Akut

Akut

Guyline 95:n akkupaikka sijaitsee moottorikotelon takana penkin alla. Paikassa on juuri sopiva syvennetty tila kahdelle n. 80Ah:n akulle, joihin tulee vielä laskuituinen kansi. Akut pysyvät varmasti tukevasti paikallaan, mutta kapasiteetti on vähäinen nykylaitteille (lämmittin, jääkaappi, plotteri, autopilotti ym.) ja akkujen ympärille jää turhaan käyttämätöntä tilaa.

Heikolaatuinen kuva alkuperäisistä akuista

Tässä yksilössä akut oli eroteltu diodilla. Diodi estää virran kulun toiseen suuntaan, eli virta pääsee kulkemaan laturilta molempiin akkuihin, mutta käytössä laitteet pystyvät syömään virtaa vain akulta, johon ne on liitetty. Näiden lisäksi huviakkuun oli yhdistetty aurinkopaneeli. Akulta lähteviä kaapeleita ei ollut suojattu asianmukaisesti sulakkeilla. Eikä veneessä ollut maasähköä.

Oli selvää, että tarvitaan isompi huviakku ja starttiakku halutaan pitää erillisenä. Mielestäni diodisysteemi ei ole hyvä varsinkin, jos huviakusta tehdään huomattavasti suurempi, joten sekin saisi lähteä. Lisäksi halusin veneeseen maasähkön, jotta akkuja voisi ladata satamassa aina kun on sähköä saatavilla.

Aikani mittailtuani päädyin lopulta sijoittamaan starttiakun veneen takaosaan ja ison huviakun vanhojen akkujen tilalle.

Uusi peti starttiakulle. Kuvassa oikealla maasähkökeskus.

 Vedin starttiakulle 50mm² kaapelit, koska akku siirtyi kauemmas moottorista ja starttivirrat voivat olla melko suuria. Suojasin plus kaapelin akun päässä 200 amppeerin automaattisulakkeella.

200A automaattisulake

Automaattisulakkeen ostin paikallisesta autohifiliikkeestä vajaalla parilla kympillä. Täsmälleen samanlaisia  myydään venetarvikeliikkeissä 50-150 eurolla.

Akku kotelossaan

Alla olevassa kuvassa näkyy huviakun paikka. Syvennyksen molemmille puolille jää turhaan tyhjää tilaa, jonka voisi käyttää hyödyllisemmin. Vasemmalta valkoinen maasähköpistorasia, CTEK M200 maasähkölaturi, CTEK D250S DUAL akunhallintayksikkö, NASA Clipper BM-1 akkumonitorin shuntti ja 100A automaattisulake. Automaattisulake suojaa syöttökaapelia, joka menee sulaketaululle. CTEKin maasähkölaturit ovat yleisesti ottaen hyviä toiminnaltaan, ne osaavat ylläpitolatauksen, mittaavat akun lämpötilaa ja niistä löytyvät kaikki muut tärkeät toiminnot, mutta niiden asennukseen ei ole kiinnitetty riittävästi huomiota. Johtoja ei voi lainkaan vaihtaa, eikä lyhentääkään helposti. Lisäksi johtojen päässä olevat ruuvireiät on ilmeisesti tarkoitettu vain jonkilaiseksi koristeeksi, koska ruuveja ei saa ruuvattua paikalleen kuin korkeintaa jotenkin hyvin vinossa kulmassa.

Huviakun paikka

Tilan  pohjarakenteen voisi muokata suhteellisen helposti sopivaksi kolmelle 80Ah:n akulle. Reunukset voisi sahata pois ja laittaa hieman uutta lasikuitua tai laittaa jonkin pohjalevyn jatkumaan kolojen ylitse, Mutta aikaa oli niin vähän, että päädyin hankkimaan yhden ison akun, joka sopii juuri ja juuri tuohon tilaan.

