Hva er dette? What is this?

Alt du finner her, kan du fritt bruke videre, så lenge du kreditterer bloggen og forteller oss hva du skal bruke det til. Du når oss via kommentarfeltet under innleggene, eller på teamcolibrino@gmail.com.

Everything you find on our blog is free for you to use, but please credit us and tell us what you will use it for. You can reach us by posting a comment, or through teamcolibrino@gmail.com.

onsdag 15. juli 2015

Drømmen om elmotor del IV

Nå er tiden kommet til å se på batterier og ladere. Bortsett fra det kommende kapitlet om montering, er dette det kapitlet jeg er mest usikker på selv. Det har vist seg å være nesten umulig å finne presise opplysninger om forventet belastning (og dermed strømforbruk) på kombinasjonen av båt med overbygg og frontmontert elmotor.

Dermed er det ikke godt å si om teoriene som ligger bak valg av batterier er noe mer enn pølsevev. Spør meg igjen på denne tiden i 2016, så har jeg nok fått gjennomtestet teoriene.

Min Motorguide er altså varianten som gir maksimalt 80lbs skyvekraft ved hjelp av to 12V batterier koblet i serie så de gir 24V. Modellen under gir 55lbs fra 12V, modellen over gir 105lbs fra 36V.


Motorguide Xi5


Som for en bensindrevet motor er det bare en fordel å ha mer kraft tilgjengelig enn du tror du behøver. Men i motsetning til bensinmotorer så bruker ikke en "stor" elmotor særlig mer "drivstoff" på lav belatsning enn en liten elmotor med samme belastning. Elmotoren er fullstendig overlegen forbrenningsmotoren på noen punkter, og ett av disse er friksjon (motstand) i selve motoren.

Elmotor
Min firetakters 80HK Suzuki bruker cirka seks ganger så mye bensin på å drive båten min i 2,5 knop som min firetakters 6HK Tohatsu. Dette er nettopp fordi det går med endel energi på å dra drivverket i den store motoren rundt, mens den lille motoren bruker mindre energi fordi friksjonen i motoren blir lavere. Det er unektelig noe av den samme friksjons-problematikken i en elmotor også, men den er så liten at den knapt er målbar i sammenlikning med forbrenningsmotorene mine.

Jeg kunne med andre ord gjerne kjøpt en 105lbs Motorguide i steden. Den eneste årsaken til at jeg ikke gjorde det er pris. Prisøkningen er nemlig høyst merkbar, både på motor, batterier og batterilader.

55lbs var aldri inne i tankene mine. Desto mindre motor, desto hardere må den jobbe, og siden 12V i praksis innebærer at ett batteri bærer hele belastningen vil også batteriet få mer juling. Uansett hvor bra AGM-batterier er, desto hardere utladingen er i Ah, desto kortere levetid får batteriet. En annen negativ ting med liten motor er ved vindkast. I følge reklamen (og opplevd praksis) tar det bare en brøkdel av et sekund før en Xi5 reagerer på at båten har flyttet seg og korrigerer. Men med det vindseilet av en båt jeg har, kan det fort bety en forflytning på en meter eller mer. Motoren må så jobbe hardt for å få båten tilbake i posisjon, og så bremse siget i båtens 1000+ kg. En 55 lbs motor skal altså flytte en 2000 lbs båt, for så å bremse den igjen. Alt dette skal ett stakkars batteri tåle å supplere strøm til, og motoren skal tåle å gjenta øvelsen i det uendelige.

Det er verdt å merke seg at man ikke "mister" A med en 24V-motor, selv om det høres sånn ut. To seriekoblede 100A-batterier gir 100A, men siden en 24V-motor drar halvparten så mye A ved en bestemt belastning som en ellers lik 12V-motor, får du MINST like mange timer ute på vannet med en 24V-motor som en 12V-motor. Samtidig blir spenningsfallet i kablene mindre og du mister mindre energi fra varmgang i kablene. Her er det lett å gå seg vill i begrepene.

Derfor ble det 80lbs. Neppe helt ideelt, men bedre enn alternativet.

