Uvod
Videl sem na desetine križark, ki so obtičale z zataknjenim sidrom - ne zato, ker je odpovedal vitel, ampak ker je baterija, ki ga je napajala, odpovedala sredi dviganja. Slišite grozljiv zvok, ko napetost pade, veriga škriplje in naenkrat se navijalnik preprosto... ustavi. Na morju se ta trenutek zdi kot izdaja.
Ta članek ne govori o tem, kako izbrati vetrnico. Govori o tem, kako jo napajati. Posvetili se bomo parjenju baterij, ožičenju, ki tiho sabotira delovanje, in zakaj vas morda ne bo rešila niti povsem nova banka LiFePO4. Osnovno vprašanje: Ali je vaša vitla premalo zmogljiva in ali je za to tiho kriv akumulatorski sistem?
12v 200ah litijeva baterija
Razumevanje vašega čolna Windlass - Kaj je res zahteva
Kaj je navijalna letev in kako deluje?
Navijalna letev je v bistvu mišica, ki upravlja sidro - spušča ga, drži stabilno in vleče nazaj. Na voljo so vodoravne in navpične različice, električne ali ročne. Vodoravne vitle je lažje namestiti na ravne palube, navpične pa omogočajo boljšo poravnavo verige v omarici.
Pomembna pa je obremenitev. Sidro v 20 čevljih vode na miren dan? Enostavno. Če vlečete 60 kilogramov verige in 40-kilogramsko sidro v vetru s hitrostjo 30 vozlov? To je brutalna poraba energije. Večina električnih vitlov deluje z močjo med 500 W in 1500 W, kar pomeni 40-120 A na 12-voltna litijeva baterija sistem.
| Velikost čolna | Moč vitla | Tipična trenutna poraba |
|---|
| <25 ft | 500-700W | 40-60A |
| 30-40 ft | 800-1200W | 65-100A |
| >45 ft | 1500W+ | 100-150A+ |
Kaj se zgodi, če je vitla premalo napajana?
To je tisto, kar sem videl iz prve roke:
- Vitel deluje počasi in naporno za vsako stopinjo verige.
- Releji se pregrejejo in nepravilno kliknejo.
- Napetost na priključkih vitla pade pod 10,5 V, kar sproži notranja zaščitna vezja.
Prijatelj je nekoč izgubil nadzor na prenatrpanem sidrišču, ko mu je navijalna letev zamrznila sredi vleka. Obrabljena baterija AGM je padla pod mejno vrednost in elektromagnet se je zaradi stresa upepeljal. Vkrcala sta se, skoraj trčila in se 6 ur vračala z rezervnim napajanjem.
Koliko energije porabi tipična vitla?
Prenapetostni ali zagonski tok je začetni tok v amperih, ko se motor zažene. Običajno znaša od 1,5- do 3-kratnik nazivnega toka, odvisno od obremenitve in mehanskega upora. Sam sem z merilnikom z vgrajenimi kleščami izmeril približno 2,5-kratnik nazivnega toka ob zagonu. To pomeni, da bi lahko vaš 800W navijalnik v trenutku potegnil 150-180 A.
Med enakomernim vlečenjem je vlečna sila manjša, če pa se zasidrate v alge, blato ali imate umazano verigo? Pričakujte, da se bo ponovno povečal.
Citirajte: Maxwell RC10 navaja 110A; Quick's Prince DP2 se giblje okoli 90A za 1000W vitla.
Baterija in vitla: Kako se pravilno spajati z baterijo in akumulatorjem?
Kakšno velikost baterije potrebujete za vitlo?
Resnica je takšna: večina navtikov ugane. Vendar je hitrost praznjenja pomembnejša od surovih amperskih ur.
Vaša baterija mora zagotavljati visok tok takoj. Začetni akumulatorji so pri tem odlični, vendar niso zasnovani za globoke cikle. Po drugi strani pa se lahko akumulatorji z globokim ciklom ob kratkotrajnih naporih obesijo.