Ritar RA-260 AGM akku

Tilaan mahtui juuri ja juuri Ritar 260Ah AGM akkku. AGM akuissa elektrolyytti on sidottu lasikuituun, jolloin ne eivät vuoda, mutta ova myös samalla hieman tavanomaista lyijyakkua kalliimpia. Mitä isompi akku, sitä enemmän sille kertyy painoa, tälle akulle painoa kertyi 74kg. Sitä ei ole ihan kevyt siirrellä

Kaavio pääsähköistä

Tuli tehtyä sen verran muutoksia, että piti tehdä oikein kaavio pääsähköistä. Järjestelmästä tuli loppujen lopuksi aika yksinkertainen ja helposti hahmotettava.

Järjestelmässä on pohjimmiltaan kaksi toisistaan erillään olevaa"piiriä". Huviakun piiri (1) ja käynnistysakun piiri (2). Kumpikin piiri on suojattu akun päässä isohkolla automaattisulakkeella, joka estää piirin täydellisen oikosulun, josta voisi aiheutua akun rikkoutuminen tai tulipalo.

Huviakun piiri ja käynnistysakun piiri

Huviakulta lähtevät johdot sulaketaululle, josta saavat virtansa kaikki muut laitteet paitsi moottori. Miinus kaapeli on katkaistu akun päästä ja yhdistetty akkumonitorin shuntilla. Shuntilta lähtevät omat mittausjohtimet akkumonitorille, mutta niitä ei näytetä kuvassa. Käynnistysakku on puolestaan yhdistetty vain moottoriin.

Huviakun lataukseen on kolme eri järjestelmää, moottorin laturi, aurinkopaneeli ja maasähkölaturi. Seuraavassa kuvassa näytetään, miten  moottorin laturi on yhdistetty huviakkuun Ctekin akunhallintayksikön kautta.

Huviakun lataus moottorin laturilla

Akunhallintayksikkö erottaa piirit toisistaan niin, että huviakkuun liitetyt laitteet eivät pysty "syömään" käynnistysakun varausta. Se ottaa virtaa käynnistysakun piiristä huviakulle vain silloin, kun moottori on käynnissä ja laturi tuottaa virtaa. Lisäksi se säätää latausjännitettä huviakulle siten, että huviakku saadaan aina optimaalisen täyteen. Miinus johtimet liitetään tässä yhteen, koska piiri voidaan katkaista katkaisemalla vain toinen johdin, tässä tapauksessa plus johdin, jolloin miinus johtimet saavat olla koko ajan yhdessä.

Seuraavassa kuvassa järjestelmään on liitetty aurinkopaneeli.

Huviakun lataus aurinkopaneelilla

Aurinkopaneeli tarvitsee aina kaverikseen jonkinlaisen lataussäätimen, joka muuttaa aurinkopaneelin tuottaman jännitteen akulle sopivalle tasolle. Ctekin akunhallintayksikkö sisältää jo itsessään ns. MPPT lataussäätimen, joten aurinkopaneelilta tulevat johtimet liitetään suoraan siihen ilman mitään välisäätimiä. Samalla kun akunhallintayksikkö säätää aurinkopaneelin jännitteen sopivaksi, se estää akun ylilatauksen silloinkin, kun sekä aurinkopaneeli että moottorin laturi tuottavat yhtä aikaa virtaa.

Kolmas lataustapa on maasähkö, joka on liitetty mukaan alla olevassa kuvassa.

Huviakun lataus maasähköllä

Ctekin ohjeen mukaan maasähkölaturi liitetään suoraan huviakkuun. Huomioi että maasähkölaturi ja kaikki muutkin miinusjohtimet liitetään akkuun siten, että shuntti jää akun ja johtimen väliin. Siten kaikki virta mikä kulkee akkuun ja akusta pois, kulkee aina shuntin kautta, jolloin akkumonitori pystyy mittaamaan milloin ja kuinka paljon akkua ladataan tai puretaan ja siten arvioimaan kuinka kauan akussa on virtaa jäljellä kyseisellä kulutuksella tai kuinka kauan kestää ladata se täyteen.

