Vrijeme je za promjenu. Iako je olovna baterija vašeg kampera ili broda pružala dugotrajnu uslugu, više ne može adekvatno zadržavati napunjenost. Umjesto da razmatrate korištenje desulfatora baterija za produljenje njenog vijeka, pravo pitanje koje trebate postaviti je: mogu li zamijeniti olovne akumulatore litijskim baterijama u svom brodu ili kamp prikolici? Litijske baterije postaju standard za pohranu obnovljive energije.

Odgovor je DA, apsolutno možete zamijeniti olovneakumulatore litijskim u pomorskim plovilima i kamp prikolicama. Međutim, prije nego što se odlučite za nadogradnju, važno je razmotriti nekoliko ključnih čimbenika kako biste utvrdili je li litijska baterija pravi izbor za vaše potrebe.

Prednosti zamjene olovnih akumulatora litijskim u brodovima i kamperima.

Razlika u broju ciklusa

Osim kapaciteta baterije, važna je i brzina kojom koristite energiju. Na primjeru baterije od 100 Ah, opterećenje od 10 ampera (A) može je potpuno isprazniti za 10 sati (100 Ah ÷ 10 A = 10 sati), što se naziva stopom C/10. Ako imate opterećenje od 50 A na istoj bateriji, ispraznit će se za 2 sata (100 Ah ÷ 50 A = 2 sata), što je stopa C/2. Većina baterija ima omjer C/20, što znači da se prazne za 20 sati.

Ukoliko vaš sustav koristi visoko strujno opterećenje ili se baterije pune vrlo brzo visokom strujom, primjerice putem alternatora ili obalnog napajanja, trebate uzeti u obzir brzinu punjenja i pražnjenja baterije. Ako su brzine veće od onih koje baterija može podnijeti, trebali biste povećati kapacitet baterijske banke dodavanjem više baterija paralelno, kako bi se struja ravnomjerno rasporedila između baterija. To može značiti da će vaša baterijska banka imati veći kapacitet Ah nego što je potrebno za napajanje opterećenja, samo da bi podnijela visoke struje.

Presporo punjenje olovnih baterija može uzrokovati preuranjenu sulfatizaciju, čime se skraćuje njihov vijek trajanja. Ovo nije problem s litijskim baterijama.

• Olovno-kiselinske baterije najbolje rade pri brzinama između C/8 i C/12. Dakle, baterija od 100 Ah trebala bi se puniti ili prazniti između 8 A i 12 A. Paralelno spajanje triju baterija omogućilo bi trostruko veću brzinu, jer struja dijeli između tri baterije, dakle 24 A do 36 A.
• Litijske baterije, s druge strane, mogu općenito podnijeti brzine C/1 ili čak više u kratkim razdobljima, ovisno o bateriji. To znači da litijska baterija od 100 Ah može podnijeti 100 A (ili više) struje punjenja/pražnjenja. Iako većina proizvođača ne preporučuje redovito korištenje brzina većih od C/2 za optimalan vijek trajanja, dobro je znati da litijske baterije imaju dodatnu snagu kada je to potrebno. Prilikom odabira litijske baterije, provjerite specifikacije proizvođača jer neke baterije ne podržavaju tako visoke struje kao druge.

Razlika u dubini pražnjenja

Dubina pražnjenja (DoD) označava koliki se dio pohranjene energije u bateriji može koristiti bez značajnog smanjenja njenog vijeka trajanja. Na primjer, olovna baterija kapaciteta 100 Ah, ocijenjena za 25% DoD, omogućuje korištenje samo ¼ svog nazivnog kapaciteta (odnosno 25 Ah), dok ostatak kapaciteta (75 Ah) ostaje neiskorišten.

• DoD za olovne baterije – bilo da se radi o natopljenim (koje zahtijevaju povremeno dodavanje vode) ili zabrtvljenim („bez održavanja“) – obično se kreće u rasponu od 25% do 50%. Baterija će trajati najmanje dvostruko dulje ako je redovito praznite do 25% nego ako je redovito praznite do 50%. Također, ako nakon dana korištenja nemate mogućnost punjenja baterije, DoD će se dodatno smanjiti sljedeći dan. Planiranjem korištenja 25% kapaciteta dnevno omogućuje korištenje manje od 50% maksimalnog kapaciteta nakon dva dana.
• S druge strane, litij-ionske baterije imaju DoD od 80% ili više, što omogućuje korištenje većine, ako ne i sve, pohranjene energije. Tako litij-ionska baterija kapaciteta 100 Ah, ocijenjena za 80% DoD, može sigurno pružiti 80 Ah bez oštećenja.

