Wprowadzenie
Widziałem dziesiątki żeglarzy, którzy utknęli z zablokowaną kotwicą - nie dlatego, że winda kotwiczna zawiodła, ale dlatego, że akumulator zasilający ją wysiadł w połowie podnoszenia. Słychać wtedy obrzydliwy jęk, gdy napięcie spada, łańcuch zgrzyta i nagle winda kotwiczna po prostu... zatrzymuje się. Na morzu ten moment jest jak zdrada.
Ten artykuł nie jest o tym, jak wybrać windę kotwiczną. Chodzi o to, jak ją zasilić. Zajmiemy się parowaniem baterii, okablowaniem, które po cichu sabotuje wydajność i dlaczego nawet zupełnie nowy bank LiFePO4 może cię nie uratować. Podstawowe pytanie: Czy twoja winda kotwiczna ma zbyt niską moc i czy winę za to ponosi system akumulatorów?
Akumulator litowy 12 V 200 Ah
Zrozumienie windy kotwicznej na łodzi - czego naprawdę wymaga
Co to jest winda kotwiczna i jak działa?
Winda kotwiczna to zasadniczo siła, która zarządza kotwicą - opuszcza ją, utrzymuje stabilnie i podnosi z powrotem. Dostępne są wersje poziome i pionowe, elektryczne i ręczne. Poziome windy kotwiczne są łatwiejsze do zainstalowania na płaskich pokładach, podczas gdy pionowe jednostki oferują lepsze wyrównanie łańcucha w szafce.
Liczy się jednak obciążenie. Kotwiczenie na wodzie o głębokości 20 stóp w spokojny dzień? Łatwe. Ciągnięcie 60-funtowego łańcucha plus 40-funtowej kotwicy przy 30-węzłowym wietrze? To brutalny pobór mocy. Większość elektrycznych wind kotwicznych działa z mocą od 500W do 1500W, co oznacza 40-120A przy Akumulator litowy 12 V system.
| Rozmiar łodzi | Zasilanie windy kotwicznej | Typowy pobór prądu |
|---|
| <25 stóp | 500-700W | 40-60A |
| 30-40 stóp | 800-1200W | 65-100A |
| >45 stóp | 1500W+ | 100-150A+ |
Co się dzieje, gdy winda kotwiczna jest niedociążona?
Oto, co widziałem na własne oczy:
- Winda kotwiczna działa ospale, obciążając każdą stopę łańcucha.
- Przekaźniki przegrzewają się i nieregularnie klikają.
- Napięcie na zaciskach windy kotwicznej spada poniżej 10,5 V, powodując wyzwolenie wewnętrznych obwodów zabezpieczających.
Znajomy stracił kiedyś kontrolę na zatłoczonym kotwicowisku, gdy jego winda kotwiczna zamarzła w połowie podnoszenia. Zużyty akumulator AGM spadł poniżej progu, a solenoid usmażył się pod wpływem stresu. Jacht dryfował, prawie się zderzył i spędził 6 godzin kulejąc na zasilaniu awaryjnym.
Ile energii zużywa typowa winda kotwiczna?
Prąd udarowy lub rozruchowy to początkowy wzrost natężenia prądu podczas rozruchu silnika. Zazwyczaj wynosi on od 1,5x do 3x prądu znamionowego, w zależności od obciążenia i oporu mechanicznego. Zmierzyłem około 2,5x prądu znamionowego przy rozruchu za pomocą miernika cęgowego. Oznacza to, że winda kotwiczna o mocy 800 W może chwilowo pobierać 150-180 A.
Ciągłe ciągnięcie podczas stabilnego wyciągania jest mniejsze, ale jeśli zakotwiczysz w wodorostach, błocie lub masz zanieczyszczony łańcuch? Spodziewaj się, że znowu wzrośnie.
Cytat: Instrukcja Lewmar Pro-Series sugeruje 100A typowo dla jednostek 1000W; Maxwell RC10 podaje 110A; Quick's Prince DP2 taktuje około 90A dla windy kotwicznej 1000W.
Akumulator i winda kotwiczna: Prawidłowe parowanie
Jakiego rozmiaru akumulator jest potrzebny do windy kotwicznej?
Oto szczera prawda: większość żeglarzy zgaduje. Ale wskaźnik rozładowania ma większe znaczenie niż surowe amperogodziny.
Akumulator musi dostarczać prąd o wysokim natężeniu natychmiast. Akumulatory rozruchowe doskonale sobie z tym radzą, ale nie są przeznaczone do głębokich cykli. Z drugiej strony akumulatory o głębokim cyklu mogą się rozładowywać przy krótkich seriach.