Jos huviakun haluaisi rakentaa kahdesta pienemmästä akusta, kytkettäisiin kaksi pienempää akkua yksinkertaisesti rinnan, eli plussat yhteen ja miinukset yhteen ja muutoin kytkennät tehtäisiin samalla tavalla. Erillisten akkujen olisi hyvä olla täsmälleen samanlaisia tai ainakin samalla kapasiteetilla ja saman ikäisiä, jotta niiden välille ei tulisi balanssieroa. Huonossa tapauksessa huono akku heikentäisi myös paremman akun ikää.

Akkumonitori

Akkumonitori NASA BM-1

Jollet tiennyt, niin akun jännitteestä voi periaatteessa päätellä akun varaustilan, eli kuinka täynnä akku on ja ladataanko sitä, koska latausjännite on korkeampi kuin akun jännite maksimissaan. Siksi monissa veneissä on ihan perus jännitemittari (volttimittari) asennettuna mittaritauluun. Virtaa mittaamalla taas nähdään kuinka nopeasti akkua "syödään" tai ladataan. Jännite mittaus on yksinkertaista, se mitataan akun napojen väliltä ja siihen ei tarvita kummoisia johtimia. Virta mitataan kuitenkin katkaisemalla toinen akulle menevistä johtimista ja johtamalla virta mittarin "läpi". Vaikka se saattaa kuulostaa yksinkertaiselta, niin kaikki akulta lähtevä virta menee silloin mittarin kautta ja suurivirta= paksu kaapeli, kun ohut kaapeli = suuri lämpötila + suuri häviö ja tulipalovaara. Siksipä autotarvikeliikkeissä yleensä myytävät kiinteästi asennettavat pyöreät virtamittarit eivät ole hyvä ratkaisu tähän tarkoitukseen. Parempi tapa on katkaista kaapeli hyvin läheltä akkua, laittaa siihen väliin ns. shuntti ja mitata shuntin yli menevä virta. Tähän mittaukseen tarvittavat kaapelit ovat ohuita, eikä niiden kautta mene suuria virtoja.

Pelkät jännite ja virtamittarit antaisivat niitä lukea osaavalle henkilölle suunnilleen tarpeelliset tiedot, mutta kun ne yhdistetään älykkääseen akkumonitoriin, saadaan tiedoista helpommin enemmän irti. Akkumonitoriksi valitsin NASA Clipper BM-1 akkumonitorin, jossa tulee mukana shuntti ja tarvittavat johdot. Se on koteloitu siten, että sen voisi asentaa myös ulkotilaan. Kun etsin sopivaa akkumonitoria, se oli osto hetkellä edullisin vaihtoehto. Siitä on olemassa myös ns. Compact versio, joka on pienemmällä näytöllä ja voidaan asentaa pintaan upottamatta sitä. Suurin ero on se, että siitä puuttuu toisen akun jännitteen mittaus. Se ei ole suuri puute, koska isommassakaan versiossa ei ole jännitteen mittausta tarkempaa monitorointia starttiakulle. Hinnassakaan ei ole kovin suuria eroja, joten ehkä suurin kysymys onkin siinä, löytyykö isommalle versiolle sopiva asennuspaikka.

En tiedä onko tämä paras mahdollinen akkumonitori, koska minulla ei ole kokemusta muista valmistajista, mutta se on toiminut toistaiseksi hyvin ja siinä on selkeä ja yksinkertainen näyttö. Se monitoroi pääasiassa huviakkua, mutta siinä on mahdollisuus liittää jännitemittaus käynnistysakkuun, jolloin siitä on mahdollisuus tarkistaa käynnistysakun jännite. Otettaessa sitä käyttöön, siihen syötetään akun nimelliskapasiteetti eli esim. tässä tapauksessa 260Ah. Siihen voidaan syöttää myös käyttölämpötila, mutta sen voi jättää oletukseen. Siitä olisi ehkä enemmän hyötyä, jos tiedettäisiin, että akkua säilytetään jatkuvasti jossain erityisen kylmässä tai kuumassa lämpötilassa.