Zbog toga litijska baterija može biti znatno manja od olovne za osiguranje iste količine upotrebljive energije. Na primjer, ako vam je potrebno 100 Ah energije dnevno, olovna baterija bi trebala imati kapacitet od 400 Ah kako bi se zadržala na 25% DoD, dok bi litijska baterija trebala imati samo 125 Ah za 80% DoD. To rezultira znatno manjom baterijom kod litijskih baterija.

Razlika u veličini i težini

S višim DoD-om, većom stopom punjenja/pražnjenja i većim brojem ciklusa, jednostavno je vidjeti kako upotreba litijskih baterija u vašem kamperu ili brodu štedi prostor zahvaljujući manjoj fizičkoj veličini baterije. Prednosti uštede prostora su očite u već ionako skučenim prostorima. No, postoji još jedna fizička prednost zamjene olovnih baterija litijskim za RV i pomorske aplikacije: litijske baterije su značajno lakše jer nisu izrađene od olova. Manja težina rezultira većom učinkovitošću goriva, što dodatno smanjuje troškove goriva ili dizela.

Razlike u padu napona

Možda ste primijetili da napon baterije vašeg broda ili kamp vozila pada na 11 V ili niže kada pokušavate pokrenuti uređaje velike snage poput vitla ili klima uređaja. Pri radu velikih izmjeničnih opterećenja s pretvarača, napon može pasti ispod granice niskog napona, uzrokujući isključivanje pretvarača upravo kad vam je najpotrebniji. Slično tome, ako pokrećete istosmjerna opterećenja poput pramčanog propelera izravno s baterije, potreban vam je stabilan napon kako bi uređaj radio kada je to potrebno. Zbog krivulje napona litijskih baterija i njihove sposobnosti podnošenja velike struje, takva opterećenja neće uzrokovati dramatičan pad napona, eliminirajući problem pada napona.

Razlike u sigurnosti

Sigurnost je uvijek prioritet pri projektiranju solarnog sustava, a to postaje još važnije kada je vaš sustav na brodu daleko od obale ili u kamp prikolici na udaljenoj cesti. Različiti kemijski sastavi baterija nose različite sigurnosne rizike. Jasno je da zloporaba bilo koje vrste baterije može stvoriti opasnu situaciju, no pri normalnom, pa čak i pomalo grubom rukovanju, različite baterije imaju specifične sigurnosne izazove koje treba riješiti.

• Potopljeni olovno-kiselinski akumulatori sadrže elektrolitnu smjesu kiseline i vode koju je potrebno redovito provjeravati. Tijekom normalnih ciklusa punjenja, ova smjesa isparava u obliku plina koji treba biti ventiliran van. Nakupljanje plina unutar vozila ili plovila može biti eksplozivno, pa je pravilna ventilacija ključna za sigurnost. Ispuštanje plinova iz baterije je normalno, ali zahtijeva od vlasnika redovitu provjeru razine elektrolita. Kada razina elektrolita padne, treba dodati destiliranu vodu, što može dovesti do opasnosti od izlijevanja kiseline ako se baterija previše napuni. Stoga je potrebno imati odgovarajuću sigurnosnu opremu, uključujući rukavice, zaštitne naočale i sodu bikarbonu za neutralizaciju kiseline ako je potrebno.
• Zatvorene olovno-kiselinske baterije ne ispuštaju plin i ne zahtijevaju provjeru razine elektrolita jer ne isparavaju. Međutim, potrebno je pridržavati se uobičajenih sigurnosnih mjera kao što su provjera čvrstoće kabelskih veza, korozije i sprječavanje fizičkog oštećenja baterije.
• Litijske baterije također ne ispuštaju plin, ali određene vrste, poput litij-kobalt oksida (LCO), mogu doživjeti toplinski bijeg. Ovo je stanje u kojem se baterija počinje zagrijavati, što uzrokuje daljnje zagrijavanje dok se ne zapali. LCO baterije se najčešće koriste u mobitelima, hoverboardima i električnim automobilima te se općenito ne preporučuju za mobilne aplikacije.

Dakle, jesu li litijske baterije sigurnije od ostalih baterija? Da, kada ne sadrže kobalt. Kemija litij željeznog fosfata (LFP ili LiFePO4) postala je standardna za brodove, kamp prikolice i opću solarnu fotonaponsku upotrebu jer ne pate od problema toplinskog bijega. Vrlo su sigurne, mogu se postaviti u zatvorenom prostoru i idealne su za mobilni život i rekreaciju. Kao i kod zatvorenih olovnih baterija

Sigurnost je uvijek prioritet pri projektiranju solarnog sustava, a to postaje još važnije kada je sustav na brodu daleko od obale ili u kamp prikolici na udaljenoj cesti. Različiti kemijski sastavi baterija nose različite sigurnosne rizike. Jasno je da zloporaba bilo koje vrste baterije može stvoriti opasnu situaciju, no pri normalnom, pa čak i pomalo grubom rukovanju, različite baterije imaju specifične sigurnosne izazove koje treba riješiti.

