Lomailemassa

Lomatunnelmia sekä lopussa pähkäilyjäni invertterien, akkujen sekä lataamisen maailmasta

Lähdimme 18.7 2019 illansuussa pienelle “lomareissulle”. Reissuun sisältyi muutamia vapaa hetkiä sekä jonkun verran vierailua sekä sukulaisten luona majailua.

Ihan ensimmäiseksi pysähdyimme Pälkäneelle raunio kirkon vieressä olevalle levähdyspaikalle. Koska matka ensimmäiselle kohteelle oli noin puolivälissä, eikä ollut tarvetta olla samana iltana perillä, pysähdyimme huilimaan tähän.

Yövyimme levähdyspaikalla.

Samalla tuli testattua invertterijärjestelmän toimivuus käytännön tasolla.

Hyvin toimivat sähkölaitteet. Vaunussahan on paljon akkuvirralla toimivia laitteita jotka eivät tarvitse 220V sähköä, mutta mikroaaltouuni, kahvinkeitin, televisio yms ovat verkkovirtalaitteita.

tarvitse 220V sähköä, mutta mikroaaltouuni, kahvinkeitin, televisio yms ovat verkkovirtalaitteita.

Muuan tekniikkaan liittyvä asia oli Salon ABC ( Teboil ) WC:n vesikraanat. Hanasta sai vettä sekä kuivauksen samasta laitteesta.

Seinällä oli kuvasarja opastuksena miten kädet piti laittaa jotta sai halutessaan vettä sekä kuivauksen.

Niinhän siinä kävi että kun halusin vettä sain kuivausta ja päinvastoin. Lopulta homma sitten onnistui.

Pitkäjärvellä Kokemäellä ei tarvinnut inverteriä käytellä koska valosähkö kuului muutoinkin edulliseen leiriytymisen hintaan.

Kiikoisten ABC tarjosi pienen ruokailuhetken.

vimeovideo ..

Invertterisysteemissä riitti virta hyvin. Käytin (Pälkäne) koko yöpymisen ajan jääkaappia sähköllä sekä vielä aamulla mikroaaltouunilla valmistin aamupuuron. Televisiotakin tuli katseltua.

kahvinkeitin käynnistyi vielä mutta sitten alkoi kuulua piippaus ääni auton takapaksista. Tämä merkitsi liian alhaista akkujännitettä jolloin invertteri sammuttaa virransyötön suojaten akkua syväpurkaukselta. Kahvit piti siten keittää kaasulla.

Näyttäsi siis siltä että kunnon akuilla joissa on myös suurempi kapasiteetti kahvitkin olisivat vielä akkuvirralla valmistuneet.

On huomioitava että käyttämäni hupiakku (100Ah vanha auton akku) on tosi huono kuntoinen. Rinnalle oli kytketty vielä yksi 60Ah akku. 100Ah akku on ollut pari vuotta romuautossa täysin tyhjänä. Akku ei edes ensin latautunut tavallisella akkulaturilla. Tämä akku alkoi osoittamaan heräämisen merkkejä vasta neljän päivän latauksen yhteydessä.

(Autossani on järjestelmä jolla voin ladata automaattilaturilla hupiakkuja silloin kun auto on käynnissä. Tämän kirjoituksen jälkeen järjestelmään on tehty joitakin muutoksia. Mutta periaate on edelleen sama: https://www.leksanet.com/index.php?r=content%2Fperma&id=261)

Ajatuksiani invertteristä

Invertterit jaetaan yleensä seuraaviin kolmeen tyyppiin sen tuottaman verkkovirran laadun mukaan:

• Siniaalto: Kaikista paras sekä yleensä kallein ostohinnaltaan oleva vaihtoehto, tuottaa samanlaista sähköä kuin saadaan kotipistorasiasta. Vaunuuni käytän juuri tällaista 2000W / ( 4000W hetkellisesti ) olevaa invertteriä.
• Modifioitu siniaalto: Lähes samanlaatuinen sähkö kuin kotona, lähes kaikki laitteet toimivat ongelmitta. Tällainenikin on minulla käytössä, mutta eri tarkoitukseen
• Kanttiaalto: Halvin vaihtoehto. Välttämättä kaikki laitteet eivät toimi. Tällainen minulla oli käytössä mutta sillä ei toimi läheskään kaikki käyttämäni laitteet.