Lit zmienia zasady gry. Zapewnia wysokie natężenie prądu przy minimalnym spadku napięcia - ale tylko wtedy, gdy pozwala na to system BMS.
Przykładowy rozmiar:
- 1000W winda kotwiczna przy 12V = ~83A obciążenia
- Załóżmy 3-4 minuty podnoszenia = ~5,5Ah na zrzut/podnoszenie
- Pomnóż przez 3 cykle kotwicy dziennie = ~16,5Ah/dzień poboru
A Akumulator litowy 12 V 100 Ah może sobie z tym poradzić.jeśli jego specyfikacje podają wartość znamionową prądu udarowego 150 A lub wyższą przez 10 sekund. Należy pamiętać, że pojemność akumulatora (Ah) nie wskazuje bezpośrednio na zdolność do rozładowania; zawsze należy sprawdzić specyfikację maksymalnego ciągłego i udarowego rozładowania przed poleganiem na niej. Wielu nie może.
Czy można używać baterii litowej (LiFePO4) do windy kotwicznej?
Tak - i ja to robię. Ale tutaj branża się myli.
Wiele akumulatorów litowych ma wewnętrzne limity ochrony BMS. Jeśli natężenie prądu w windzie osiągnie 180 A, ale maksymalny ciągły prąd akumulatora wynosi Bateria litowa 12 V 100 A a limit przepięć wynosi 120 A, BMS odcina się w połowie.
To katastrofa. Potrzebujesz akumulatora zaprojektowanego pod kątem obciążenia udarowego, a nie tylko ciągłego poboru. Sprawdź arkusze specyfikacji. Jeśli nie podano w nich amperów udarowych, odejdź.
Szczerze mówiąc, podejrzewam, że niektórzy sprzedawcy "morskich ogniw litowych" po prostu naklejają naklejki na ogniwa, które nigdy nie były przeznaczone do pracy na kotwicy.
Jak długo wytrzyma bateria podczas korzystania z windy kotwicznej?
Czas na stole:
| Rozmiar baterii | Opuszczanie/podnoszenie kotwicy (obciążenie 600 W) | Cykle/dzień | Temp | Użycie baterii |
|---|
| Akumulator AGM 12V 100Ah | ~10 Ah na cykl | 3 | 0°C | 30% SoC |
| Akumulator LiFePO4 12V 200Ah | ~6Ah na cykl (mniejszy spadek) | 3 | 25°C | SoC ~9% |
Uwaga: Dane te są szacunkowe i mogą się różnić w zależności od wagi kotwicy, długości kabla, wieku akumulatora, temperatury i warunków pracy.
Niższe temperatury, dłuższe kable i starsze baterie zwiększają zużycie energii.
Powszechne nieporozumienia dotyczące systemów zasilania wind kotwicznych
- "Większa bateria = lepsza"? Nie, jeśli zignorujesz pojemność udarową. Akumulator 300Ah z limitem przepięć 80A to nadal awaria.
- "Solar to pokrywa"? Nie w czasie rzeczywistym. Solar działa najlepiej uzupełniać energia w czasie - winda natychmiast wymaga dużej mocy udarowej.
- "Kwas ołowiowy jest bezpieczniejszy"? Być może. Ale inteligentne systemy litowe z bezpiecznikami i konserwatywną konstrukcją przeciwprzepięciową? Równie bezpieczne i szybsze w ładowaniu.
Optymalizacja całego systemu zasilania dla windy kotwicznej
Okablowanie windy kotwicznej: Spadek napięcia to cichy zabójca
Tracisz ~0,25V na 10 stóp przy niewymiarowym kablu. Przy prądzie 100 A to bardzo dużo.
- 2 AWG dla <10 stóp
- 1/0 AWG dla 15-20 stóp
Używaj ocynowanego kabla morskiego. Bezpiecznik przy akumulatorze oraz w pobliżu windy kotwicznej. Widziałem kiedyś, jak łódź zapaliła się od skorodowanego połączenia działającego jak rezystor.
Lokalizacja windy kotwicznej a bateria akumulatorów - dlaczego ma to znaczenie?
Jeśli akumulator znajduje się na rufie, a winda kotwiczna na przodzie? To ponad 30 stóp kabla w obie strony. Utrata napięcia staje się brutalna.