Litij spreminja pravila igre. Zagotavlja visoke jakosti z minimalnim padcem napetosti - vendar le, če to omogoča vaša BMS.
Primer velikosti:
- 1000W vitla pri 12V = ~83A obremenitev
- Predvidevajte 3-4 minute časa dviga = ~5,5Ah na padec/dvig
- Pomnožite s 3 sidrnimi cikli na dan = ~ 16,5Ah/dan
A 12V 100Ah litijeva baterija lahko to uredi...če v specifikacijah je naveden prenapetostni tok 150 A ali več za 10 sekund. Ne pozabite, da zmogljivost baterije (Ah) ne kaže neposredno sposobnosti praznjenja; preden se zanesete na največjo stalno in prenapetostno praznjenje, vedno preverite specifikacije. Mnogi tega ne morejo storiti.
Ali lahko uporabite litijevo baterijo (LiFePO4) za vitlo?
Da, in to tudi počnem. Toda tu se industrija moti.
Številne litijeve baterije imajo notranje zaščitne omejitve BMS. Če je v navijalnem vitlu 180 A, največja trajna vrednost baterije pa je 180 A. 12V 100A litijeva baterija in omejitev prenapetosti je 120 A, sistem BMS se odreže na sredini koraka..
To je katastrofalno. Potrebujete baterijo, ki je zasnovana za nenadno obremenitev, ne le za stalno porabo. Preverite specifikacije. Če ni navedenega števila prenapetostnih amperov, odidite.
Odkrito povedano, sumim, da nekateri prodajalci "morskega litija" samo lepijo nalepke na celice, ki nikoli niso bile namenjene za delo na sidru.
Kako dolgo bo baterija zdržala pri uporabi vitla?
Čas za mizo:
| Velikost baterije | Spuščanje in dvigovanje sidra (obremenitev 600 W) | Cikli/dan | Temp | Uporaba baterije |
|---|
| 12V 100Ah baterija AGM | ~10Ah na cikel | 3 | 0°C | 30% SoC |
| Baterija LiFePO4 12V 200Ah | ~6Ah na cikel (manjši zamik) | 3 | 25°C | ~9% SoC |
Opomba: Te vrednosti so ocenjene in se lahko razlikujejo glede na težo sidra, dolžino kabla, starost baterije, temperaturo in delovne pogoje.
Nižje temperature, daljši kabli in starejše baterije povečujejo porabo.
Pogoste napačne predstave o sistemih za napajanje vitla
- "Večja baterija = boljša"? Ne, če zanemarite zmogljivost presežka. Baterija s 300 Ah in 80A prenapetostno omejitvijo je še vedno neuspešna.
- "Sončna energija jo pokriva"? Ne v realnem času. Sončna energija najbolje deluje pri dopolnite energije v daljšem časovnem obdobju - vetrobransko steklo takoj zahteva visoko moč naboja.
- "Svinčeva kislina je varnejša"? Morda. Toda pametni litijevi sistemi z varovalkami in konzervativno zasnovo prenapetosti? Prav tako varni - in hitrejši za polnjenje.
Optimizacija celotnega napajalnega sistema za vašo vitlo
Ožičenje vitla: Padec napetosti je tihi morilec
S premajhnim kablom izgubite ~0,25 V na 10 čevljev. Pri 100 A je to ogromno.
- 2 AWG za <10 ft
- 1/0 AWG za 15-20 ft
Uporabite kositrni morski kabel. Varovalka na akumulatorju in . v bližini vitla. Enkrat sem videl, da je čoln zagorel zaradi korodirane povezave, ki je delovala kot upor.
Lokacija vitla proti baterijski banki - zakaj je to pomembno
Če je vaš akumulator na krmi in vitel naprej? To je več kot 30 metrov kabla v obe smeri. Izguba napetosti postane brutalna.
Zdaj namestim namenske sprednje baterije v konfiguracijah z visokim povpraševanjem. Izoliran s polnilnikom DC-DC. Skrajša dolžino kabla, izboljša obvladovanje prenapetosti in zmanjša nevarnost požara.