Yhdistelemällä jännite- ja virtamittausten antamat tiedot, akkumonitori osaa antaa melko tarkan tiedon akun jäljellä olevasta kapasiteetista. Mitattu jännitehän tippuu, kun akusta syödään virtaa, joten myös mitattu kapasiteetti periaatteessa laskee, mutta akkumonitori osaa kompensoida tämän virranmittauksen avulla. Monitori osaa myös arvioida kuinka kauan akussa vielä riittää virtaa sen hetkisellä kulutuksella tai kuinka kauan akun lataamisessa vielä kestää sen hetkisellä latausteholla. Akkumonitori käyttää myös jäljellä olevan käyttöajan laskemiseen ns. Peukertin kaavaa. Tällä tavoin akkumonitori pystyy antamaan realistisemman arvon akun todellisesta käyttöajasta. Akkuhan pystyy antamaan paljon vähemmän virtaa, jos sitä käytään hyvin nopeasti eli suurella teholla, kuin jos sitä käytetäisin hitaasti. Toisin sanoen jos akku kestäisi 5A kulutuksella vielä 10 tuntia, se ei kestäisi 10A kulutuksella 5 tuntia, vaan vähemmän.

NASA BM-1 kytkentä

Edellä oleva kuva näyttää akkumonitorin kytkennän. Shuntti kytketään huviakun miinusnapaan hyvin lähelle akkua ja shuntin toiselle puolelle tulevat kaikki muut miinus johtimet. Akkumonitorissa on viisi johdinta, joista neljä kytketään mukana tulleeseen kaapeliin, johtimet on eri värisiä, joten ne on helppo kytkeä oikein. Viides johdin voidaan vetää käynnistysakun plus napaan jos halutaan, silloin akkumonitorista voi tarkistaa erikseen käynnistysakun jännitteen. Nelijohtimisen kaapelin toinen pää kytketään kuvan mukaisesti, punainen huviakun plus napaan, keltainen shuntin "ulkopuolelle" ja loput shuntin akun puolelle. Shunttiin menee akun puolelle kaksi johdinta, jotka pitää vetää erillisinä shuntille asti ja kytkeä eri johtimiin akkumonitorin päässä, tällä tavoin akkumonitori pystyy ottamaan huomioon johtimien jännitehäviön ja mittauksesta tulee luotettava.

Kustannuksista

Koko asennuksen kallein yksittäinen osa on akku, mutta myös kaapelit voivat tulla yllättävän kalliiksi, varsinkin jos joutuu vaihtamaan tai asentamaan useita uusia kaapeleita. Itse vedin akulta sulaketaululle 35mm² kaapelin, mikä on kyllä reilusti ylimitoitettu, mutta ajattelin, että kaapelia voisi myöhemmin jatkaa siitä, jos keulassa tarvitaan enemmän virtaa esim. hydraulipumpulle. Jos aikoo ostaa 10 metriäkin kaapelia, niin kannattaa jo hieman vertailla hintoja. Esimerkiksi joistakin hitsausalan liikkeista voi saada kaapelia huomattavasti edullisemmin kuin Motonetista tai Biltemasta.

Akkumonitorit ovat myös hinnoissaan, mutta niitä voi tilata hieman edullisemmin muualta euroopasta esim. ebayn kautta löyty monia vaihtoehtoja. Ebayssa kannattaa kuitenkin tarkistaa, että laite tulee euroopasta, jottei siitä joudu maksamaan alvia ja tarkistaa myös postikulujen osuus, sillä jotkut laittavat tuotteen hinnan alas, mutta postikulut huomattavasti normaalia suuremmaksi.

CTEKin laturit ovat myös arvokkaita, mutta niitä saa pari kymppiä edullisemmin muualta euroopasta esim. Ruotsista Hjertsmanilta.

• AGM akku 260Ah  n. 450€
• NASA Clipper BM-1 akkumonitori n. 180€
• Automaattisulaka n. 20€/kpl
• 35mm² kaapeli maksaa n. 7-13€/m 
• 50mm² kaapeli maksaa n. 10-16€/m
• Rengasliittimet maksavat n. 1€/kpl
• CTEK M200 maasähköakkulaturi n. 200€
• CTEK D250S Dual n. 200€