I følge linkene i del II drar Xi5 80lbs 56 ampere ved maks belastning. Nå kommer den neppe til å jobbe på maks mer enn noen sekunder av gangen (hvis ikke hadde jeg spart ett år til og kjøpt 105lbs), men når man snakker om ting som har med strøm å gjøre er det lurt å tenke på maks belastning. Alternativet er i beste fall spenningsfall, og i værste fall brann. Ledninger som smelter og batterier som koker er ikke morsomt, så det vil jeg unngå.

Feil er aldri gøy, særlig ikke i båt
Teoretisk må jeg altså ha en batteripakke på 56A for å kjøre motoren på full pupp i en time. Siden jeg skal bruke to 12V batterier (kontra ett på 24V) kan jeg altså teoretisk oppnå en time på full pupp med to batterier som hver er på 56A. Kobling i serie dobler voltstyrken, IKKE amperestyrken. Kobler man parallelt dobler man amperestyrken, men IKKE voltstyrken.

"Teoretisk" er nøkkelordet i avsnittet over. Selv om AGM-batteriene tåler dyp utladning bedre enn sine brødre med flytende syre rundt blyplater, har de ikke godt av å lades helt ut. For de klassiske syrebatteriene anbefaler jeg at man ikke lader ut mer enn 40%, for AGM bør man ikke lade ut mer enn 60%. Så med en times full pupp, trenger jeg altså 1,4 ganger mer A enn beregnet, det vil si 78A, for å unngå å kjøre batteriet helt tomt.

Før vi forlater batteriteorien, skal jeg si noen ord om belastning kontra tid. Når du ser på batterier, så er det nærmest en bransjenorm at A oppgis med en tidsramme på 10 timer. Et 78A batteri, kan altså gi 78A men fordelt over 10 timers utladning. Dette har med kjemien i et batteri å gjøre, bare vær litt obs på at hvis en produsent hevder å få mye mer A ut av et batteri av en gitt type på for eksempel 30 kilo enn alle andre produsenter, så bør du spørre om hvor lang tid de har målt over. Har de målt over 100 timer i steden for 10, så er det absolutt ikke galt, det er bare ikke så relevant for vår bruk. (Men desto mer relevant hvis du skal bruke batteriet som forbruksbank på hytta med solcellepanel som oppladningskilde.)

10 timer er i seg selv endel. Mesteparten av mitt fiske er kortere økter enn 10 timer, så på min klassiske 5 timers fisketur vil jeg altså uansett ikke klare å dra 56A ut av et batteri på 56A.

Forvirret nå? Fortvil ikke, det er helt normalt. Her har vi teori om kjemi og fysikk i skjønn forening, blandet med høyst uviss praksis ute på vannet. Moralen er enkel: Du må beregne solid sikkerhetsmargin når du kjøper batterier. Med AGM skal du altså MINST beregne 1,4 ganger så stor batterikapasitet som du tror, og du bør legge på enda litt mer for å være helt sikker.

Jeg har ikke all verdens erfaring, så jeg har kjøpt to batterier a 100A, altså en batteribank på 100A ved 24V. Her får jeg hjelp av at jeg har to batterier som til sammen gir 24V, den kjemiske belastningen ved utladning blir halvert siden batteriene lades ut tilnærmet likt. Dette bidrar til å motvirke tid versus ampere som jeg snakket om litt lengre opp her. Hadde jeg gått for en 105lbs motor på 36V hadde belastningen blitt spredd på tre batterier, som nok hadde vært helt optimalt.

Jeg har tidligere nevnt at jeg bare bruker batterier fra Biltema. Det var også planen denne gangen, men siden jeg vil legge litt penger i selve laderen og Dag Christer snakket varmt om Sparelys.no ble det både batterier og lader derfra. Frakten kom på 200,- som er høyst akseptabelt med tanke på vekten.