Teraz instaluję dedykowane akumulatory przednie w konfiguracjach o wysokim zapotrzebowaniu. Izolowany za pomocą ładowarki DC-DC. Skraca długość kabla, poprawia odporność na przepięcia i zmniejsza ryzyko pożaru.
Sama energia słoneczna nie uratuje windy kotwicznej. Ale w połączeniu z alternatorem? To magia.
- Pochmurny dzień, późne rzucenie kotwicy? Alternator uzupełnia baterię dom + winda kotwiczna.
- Poranne słońce radzi sobie z ładowaniem do południa.
Moja osobista konfiguracja - i czego nigdy więcej nie zrobię
Wiele lat temu okablowałem windę kotwiczną kablem 4 AWG o długości 30 stóp, zasilanym z rufowego banku AGM. Działała przez miesiąc. Potem przyszła zima. Spadek napięcia. Opóźnione wciągarki. Na Bahamach stopiłem cewkę.
Teraz? Akumulator LiFePO4 12 V 200 Ah przedni bank. DC-DC z domu. Ponadwymiarowy bezpiecznik, kabel 1/0, inteligentny przekaźnik. Nie dotykałem systemu od 3 lat.
Zabezpieczenie na przyszłość: Ewolucja technologii zasilania wind kotwicznych
Inteligentne windy kotwiczne i zdalne monitorowanie obciążenia
Niektóre nowoczesne windy kotwiczne są teraz wyposażone w funkcję monitorowania Bluetooth. Otrzymujesz:
- Pobór prądu na żywo
- Ostrzeżenia o przeciągnięciu
- Alerty konserwacji predykcyjnej
To jak Fitbit dla twojej windy kotwicznej. Dlaczego nie mieliśmy tego w 2005 roku?
Podwójna izolacja baterii akumulatorów dla obciążeń windy kotwicznej
Zwłaszcza na czarterach lub katamaranach:
- House bank obsługuje lodówki, nawigację
- Dedykowany i odizolowany bank windy kotwicznej
Mniejsze ryzyko przerw w zasilaniu. Łatwiejsza diagnostyka. Łatwiejsze rozwiązywanie problemów.
Czy branża pomija tolerancję na przepięcia w projektowaniu akumulatorów?
Uważam, że tak. Większość certyfikatów (np. UL 1973) koncentruje się na rozładowanie ciągłe.
Ale windy morskie to przede wszystkim krótkie serie.
Dlaczego producenci akumulatorów nie publikują wykresów szczytowego rozładowania? Lub sprawdzają swoje akumulatory pod kątem cykli pracy wciągarki kotwicznej?
Moje przeczucie mówi mi, że sytuacja potoczy się inaczej: za 5 lat lit litów z oceną surge będzie normą. W tej chwili udajemy, że to nie ma znaczenia.
Wnioski
Winda kotwiczna jest tak dobra, jak jej moc. A moc to nie amperogodziny - to prąd, kabel, lokalizacja i planowanie.
Jeśli zastanawiasz się nad konfiguracją windy kotwicznej, jest już za późno.
Zaprojektuj to raz. Przekombinuj. Śpij spokojnie, gdy wiatr wieje z prędkością 30 węzłów i ciągniesz kotwicę w ciemności.
Pamiętaj: wybór akumulatora do pracy z windą kotwiczną powinien zawsze opierać się na zweryfikowanych specyfikacjach rozładowania, w tym tolerancji prądu udarowego - a nie tylko na pojemności nominalnej lub składzie chemicznym.
FAQ
Czy mogę używać akumulatora domowego do windy kotwicznej?
Tak, ale należy uważać na spadki napięcia i przerwy w dostawie prądu. Preferowany jest dedykowany akumulator.
Skąd mam wiedzieć, czy moja winda kotwiczna jest niewymiarowa?
Jeśli waha się podczas podnoszenia, szybko się nagrzewa lub stale wyłącza wyłączniki - ma zbyt małą moc.
Czy winda kotwiczna wymaga osobnego wyłącznika automatycznego?
Tak, wbudowany bezpiecznik w pobliżu akumulatora oraz w pobliżu windy kotwicznej. Dopasuj do średnicy przewodu i prądu szczytowego.
Czy mogę wymienić kwasowo-ołowiowy na litowy w mojej windzie kotwicznej?
Oczywiście - ale tylko wtedy, gdy system BMS obsługuje rozładowanie wysokoprądowe.
Ile baterii faktycznie zużywa winda kotwiczna?
Zależy od mocy, wagi i czasu podnoszenia - ale zaplanuj 5-10 Ah na cykl dla średnich łodzi.