Invertteri muuntaa tavallisen 12V jännitteen 220V vaihtojännitteeksi. Tämä toiminpidekään ei koskaan ole häviötön.

Lisäksi huomioitavaa on ettei akut ole koskaan ihan niin varautuneita tai toisinsanoen niistä ei yleensä milloinkaan saa 100% ilmoitettua kapasiteettia käyttöön.

Inverttereille ilmoitetaan suuria tehoja ja yleisimmin useimmat nämä lupaukset täyttävätkin. Mutta vain tarkoin optimaalisissa olosuhteissa, eli akkukapasiteetin ollessa riittävä ja akkujen ollessa 100% täynnä. Lisäksi akkujen ja invertterin välisten johtojen tulee olla riittävän paksut ja lyhyet häviöiden minimoimiseksi. Yleisin syy toimimattomuuteen on akun riittämätön kapasiteetti ja siitä aiheutuva jännitteen liiallinen putoaminen, jolloin invertteri kytkeytyy pois toiminnasta.

Laskuesimerkki: Akun ilmoitettu kapasiteetti: 100 Ah Todellinen kapasiteetti: 75 Ah Käytetään invertterillä kahvinkeitintä, jonka ottoteho on 800 W. Tällöin akusta otettava virta on n. 66 A (800 W / 12 V). Akku kestäisi tällöin 75 Ah / 66 A = 0,88 tuntia = 67 minuuttia.

Ensinnäkin itse laskisin vieläkin varovaisemmin

12V x 75% kapasiteetti x 85% hyötysuhde / 800W ottoteho olisi vain n. 57min

jännitteen putoaminen

Toinen laskennan oikeellisuutta kyseenalaistava seikka on jännitteen putoaminen suoja-arvon alapuolelle.

Vaikka akussa olisi kapasiteettia pienellä kuormalla vielä paljonkin, voi liian suuri yhtaikainen ottokuorma pudottaa akun napajännitteen niin alas että invertteri sammuttaa itsensä akkua suojaten.

Tämän voisi ajatusmallina ajatella vaikka niin että käyttäessäni vaunun jääkaappia n. 170W vaikka kuinka kauan ( 12V 160Ah = 7,2tuntia ) ei akkuni kestäsi täysin varautuneenankaan yli 1800 - 2000W ottotehoa minuuttia kahta kauenpaa vaikka se laskennallisesti olisikin n 40 minuuttia.

Tätä äkillistä jännitteen pudotusta voi ehkäistä ensinnäkin kunnollislla ja hyvin liitetyillä kaapeleilla. ( Huom! kaapelit eivät saa olla liian pitkiä ) Lisäksi akkuja voi kytkeä rinnan ja saada näin ollen äkillisen purkausvirran kestoa huomattavasti lisättyä.

Ja toisekseen

Tästä voisi tehdä maalaisjärjellä päätelmän että akkukapasitteettia tulee nostaa reilusti yli laskennalisen tarpeen, mikäli sähkövirran käyttö on suurille ottotehoille. Näitä suuritehoisia ovat juuri kahvinkeittimet, vedenlämmittimet, hiustenkuivaajat yms.

Tämä suuritehoisten laitteiden käyttö aiheuttaa akkujen suhteen ristiriitaisen tilanteen. Nämä varsinaiset hupiakut eli vapaa-ajan akut ovat suunniteltu niin että ne kestävät enemmän syväpurkausta sekä luovuttavat virtaa pidemmän aikaa samalla mutta pienemmällä kapasiteetilla akun varauksen vähentyessä. Mutta vastaavasti nämä autokäyttöön tehdyt akut ovat ns starttiakkuja joiden tarkoitus on antaa suuriakin virtoja hetkellisesti, mutta lyhyemmän aikaa.

Useinhan starttauksessa ei ole kyse niinkään akun suuresta Ampeerituntimäärästä kuin hetkellisesti saatavasta ampeerimäärästä. Nämä ovat tietyllä tavalla kaksi täysin eri asiaa. Joissain 60Ah akuissa lukee että starttausvirta voi olla hetkellisesti jopa yli 500A.

Vastaavasti vapaa-ajan akuissa kyse ei ole hetkellisen suuren kuorman luovutuskyvystä, vaan pitkäkestoisen pienemmän kuormituksen kestosta.