Følger du linken til batteriene jeg har kjøpt, ser du forresten et eksempel på dette med A over 100 kontra 10 timer. Finles teksten litt, så ser du at det Sparelys.no kaller 140A er det samme som Biltema kaller 100A:
http://sparelys.no/index.php?page=shop.product_details&flypage=flypage_ny.tpl&product_id=295&category_id=87&keyword=agm+solar+140&option=com_virtuemart&Itemid=39

(foto; www.sparelys.no)
Batteriene veier 30kg per stykk, helt normalt i forhold til 100A for batteritypen. Jeg ville ikke ha tyngre batterier, delvis fordi jeg skal klare å få de inn og ut av båten uten brokk og hekseskudd, og delvis fordi tung båt koster penger i plan. Frøken Evada blir tyngre for hver morsomme dings jeg monterer, og hun er dyr nok i drift på transportetappene som det er.

Med batterier kommer behovet for en batterilader. Jeg har tidligere langet ut mot billige batteriladere både her på bloggen og i diverse forum. IKKE spar penger på batteriladeren. Kjøp en som varer lenge, kan lade fort i forhold til batteristørrelsen din, automatisk justerer ladestrømmen gjennom ladesyklysen, har vedlikeholdslading og automatikk som gjør at du bare kan koble til og la den stå. Denne gangen har jeg tatt steget enda lengre, og kjøpt en lader som ikke bare baserer sin lading på de elektriske signalene fra batteriet, men som også har en føler for temperatur.
http://www.sparelys.no/index.php?page=shop.product_details&flypage=flypage_ny.tpl&product_id=1509&category_id=88&option=com_virtuemart&Itemid=39&vmcchk=1&Itemid=39

Trident 2412

Jada, du har skjønt at batterier handler om kjemi og fysikk og at du skal legge på endel både her og der. Men her kommer neste lille kjemileksjon; batterier oppfører seg forskjellig avhengig av både sin interne og den eksterne temperaturen. Kort sagt så fungerer de dårlig når det er kaldt, en tilstand vi som kjent opplever store deler av året her i Norge. "Kaldt" for et batteri er rundt 10 plussgrader, det vil si at bortsett fra i juli og august så synes batterier at Norge er er kjipt land... I minusgrader fungerer batteriene langt dårligere enn ellers, både med tanke på hva de kan gi av strøm og hvor godt de tar lading. Tanken er å installere laderen permanent, koblet til landstrøm når båten er i havn. Da må jeg vite at ting fungerer, og at jeg bare kan koble til landstrøm fra brygga og så komme tilbake noen dager senere for ny fisketur med fulladede batterier.

Siden batteriene seriekobles og laderen skal være permanent, valgte jeg en 24V-lader. Man kan selvfølgelig koble batteriene fra hverandre og bruke to 12V-ladere samtidig eller en 12V-lader som man flytter mellom batteriene. Men dette betyr mer dill, og det er nettopp det jeg vil unngå.

Mellom motor og batterier må man ha kabler. Kanskje ikke noen bombe, men feildimensjonerte kabler kan være en kilde til mange problemer.

12, 24 og 36 volts elektriske anlegg er ikke underlagt spesielle regler slik som det elektriske anlegget hjemme hos deg. Setter du tungen din på både pluss- og minuskabelen i båten samtidig, får du deg en meget ubehagelig elektrisk karamell, men du dør neppe. (Don't try this at home kids.) Putter du tungen din på feil plass i sikringsskapet hjemme... La oss si at den tabben gjør du bare EN gang.

Det vi holder på med er med andre ord relativt ufarlig. Men du kan fint få et 12V-anlegg til å starte en brann, og med den belastningen disse motorene legger på kablene skal man være litt forsiktig. Selv om du ikke opplever brann, så vil varme kabler være et sikkert tegn på at du har brukt for liten dimensjon (gjerne kalt "kvadrat") på kablene. Ingen grunn til uro, men grunn til å sjekke at man gjør ting riktig.

Underdimensjonerte kabler medfører et fenomen som kalles spenningsfall. Enkelt sagt betyr det at strømmen taper seg mellom batteriet og motoren. Du kan med andre ord øse ut ampere fra batteriet, men med for tynne kabler vil den strømmen ikke nå frem til motoren. Dette er en klassisk tabbe i både båt og bil. Ulempen med lave voltstyrker er nettopp at spenningsfallet er stort per meter underdimensjonert kabel. Derfor vil du trenge langt grovere kabler mellom batteri og motor, enn du har i veggen hjemme.

