Mobilna verzija spletne strani še ni na voljo.

HARPOON elektronika, d.o.o., Hrastovec 14, 1236 Trzin

Zemljevid

ALTERNATOR IN PAMETNI REGULATOR

Polnenje z alternatorjem

Ob normalni uporabi vozila je akumulator praktično vedno poln. Večje porabe energije v vozilu ne pokriva energija akumulatorja temveč alternator, ki je dimenzioniran za vsako vozilo posebej. Tak sistem je energetsko uravnotežen, saj je porabljena energija ob zagonu dopolnjena v izredno kratkem času, celotno potrebo po energiji pa zagotavlja alternator.
Hibridna vozila imajo večje “kombinirane” akumulatorje, ki zagotavljajo napajanje za sisteme vozila med pavzo motorja, ko stojimo v križišču ali v koloni.

Na jadrnici se srečamo s popolnoma drugačnim režimom delovanja. Na jadrnici motor startamo le občasno, zato večino časa akumulator samostojno napaja električne porabnike. Akumulator se zaradi tega izprazni globje. Zaradi napetostne regulacije klasičnih alternatorjev na 14,4V je polnenje na začetku zelo hitro, vendar v kratkem času zaradi zvišanja notranje upornosti akumulatorja polnilni tok pade. Da bi s klasičnim alternatorjem napolnili akumulator bi moral motor teči vsaj 5 ur n več. Energija (Wh) katero shranimo v akumulatorje je produkt moči(W) in časa(h) in ker polnilni tok in s tem moč pada je potrebno toliko dlje polniti, da nadomestimo porabljeno energijo.

ALTERNATOR REGULATOR regulira tako, da z dvigom napetosti kompenzira ta efekt in zagotavlja polnjenje z maksimalnim razpoložljivim tokom alternatorja.

Idealni sistem na jadrnici bi moral imeti kvalitetne ciklične akumulatorje, katere bi bilo možno izprazniti čim globlje, močan alternator in obvezno kvaliteten pametni alternator regulator, da bi lahko porabljeno energijo nadomestili v čim krajšem času. To velja predvsem za plovila na katera ne moremo vgraditi solarnih panelov saj solarni paneli drastično zmanjšajo potrebo po hitrem visokotokovnem polnjenju.

Slika: Notranja shema alternatorja in klasičnega regulatorja

Pametni alternator regulator
Priklop Smart Alternator regulatorja na Alternator in klasično vezavo na plovilu.

V kolikor imamo na plovilu vezan alternator na baterije preko ločilnih diod, Smart alternator ne bo deloval, če na priključku B+ ne bo prisotne napetosti. Nekatere ločilne diode imajo označen tisti izhod, ki nazaj proti alternatorju daje nekaj toka. V kolikor napetost na B+ na alternatorju ob zagonu ne bo prisotna je potrebno ločilne diode odstraniti in povezati akumulatorje z Batery Combinerjem. Vezavo alternatorja na baterije s pomočjo ločilnih diod močno odsvetujemo še posebej pri izdelavi nove močnostne instalacije.

Slika Polnenje akumulatorjev z alternatorjem preko ločilnih diod.

Poleg prej omenjenega efekta zmanjševanja polnilnega toka diodni delilnik še dodatno zelo neugodno vpliva na polnjenje akumulatorjev saj je na njih prisoten padec napetosti normalno celo okoli 0,7V kar je z vidika polnjenja akumulatorjev na plovilu katastrofalno ne glede na tip baterij!

Slika: Vezava z Batery Combinerjem, če na plovilu že obstaja stikalo za start v sili.

V kolikor stikala za vklop v sili nimate potem ga niti ne potrebujete montirati, saj njegovo vlogo lahko prevzame tudi Batery Combiner v kolikor priklopite Start Asist kot sledi na naslednji shemi.

