.
Två typer av regulatorer
När man nu har sin solpanel och solen glädjande nog lyser på den så gäller det att ta tillvara på den energi man får från solpanelen. Då gäller det att man har en lämplig regulator. En del verkar anse att regulatorn är onödig – att det är bättre att köra utan. Men att inte använda regulator är dock ett dåligt val. Regulatorn ser till att spänningen inte blir för hög, en solpanel kan nämligen ge 17-18 V, en del ända upp till 22 V, och det är inte alls bra för batteriet när det börjar bli fulladdat. Regulatorn ser till att laddningen sker med rätt spänning och maximal ström och dessutom hindrar den strömmen från att gå bakvägen under natten. Det finns en uppsjö av regulatorer att välja mellan. I båttillbehörsbutikerna finns det mycket att välja mellan men framför allt finns det mycket på nätet, inte minst från alla firmor i t.ex. USA och Australien.
Den äldsta, och ännu så länge vanligaste typen av regulator, arbetar med PWM (Pulse Width Modulation), på svenska pulsbreddsmodulering. Den sänder laddpulser i snabb följd till batteriet och arbetar med två parametrar: cykeltid och tillslagstid. Cykeltiden är normalt fast och tillslagstiden varierar. Är batteriet urladdat blir tillslagstiden under varje cykel lång. Allt eftersom batteriet blir uppladdat så minskar tillslagstiden för varje cykel, vilket gör att laddningen blir i det närmaste konstant. Moderna PWM-regulatorer arbetar dessutom oftast i tre eller fyra steg, vilket gör att batterierna laddas så snällt som möjligt. Kännetecknande för PWM-regulatorn är nämligen att den är väldigt skonsam mot batterierna. Nackdelen är att det är batteriet och inte solpanelen som bestämmer spänningen vilket gör att man sällan får en optimal laddning. Så den som har en PWM-regulator som ändå håller batterierna tillräckligt laddade kan gott och väl behålla den men den som däremot har svårt att få strömmen att räcka till och kanske inte får plats med ytterligare en solpanel ska titta på regulatorer som arbetar med MPPT (Maximum Power Point Tracking), på svenska maximal effektpunktföljning.
Hur fungerar då en MPPT-regulator? Jo, den jämför solpanelens och batteriets spänning och beräknar den punkt där maximal ström erhålles och anpassar spänningen till batteriet efter detta. Vid batteriladdning är det enda som räknas hur mycket ström som går in i batteriet och minst förluster får man om laddspänningen ligger strax över batterispänningen. Med tanke på det vore det bäst om solpanelen gav ca 14,5 V och inte 17-18 V. Att solpanelen ger en så pass hög spänning beror framförallt på att den är känslig för värme och eftersom spänningen sjunker vid stigande temperatur hos solcellerna är det nödvändigt att ha en marginal, annars finns risk att solpanelens spänning sjunker till samma nivå som batterispänningen och då slutar den att ladda.
Ohms lag
Den matematiska formel som är mest användbar när man ska räkna på sitt elsystem med likström är Ohms lag: U = R x I, dvs. spänning = resistans x ström. Eftersom effekten är produkten av spänning och ström kan man även räkna fram formeln P = U x I, dvs. effekten = spänning x ström. Jag ska inte fördjupa mig i dessa formler utan jag rekommenderar att leta på Internet, t.ex. Skyllermarks webbsida där ni kan ladda ner deras ”Elguiden” som är mycket intressant och informativ.
Allt på en gång eller lite i taget
Detta område tycker jag själv är mycket intressant och det finns mycket att välja mellan för den som vill modernisera och förbättra sitt elsystem. Visst kan det vara lockande att byta hela elsystemet men det kräver en hel del pengar, kunskap och väldigt mycket tid. I stället så kan det vara bättre att gå igenom systemet bit för bit för att identifiera bristerna och åtgärda dem. Batterikablarnas dimensioner och anslutningar är en lämplig start, efter det kan man kolla efter bristfälliga anslutningar, t.ex. sockerbitar som inte är lämpliga i marin miljö. Om laddningsfördelaren är av diodtypen så ska den definitivt bytas till en med t.ex. relä.
Om det är dags att byta laddningsfördelaren och du även tänker byta solpanelens regulator från PWM till MPPT så kan det vara en god ide att titta på laddaren CTEK D250S DUAL. Till denna kopplar du både generatorn och solpanelen. Ur laddaren får du då en optimerad femstegsladdning på upp till 20 A. Om du vill ha möjlighet till mer laddning så kompletterar du med SMARTPASS som kan ge upp till 80 A. En finess med CTEK D250S DUAL är att den börjar med att ladda förbrukarbatteriet, endast när detta är fulladdat så laddas startbatteriet. Många andra regulatorer gör tvärt emot, de börjar med att ladda det förmodligen redan välladdade startbatteriet. Om man t.ex. ska köra motorn en kortare stund vill man helst att enbart förbrukarbatteriet laddas. Nästa gång kör man kanske längre, då får även startbatteriet laddning.
Om du har en trasig eller dålig laddningsfördelare och inte är sugen på att försöka koppla in en ny så finns varianten att köpa en solcellsregulator som kan ladda två olika batterikretsar separat, ofta kan du välja i vilken ordning laddningen kan ske. Då kan generatorn få ladda enbart förbrukarbatteriet och startbatteriet likväl få sin laddning från solpanelen, startbatteriet belastas ju väldigt lite på en mindre segelbåt. Ett exempel på en sådan regulator är Morningstar Sunsaver Duo.
Jag hoppas att jag med denna artikel har väckt åtminstone ett visst intresse för att se över elsystemet. Att förbättra en bit i taget är inte så svårt, det gäller bara att sätta sig in i hur det fungerar – gärna innan man börjar! Ta gärna bilder på hur sladdar och annat satt innan du börjar riva. Kanske denna, som det verkar, tidiga vår är lämplig för att påbörja arbetet?
Henrik Waldinger, SWE 265