Samo sončna energija ne bo rešila vašega vitla. Toda v kombinaciji z alternatorjem? To je čarobno.
- Oblačen dan, pozno spuščanje sidra? Alternator napolni hišo in banko vetrnice.
- Jutranje sonce poskrbi za polnjenje do poldneva.
Moja osebna nastavitev - in česa ne bi nikoli več storil
Pred leti sem ožičil vetrnico s kablom 4 AWG, 30 ft tek, ki se napaja iz moje krmne AGM banke. Deloval je - en mesec. Potem je nastopila zima. Padec napetosti. Zamujanje dvigal. Na Bahamih sem stalil elektromagnet.
Zdaj? Baterija LiFePO4 12v 200Ah banka forward. DC-DC iz hiše. Prevelika varovalka, kabel 1/0, pametni rele. Sistema se nisem dotaknil že 3 leta.
Zagotavljanje prihodnosti: Razvoj tehnologije za napajanje vitla
Pametne vitle in daljinsko spremljanje obremenitve
Nekatere sodobne vetrnice zdaj vključujejo nadzor prek Bluetootha. Dobili boste:
- Tokovna poraba pod napetostjo
- Opozorila o zastojih
- Opozorila za preventivno vzdrževanje
To je kot Fitbit za vašo vitlo. Zakaj tega nismo imeli leta 2005?
Izolacija dvojne baterije za obremenitve vitla
Še posebej na čarterskih ali katamaranih:
- Hišna banka upravlja hladilnike, navigacijske naprave
- Vetrovna banka je namenjena in izolirana
Manjša nevarnost izpadov celotne banke. Čistejša diagnostika. Enostavnejše odpravljanje težav.
Ali industrija pri načrtovanju baterij spregleda toleranco za prenapetost?
Verjamem, da je tako. Večina certifikatov (npr. UL 1973) se osredotoča na neprekinjeno praznjenje.
Toda morske vitle so vse o kratki izbruhi.
Zakaj prodajalci baterij ne objavljajo tabel največjega praznjenja? ali pa ne preverjajo svojih baterij glede na delovne cikle sidrnega vitla?
Čut mi pravi, da se bo to razpletlo drugače: čez 5 let bodo litiji z visokim prekomernim nabojem postali norma. Zdaj se pretvarjamo, da to ni pomembno.
Zaključek
Vaša vitla je tako dobra, kot je dobra njena moč. Moč pa ni odvisna od števila amperskih ur, temveč od toka, kabla, lokacije in načrtovanja.
Če še vedno razmišljate o nastavitvi vitla, je že prepozno.
Oblikujte ga enkrat. Presežite njegovo specifikacijo. Mirno spi, ko veter piha s hitrostjo 30 vozlov in v temi vlečeš sidro.
Ne pozabite: izbira baterije za delovanje vitla mora vedno temeljiti na potrjenih specifikacijah praznjenja, vključno s toleranco za prenapetostni tok - ne le na nazivni zmogljivosti ali kemijski sestavi.
POGOSTA VPRAŠANJA
Ali lahko za vitlo uporabljam hišno baterijo?
Da, vendar bodite pozorni na padec napetosti in izpade sistema. Priporočljiva je posebna baterija za napredno napajanje.
Kako ugotovim, ali je moja vitla premajhna?
Če se med dvigovanjem obotavlja, se hitro segreje ali nenehno izklaplja odklopnike - je premalo zmogljiv.
Ali potrebujem ločen odklopnik za vitlo?
Da. Linijska varovalka v bližini akumulatorja in . v bližini vitla. Primerjajte z dolžino žice in največjim tokom.
Ali lahko zamenjam svinčevo kislino z litijem za svojo vitlo?
Vsekakor - vendar le, če sistem BMS podpira visokonapetostno praznjenje.
Koliko baterije dejansko porabi dvigalo za sidro?
Odvisno od moči, teže in časa dviganja, vendar načrtujte 5-10Ah na cikel za srednje velike čolne.