Potopljeni olovno-kiselinski akumulatori sadrže elektrolitnu smjesu kiseline i vode koju je potrebno redovito provjeravati. Tijekom normalnih ciklusa punjenja, ova smjesa isparava u obliku plina koji treba biti ventiliran van. Nakupljanje plina unutar vozila ili plovila može biti eksplozivno, pa je pravilna ventilacija ključna za sigurnost. Ispuštanje plinova iz baterije je normalno, ali zahtijeva od vlasnika redovitu provjeru razine elektrolita. Kada razina elektrolita padne, treba dodati destiliranu vodu, što može dovesti do opasnosti od izlijevanja kiseline ako se baterija previše napuni. Stoga je potrebno imati odgovarajuću sigurnosnu opremu, uključujući rukavice, zaštitne naočale i sodu bikarbonu za neutralizaciju kiseline ako je potrebno.

Zatvorene olovno-kiselinske baterije ne ispuštaju plin i ne zahtijevaju provjeru razine elektrolita jer ne isparavaju. Međutim, potrebno je pridržavati se uobičajenih sigurnosnih mjera kao što su provjera čvrstoće kabelskih veza, korozije i sprječavanje fizičkog oštećenja baterije.

Litijske baterije također ne ispuštaju plin, ali određene vrste, poput litij-kobalt oksida (LCO), mogu doživjeti toplinski bijeg. Ovo je stanje u kojem se baterija počinje zagrijavati, što uzrokuje daljnje zagrijavanje dok se ne zapali. LCO baterije se najčešće koriste u mobitelima, hoverboardima i električnim automobilima te se općenito ne preporučuju za mobilne aplikacije.

Dakle, jesu li litijske baterije sigurnije od ostalih baterija? Da, kada ne sadrže kobalt. Kemija litij željeznog fosfata (LFP ili LiFePO4) postala je standardna za brodove, kamp prikolice i opću solarnu fotonaponsku upotrebu jer ne pate od problema toplinskog bijega. Vrlo su sigurne, mogu se postaviti u zatvorenom prostoru i idealne su za mobilni život i rekreaciju. Kao i kod zatvorenih olovnih baterija, potrebno je povremeno provjeravati kabelske spojeve kako bi se osiguralo da vibracije tijekom putovanja nisu uzrokovale njihovo olabavljenje, te obaviti vizualni pregled kako bi se osiguralo da je sve u redu.

Razlike u „životnom trošku“ baterija

Kada se usporede litijumske baterije s olovno-kiselinskim baterijama po kapacitetu Ah, litijumske baterije su obično skuplje. Međutim, ako sagledamo širu sliku i uzmete u obzir sve aspekte koje smo do sada raspravljali, primijetit ćete kako vam litijumske baterije dugoročno mogu uštedjeti novac, vrijeme i neugodnosti.

Razlike u utjecaju temperature

Različite vrste baterija reagiraju na temperaturu na različite načine. Kapacitet olovno-kiselinskih baterija ocijenjen je na 26°C, ali se smanjuje kako temperatura pada. Na primjer, olovno-kiselinska baterija kapaciteta 100 Ah pri 26°C zadržava samo 76 Ah pri 4°C. Stoga, ako planirate koristiti bateriju zimi na neuvjetovanom mjestu (bez grijanja ili hlađenja), potrebno je povećati kapacitet baterije kako biste nadoknadili smanjenje kapaciteta u hladnim uvjetima.

Olovne baterije također pokazuju najbolje performanse kada se pune s različitim brzinama ovisno o temperaturi. Zbog toga većina kvalitetnih solarnih regulatora punjenja opremljena je senzorom temperature baterije koji regulira proces punjenja. S druge strane, litijske baterije zadržavaju konstantan kapacitet bez obzira na temperaturu, što znači da im brzina punjenja ne treba prilagođavati temperaturi.

Iako možete koristiti litijumske baterije za pokretanje opterećenja na temperaturama ispod nule, ne možete ih puniti na tim temperaturama (ispod 32°F ili 0°C). Sustav za nadzor baterije (BMS) često uključuje zaštitu od niskih temperatura koja sprečava punjenje baterije kada je previše hladno.Ako se vaša banka litijskih baterija nalazi u hladnom okruženju, potrebno je nabaviti bateriju s ugrađenim grijačem, poput KiloVault HLX+ baterije, ili izraditi izoliranu kutiju za bateriju koja će zadržavati toplinu tijekom punjenja.