For å finne ut av hvor grove kabler du trenger finnes det en formel du kan bruke. Men siden algebra aldri var min sterkeste side bruker jeg selv nettbaserte kalkulatorer. (Føler du for å trimme de små grå kan du sikkert Google frem den opprinnelige formelen.)

For å bruke en slik kalkulator, må du vite strømstyrken (V), strømforbruk (A eller W) og hvor lang kabelen skal være. Husk at det er total kabellengde du skal ha, ikke avstanden mellom eventuelle koblingspunkter men summen av alle avstandene.

For min del ser dette slik ut:
A=56
V=24
Lengde=60+150=210 cm (strømmen går begge veier, så du må doble kabellengden, dvs 420 cm)



Kabeltverrsnitt - gjort enkelt
Link:
http://baatplassen.no/i/page/kalkulatorer/kabelkalkulator.htm

I følge kalkulatoren skal jeg ha kabler på 9,4 kvadrat. I praksis betyr dette 10 kvadrat siden du alltid skal runde opp. Jeg var litt redd for at jeg måtte ha enda grovere kabler, men en kontrollmåling av hvor lange kabler jeg trenger gjorde at jeg kunne nedjustere mitt første anslag på kabellengde og dermed også kabeldimensjon.

Mens vi snakker om kabler så kan det være greit å nevne at en 10 kvadrat kabel fra produsent 1 og en 10 kvadrat kabel fra produsent 2 ikke nødvendigvis er like. I en ideell verden er kabelen laget av kobber med ett beskyttende lag myk plast utenpå. I elektrikerens verden kalles dette en leder og isolasjon. Men kobber koster penger, og for å presse pris (eller fortjeneste) kan det være fristende for enkelte å blande inn andre materialer. Bruk skikkelige kobberkabler så sparer du deg for potensielle problemer. Kobber korroderer fort, så kabler for marin bruk har typisk et lag med et annet metall mellom kobberet og plasttrekket. 

Mitt koblingsskjema blir altså batteri-kabel-kontakt-kabel-motor og så det samme tilbake til batteriet igjen. På batteriene skal det kabler i mellom som seriekobler de, kabelen går fra det ene batteriets plusspol til det andre batteriets minuspol, og så laderen i tillegg.

I neste avsnitt skal vi se på selve monteringen. Den begynner jeg med til helgen, så sannhetens time kryper stadig nærmere. Har du gått glipp av øvrige kapitler i serien min om elmotor på en båt som ikke er ment for elmotor, så finner du disse her:
Del I
Del II
Del III

2 kommentarer:

  1. Ja da er jo spørsmålet hvordan batteriene har funka da? Hvor lenge kan du kjøre motoren gjennomsnittlig? Lever batterier og lader ennå?

    SvarSlett
    Svar
    1. Hei
      Tanken har vært å komme med en artikkel med litt oppfølging etter praktisk bruk. Årsaken til at den ikke har kommet enda er at jeg har litt for få timer på utstyret enda til å konkludere. I utgangspunktet fungerer dog alt som forventet. Til neste år kommer jeg til å kjøre noen tester hvor jeg mishandler batteriene litt for å se hvor mye de taper seg da. (Det blir sannsynligvis en dyr fornøyelse, så jeg må ha penger til å kjøpe nye før jeg gjør en slik "ekstremtest".) På full gass er batteriene nede på 50% i løpet av en time, lengre ned enn det har jeg ikke kjørt de. Men det er i praksis ikke særlig relevant siden jeg sjelden er over 60% motorkraft. For slowtrolling rundt 1,2-1,4 knop ligger jeg på 35-40% kraft. Da kan jeg kjøre en hel dag før batteriene er på 40% utlading (hvor jeg vanligvis ikke vil gå lengre ned). Til spinn- og vertikalfiske er det ikke en relevant problemstilling, en typisk dag med variert fiske tapper batteriene med ca 20%. Jeg klarer fint en helg før jeg når smertegrensen på batteriene, og har aldri kjørt tom.

      Slett