Slika: Vezava z Batery Combinerjem in stikalom za start v sili

Za podrobnejši opis si preberite OSNOVE ELEKTRIČNIH NAPELJAV NA PLOVILIH…

Smart Alternator regulatorji na trgu
Na trgu je kar nekaj “pametnih” regulatorjev. Nekateri nosijo samo takšno ime, v praksi pa delujejo katastrofalno. Stestiral sem večino renomiranih regulatorjev in moram reči, da niti enega od teh ne moremo direktno namestiti na obstoječi alternator brez predelave. Med vsemi alternator regulatorji se je daleč najbolje pokazal Alpha pro Mastervolt. Starejšim modelom je bilo potrebno omejiti tok pobude in vgraditi termično stikalo, da se alternator ni pregrel, ko motor ni deloval na optimalnih obratih. Po zagonu motorja alternator deluje za čas manevra s plovilom pod minimalnimi obrati, kar pa ne zadostuje za dobro hlajenje. Po startu motorja je alternator najbolj obremenjen. Omejitev toka alternatorja je pomembna tudi zaradi navora, še posebej, če originalnega jermenskega pogona na motorju nismo pripravljeni predelati.

Novim ALPHA PRO ALTERNATOR SMART REGULATORJEM je možno s posebnim USB vmesnikom nastaviti tok in ostale parametre in dograditi temperaturni senzor alternatorja, ki zmanjša tok polnjenja ob previsoki temperaturi.

Alternator mi pri izračunu predstavlja:
– idealen napetostni vir kadar ima vgrajen klasičen napetostni regulator 13,8V
– idealen tokovni vir kadar ima za pobudo zunanji pameten regulator.
Najbolljše rezultate imamo z visoko tokovnimi alternatorji Mahle (prej Iskra)

Za pogon alternatorja potrebujemo naslednja jermena/jermenice:
– do 60A, 1x10mm
– do 90A, 1x13mm
– do 120A, 2x10mm
– za večje tokove široke mikro jermenice z oprijemom najmanj 270° Izvedba je izjemno zahtevna. Priporoča se uporaba natezalca jermena, kot je to izvedeno pri vozilih.
Zelo pomembno je da so jermenice izdelane iz ulitka in nikakor iz aluminija, kajti ob trenju se poovršina zapolira in prične drseti nato pa se naredijo kanali ki pričnejo cefrati jermena. Na začetku ko še nisem imel dovolj izkušenj mi je jermen 2x13mm zdržal le okoli 50 ur obratovanja, sedaj ko je predelan na standardno vlito jermenico pa jermena po 2.000 urah obratovanja še nisem potreboval menjati.

Slika: predelava starejših tipov pametnega alternator regulatorja. Primerno tudi za nove v kolikor nimate možnosti nastavitve parametrov.

ODGOVORI NA NAJBOLJ POGOSTA VPRAŠANJA O POLNJENJU Z ALTERNATORJEM NA PLOVILU

– Ali je 13,5 kW Yanmar motor dovolj močan za tak »pametni« način polnjenja?
Vsakemu alternatorju je možno omejiti maksimalni tok (z diodami pred field navitjem) in ga prilagoditi motorju. Problem je predvsem v tem, da originalni alternator ni delan za tako velike obremenitve, zato predlagam najprej nakup pametnega regulatorja in predelavo OBSTOJEČEGA alternatorja (velja za močnejše od 70A). Če bo preživel torturo testa, bo deloval tudi naprej. Naslednji in najbolj možen scenarij pa je zamenjava z ustreznejšim ter kar je IZREDNO pomembno, imeti mora dvojno jermenico (ne struženo ampak iz gusa ulito!!!!) v kolikor maksimalni tok presega 70-80A drugače bo jermen trpel in hitro ga bo pobralo. Največji problem alternatorja je vsekakor pregrevanje pri nizkih obratih. Pri plovilih je ravno to največji problem saj je motorni prostor ponavadi dobro zaprt in vroč zaradi motorja. Takoj po startu motorja zaradi manevriranja plovila ni možno imeti gasa na višjih obratih, akumulatorji pa so lačni energije in “cuzajo” alternator do kraja. Revež tega ne zmore in prične “švicat” obenem pa se temperatura okolice naglo dviga. Regulator ga “tera” “daj še” in ker je vroče in ker so akumulatorji prepožrešni pride lahko do točke, ko se bo alternator pregrel in najprej deloval z zmanjšano močjo kmalu pa bo začelo tudi smrdet. Da se to ne bi zgodilo obstaja nekaj varnostnih trikov. Prava je pravilna izbira ali predelava alternatorja, pravo razmerje jermenic, omejitev toka, in temperaturni senzor na ohišju alternatorja, ki dodatno omeji maksimalni tok, da se ob danih obratih alternator pohladi in zoper oživi ter posluša svojega pametnega (pametni regulator) gospodarja. Sliši se komplicirano vendar dejansko sploh ni, ko enkrat veš za kaj gre. Glede na specifične energetske potrebe na plovilih bi se tega proizvajalci morali zavedati in to vgrajevati že ob nakupu plovila. Praktično vsako novo plovilo izpod “čekiča” od Bavarie do Halberg Rassi-ja kot bi rekli je po mojih merilih s tega vidika neustrezno, nedokončano – pol izdelek. Lani sem predelal še ne tako starega Halberg Rassija, naredil načrt, ki ga je pred izdelavo poslal lastnik v HR in dobil pozitiven odgovor niso pa znali lastniku pojasniti zakaj že na začetku niso tako naredili. Tako delajo vsi zaradi konkurenčne cene in zaradi tega, ker proizvajalci motorjev pač slepo montirajo avtomobilsko klasiko.