Presudno za kampere i brodove

Izborom litijevih baterija umjesto olovnih za aplikacije na brodovima/RV-ima, trebat će vam manje baterija, a te će baterije trajati dulje, omogućiti dublje pražnjenje, pružiti veću snagu i biti lakše.

Važni čimbenici kod zamjene olovnih baterija litijskim baterijama u brodu ili kamperu

Kada donesete odluku da je litij najbolja opcija, trebate imati na umu nekoliko važnih stvari prilikom zamjene olovne baterije litijem. Izraz ‘zamjena za samostalnu upotrebu’ može zvučati jednostavno, ali postoje dodatni koraci koje trebate poduzeti kako biste sigurno nadogradili baterije u svom brodu ili kamperu.

Kontroler punjenja/Profil punjenja

Ukoliko već koristite solarnu energiju, alternator ili priključak na obalu za punjenje olovne baterije, možda nećete morati zamijeniti postojeći regulator punjenja ili pretvarač/punjač. Profili punjenja i postavke za litijumske baterije su slični, ali ipak zahtijevaju nekoliko prilagodbi. Preporučuje se korištenje punjača s prilagodljivim postavkama brzine punjenja prema preporukama proizvođača. Litijumske baterije ne zahtijevaju punjenje do 100%, pa je preporučljivo održavati ih na oko 90% napunjenosti, posebno ako vozilo ili plovilo ostaje neaktivno tijekom duljeg razdoblja.

Alternator

Litijske baterije imaju značajno manji unutarnji otpor u usporedbi s olovnim baterijama, što im omogućuje primanje veće struje punjenja iz alternatora prema potrebi. Međutim, budući da alternatori nisu dizajnirani za dugotrajan rad na punoj brzini, to može rezultirati prekomjernim opterećenjem, pregrijavanjem i oštećenjem samog alternatora. Postoje strategije za sprečavanje takvih problema.

Možete nadograditi alternator na model koji podržava veći kapacitet punjenja i ima ugrađenu kontrolu temperature. Takvi alternatori automatski prilagođavaju amperažu kako bi spriječili pregrijavanje. Ako vaš trenutni sustav koristi klinasti remen, možda će biti potrebna modifikacija motora kako bi se prešlo na remen u obliku slova “S”

Amperi pokretanja / startna baterija

Kod olovnih baterija često se koristi ocjena CCA (pojačala na hladnom pogonu) kako bi se odredilo koliko ampera može biti dostupno za pokretanje motora u hladnim uvjetima. Litijumske baterije nemaju CCA ocjenu. Ako razmišljate o zamjeni olovnih kiselinskih baterija litijevom baterijom za pokretanje motora, važno je provjeriti može li nova litijeva baterija podnijeti potrebnu struju za tu svrhu. Međutim, nije svaka litijeva baterija prikladna za tu namjenu. Neki i dalje zadržavaju olovnu bateriju kao pokretač, dok litij koriste samo za kućnu/servisnu bateriju. Ovo osigurava rezervu, tako da ako dođe do problema s kućnom/servisnom baterijom, uvijek imate startnu bateriju kao backup.

Koristite DC/DC pretvarač

Ugradnjom DC-DC pretvarača između alternatora i litijumske baterijske banke, možete kontrolirati koliko struje baterija prima iz alternatora. Preporučuje se koristiti samo polovicu snage alternatora, primjerice za alternator od 60 A, DC-DC pretvarač od 30 A kao što je Victron Energy Orion-Tr Smart 12/12-30A s Bluetoothom može biti dobar izbor. Više DC-DC pretvarača možete paralelno koristiti kako biste povećali brzinu punjenja za veće alternatore.

Zaključak

Zamjena olovnih baterija litijevim baterijama u brodovima i kamp prikolicama donosi niz prednosti poput većeg broja ciklusa, veće dubine pražnjenja, manje težine i veličine te stabilnijeg napona tijekom opterećenja. Litijske baterije omogućuju brže punjenje i pražnjenje bez štetnih posljedica poput sulfatizacije, što je često problem kod olovnih baterija. Također, litijske baterije su sigurnije jer ne ispuštaju plinove poput olovnih i imaju manji rizik od toplinskog bijega, posebice ako su izrađene od litij željeznog fosfata. Osim toga, litijske baterije imaju duži životni vijek i manje troškove održavanja te su otpornije na promjene temperature. Za uspješnu zamjenu važno je prilagoditi kontrolere punjenja, alternatore te razmotriti upotrebu DC/DC pretvarača radi optimalnog punjenja baterija.