Kun invertteriin kytketään suurella ottoteholla oleva laite kuten vedenkeitin, on akun luovutettava hyvinkin suuria ampeerimääriä juuri sillä hetkellä. ( 1800W = n. 150A, olisi siis ) Tällöin ns starttiakku on parempi. Mutta jos katselee televisiota ja kuuntelee radiota niin virran kulutus on maltillisempaa jolloin vapaa-ajan akku soveltuu siihen paremmin.

Vertailuna vaikkapa Nykyaikainen starttiakku, Silver eli Ag akku jossa ampeeritunteja ei ole kuin n. 70, mutta starttivirtaa jopa yli 700A verran. Tai Optiman punainen AGM 50Ah akku joka on myös pieni kapasiteetiltaan mutta tunnettu hyvinkin voimakkaana starttiakkuna.

Ja vapaa-ajan akkuna tunnettu Rolls jossa on 155Ah mitattuna 20 tuntia 7,75A virralla. Sekä Exide Dual AGM 180Ah jossa hetkelliset ampeerit vain 180 - 199A

summarum.

Eli paras olisi sitten se että on “tolkuttoman” monta suurikapasittellista vapaa-ajan akkua rinnan kytkettynä jotta voi saada hetkellisestkin paljon virtaa kahvitteluhetkiin ja jatkaa sitten television katselua vielä muutaman tunnin 

Hyvä video asiaan liittyen:

Lataaminen

Kun akkujen kapasiteetti on suuri, tulee lataamisenkin suunnittelussa ottaa huomioon akkujen vaatimukset.

Eri tyyppisillä akuilla on lisäksi omat latauskriteerit jännitteineen yms.

Minä pureudun nyt ihan perintesen lyijyakun lataukseen ja siihenkin vain ihan periaatteen tasolla.

Varausvirta

Jotta akku pystyy varmasti tuottamaan tarvittavan kapasiteetin, sen täytyy olla täyteen varattu. Suositeltava varausvirta ampeereina on 10 % ilmoitetusta kapasiteetista (esim. 4 Ah:n akku vaatii 0,4 A:n varausvirran). Pitkän käyttöiän varmistamiseksi suosittelemme tarkistamaan ennen asennusta, että akku on täyteen varattu. Eli käyttämäni n. 160Ah akkuyhdistelmä vaatisi n. 16A akkulaturin.

Ensimmäinen sääntö on ettei akkua tule milloinkaan säilyttää tyhjänä tai edes puolivarautuneena. Akku on ladattava täyteen ensimmäisessä mahdollisessa tilanteessa tyhjentymisen jälkeen. Akun kennojen sulfatoituminen alkaa heti kun akkua säilytetään alivarautuneena.

Toinen perusperiaate on ettei akkua saa ladata ylijännitteellä. Sen tähden automaattilaturi on paras. Lisäksi nykyisin monissa automaattilatureissa on älykkäitä ominaisuuksia esim ylläpitovarauksen suhteen.

Älä päästä akkua ylikuumenemaan.

Aivan täyden lyijyakun varausjännite on lepotilassa ilman kuormaa 12,81V. Kaikki jännite joka ylittää tämän lepotilan jännitteen antaa akulle varausta, mutta äärettömän hitaasti riippuen jännitteestä. Liian suuri latausjännite tuhoaa akun melko nopeasti.

Jännitemittarilla mitattuna ilman kuormaa akun jännite kertoo seuraavaa: ( huom! heti latauksen jälkeen mitattu jännite ei pidä paikkaansa)
12,6V tai yli, akku on täynnä
12,4V akku on käytettävissä
12,1V akku on ladattava välittömästi.

ns. normaali latausjännite tavallisella auton lyijjyakulla on n. 13,5 - 14,5V välimaastossa.

Akku latautuu eri lämpötiloissa aivan eri nopeuksilla. Kylmässä akun varautuminen vaatii korkeamman jännitteen kuin lämpimissä olotiloissa.

Hyvin pienikin laturi voi ladata suuret akut täyteen ( miltei ). Vaikkapa joku 4A pikkulaturi pystyy lataamaan vaikka 160Ah akun. Mutta varausaika on silloin erittäin pitkä. Lisäksi on huomioitava että latauslaite ei ylikuormitu ja kuumene liikaa suurten akkujen lataamisessa.

**Kirjoitus starttausvirran antamisesta sekä kirjoituksen lopussa hieman akku-asiaa latauksineen. Vanha kirjoitukseni vuodelta 2001 - 2002 https://www.leksanet.com/index.php?r=content%2Fperma&id=876