– Ali rabim drug alternator (barka Elan, letnik 1997, najbrž notri navaden avtomobilski)?
Zaenkrat bi bilo treba obstoječega predelat in videti, če bo dovolj vzdržljiv. Še vedno ga lahko zamenjate kasneje po montaži pametnega regulatorja.

– Kje dobim pametni regulator polnjenja za alternator in kateri bi bil primeren?
Za pametni način polnenja ni dovolj le smart regulator ampak je potrebno predelati alternator tako, da se odklopi obstoječ vgrajen regulator in zveže priklop pobudnega navitja na zunanji priklop. Cenik regulatorjev najdete na strani CENIK ali pošljite povpraševanje.

– V kolikem času je realno dopolniti akumulator 130Ah v takem sistemu?
Odg: Kot prvo bi na tako plovilo dal vsaj 3 akumulatorje po 115Ah pri C5. Isti akumulator vam bo pri C20 zagotavljal 135Ah in pri C100 CELO 150Ah – ISTI.
Torej z manj toka kot ga prazniš večji je izkoristek, zato se izbere akumulatorje glede na dejansko porabo in ob upoštevanju globine praznenja. Akumulatorje ne smemo vedno prazniti do maksimalne dovoljene izpraznitve, ker mu s tem izjemno skrajšamo življensko dobo. Za 130Ah dnevne porabe bi svetoval 3 ciklične akumulatorje najmanj 260Ah.

Maksimalni tok polnenja za akumulatorje (mokri=30% C, AGM do 50% C nekatere celo več, Gel do 17% C)
Dopolnjevanje 130Ah energije traja koliko časa:
Trakcijski ali poltrakcijski akumulatorji. Ob upoštevani globini praznitve (DOD) do 50%.
minimalna kapaciteta banke za 130Ah dnevno: najmanj 260Ah
max tok polnenja: 260Ah*30% = 78A
čas polnenja: 130Ah/78= 1,6h
AGM: Ob upoštevani praznitvi do 60% DOD.
minimalna kapaciteta banke za 130Ah dnevno: najmanj 220Ah
max tok polnenja: 220Ah*50% = 110A
čas polnenja: 130Ah/110= 1,18h
GEL: Ob upoštevani izpraznitvi do 60% DOD
minimalna kapaciteta banke za 130Ah dnevno: najmanj 220Ah
max tok polnenja: 220Ah*17% = max samo 37A
čas polnenja: 130Ah/37= 3,5h

POZOR manjša kot je globina praznenja DOD, daljša je življenska doba akumulatorjev ne glede na izvedbo !!!!

– Kako polnit dve banki? Tega z diodnimi razsmerniki ne kupim! Tega z različnimi stikali… Tudi ne kupim! Avtomatski releji za odklop… Tudi to ne kupim!… (vprašanje z enega od forumov)
Odgovor:
Vse je odvisno
– od namena plovila (plovilo za prosti čas, delovno plovilo, jadrnica na poti okoli sveta.
– od načina uporabe (čarter, lastniško plovilo, kombinacija)

Poglej najprej naj povem, da akumulatorje startne in servisne (house) lahko polnimo tudi z samo z enim alternatorjem brez kakršnih koli tehničnih ovir. Kako in na kakšen način izvesti VZPOREDNO polnenje pa je triki in tu je treba biti zelo pazljiv, da glede na izbrani način vse štima na koncu.

Poglej za barko, ki bo šla na pot okoli sveta (nekaj se jih je vrnilo, nekaj jih je še na poti, nekaj pa se jih ta hip še gradi) vedno svetujem dva alternatorja. Eden polni startne baterije drugi večji pa servisne. Ampak za primer okvare enega od alternatorjev pa vedno izdelam še emergency varianto polnenja.

Variant je res več in je treba najti najprimernejšo varianto za posamezno plovilo in to se ne da posploševati, zato tvoj “tega ne kupim…” z lahkoto v konstruktivnem dialogu popolnoma upravičim za posamezen namen. Največkrat se celo poslužujem kombinacij.

Sedaj pa poglej, če uporabljaš klasični alternator s klasičnim vgrajenim napetostnim regulatorjem kot jih ima 98% vseh bark potem se nimaš česa bat, ker bo velik tok tekel samo prvih nekaj minut nato pa bo eksponencialno padal zaradi naraščanja notranje upornosti akumulatorja (banke). Napetostni regulatorji ne znajo kompenzirati ne upornosti, ne temperaturnih pogojev niti nimajo popolnoma nobene druge logike kot to da vzdržujejo napetost na 13,8V – 14,2V. Narejeni so za avtomobile in ne za barke, kjer po končani vožnji skoraj nimamo več porabe in zato je dovolj, da dajo od sebe le toliko energije kot jo potrebuje vozilo med vožnjo ter nekaj malega viška, da se polni aku.

Popolnoma isto situacijo imaš na barki zato se akumulatorji nikoli ne uspejo napolniti do konca. 70A alternator bo prvih nekaj minut polnil na polno z 70A (8 minut) nato bo tok polnenja pričel padati (I=U/R, Napetost je konstantna, upornost raste in zato se tok zmanjšuje) naslednjih 5 minut bo alternator polnil le še z 35A nato pade na 20A do nekje 15A. Torej se bo akumulator napolnil v 30minutah le z energijo okoli 25Ah kar je zelo zelo malo. Zato pa moraš nenehno gnat alternator, da sploh kaj nafilaš pa še v tem primeru imaš negativno bilanco saj boš napolnil akumulatorje do konca šele takrat, ko bo produkt časa in polnilnega toka enak porabljeni kapaciteti. Izračunaj si koliko časa bi potreboval za napolniti samo 100Ah. Po oceni tam med 6-8 ur !!!???!!?? In to naj bi bil sistem polnenja za plovila.

Dokler navtiki ne boste dojeli, da bi VSI MORALI PRITISNITI na proizvajalce plovil, da pričnejo vgrajevati ustrezne alternatorje z ustreznimi regulatorji se na tem področju ne bo zgodilo nič. Sicer pa zadeva od marine do marine itak špila, kar je za prodajo po njihovem itak dovolj dobro. To je stvar profita, zato imajo tovrstne sisteme vgrajene največ skandinavska plovila, kjer cenijo kvaliteto.

Dober sistem polnenja recimo z ENAKO MOČNIM ALTERNATORJEM 70A vendar z ustreznim regulatorjem bi 100Ah porabljene energije napolnil v točno uri in pol. Zakaj? Pametni regulator tipa temperaturo akumulatorja in napetost na priključnih sponkah akumulatorja (ne alternatorja) in drži pobudo alternatorja na nivoju, ki omogoča da napetost ne naraste več kot 14,5V (max14,7V) ob polnem polnilnem toku 70A (bulk charge).

Če želiš večino časa preživeti na sidru in na polno uživati ne, da ti motor ropota vsak dan potem je potrebno na energiji nekaj narediti.
Osebno veliko več časa na plovilu preživim v jesenskih in zimskih mesecih zato mi je tovrstni način polnjenja zelo pomemben.

Vse novice