Τα πάντα για τις μπαταρίες μας

ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ

Οι μπαταρίες των σκαφών είναι συστοιχίες επαναφορτιζόμενων στοιχείων. Είναι σχεδόν πάντα μολύβδου – θειικού οξέος, αν και σε ορισμένες περιπτώσεις είναι χάλυβα – αλκαλίου ή νικελίου – αλκαλίου. Η μπαταρία αποτελείται από έξι στοιχεία των 2 Volt, συνδεδεμένες σε σειρά έτσι ώστε στους ακροδέκτες της να έχει διαφορά δυναμικού 12 Volt. Η πραγματική τάση της μπαταρίας δεν είναι πάντα η ονομαστική των 12V. Κυμαίνεται από 14,5 V αμέσως μετά από μία πλήρη φόρτιση μέχρι τα 10,8 V αν είναι τελείως αφόρτιστη.

Τα βασικά χαρακτηριστικά μιας μπαταρίας είναι τα εξής:

1. Μπορεί να επαναφορτιστεί εφ’ όσον έχει δώσει κάποια ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας.
2. Έχει χαμηλή εσωτερική αντίσταση και έτσι μπορεί να δίνει υψηλά ρεύματα για την εκκίνηση στην μίζα χωρίς να προκαλείται σημαντική πτώση τάσεως.
3. Ο ηλεκτρολύτης της είναι αραιωμένο θειικό οξύ και καθώς είναι διαβρωτικό πρέπει να μην του επιτρέπεται να έρθει σε επαφή με τα μάτια, το δέρμα , τα ρούχα ή τα εξαρτήματα και τα μέρη του αυτοκινήτου. (Σε περίπτωση που πέσει κάπου οξύ πρέπει να το ξεβγάλουμε με άφθονο νερό)
4. Κατά την φόρτιση ο ηλεκτρολύτης παράγει υδρογόνο και οξυγόνο. Αυτό το μίγμα αερίων είναι εκρηκτικό και πρέπει να δίνεται μεγάλη προσοχή έτσι ώστε να αποφεύγουμε σπινθήρες, τσιγάρα ή φλόγες στην περιοχή όπου φορτίζεται μπαταρία.
5. Μέρος του νερού που διαλύει το θειικό οξύ εξατμίζεται κατά την εκφόρτιση και χρειάζεται αναπλήρωση με απεσταγμένο ή απιονισμένο νερό. Η πανάκριβη μηχανή μας δεν μπορεί να πάρει μπρος ούτε να λειτουργήσουν τα ηλεκτρονικά βοηθήματα χωρίς αυτήν μιας και είναι η βασική συνεχής πηγή ηλεκτρικής ενέργειας στο σκάφος. Τι γνωρίζουμε όμως γι’αυτήν; Πιστεύω ότι οι περισσότεροι από εμάς γνωρίζουμε πολύ λίγα πράγματα όσο αφορά τον τρόπο λειτουργίας της την συντήρηση της καθώς με ποια κριτήρια πρέπει να επιλέξουμε την κατάλληλη μπαταρία .

ΕΛΕΓΧΟΣ ΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑΣ

Η χωρητικότητα της μπαταρίας μετριέται σε Ah (αμπερώρια). Αυτή είναι η ποσότητα του ρεύματος που μπορεί να δώσει η μπαταρία σε ένα ορισμένο χρονικό διάστημα, π.χ. αν μία μπαταρία είναι 60 Ah τότε μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε συσκευές, που απορροφούν από το ηλεκτρικό δίκτυο του σκάφους 10Α για 6 ώρες συνεχώς, χωρίς να έχουμε οποιαδήποτε σημαντική μεταβολή στην τάση (v) του δικτύου του σκάφους (πτώση τάσης).

Ο καλύτερος τρόπος να ελέγξουμε την χωρητικότητα είναι να μετρήσουμε την πυκνότητα του ηλεκτρολύτη. Η μέτρηση αυτή επιτυγχάνεται με ένα πυκνόμετρο ή μπωμόμετρο και μετριέται σε μπωμέ. Αυτό είναι μία ειδική σύριγγα, που περιέχει ένα πυκνόμετρο σαν πλωτήρα με στέλεχος βαθμονομημένο σε χιλιόγραμμα ανά κυβικό δεκατόμετρο (kg/dm ). Η σύριγγα έχει στο κάτω άκρο της ένα μικρό ελαστικό σωλήνα και στο επάνω άκρο της μία ελαστική φούσκα. Μ’ αυτήν τραβάμε από κάθε στοιχείο ηλεκτρολύτη αρκετό για να πλέει ελεύθερα ο πλωτήρας και διαβάζουμε απευθείας στο στέλεχός του την ένδειξη, που αντιστοιχεί στο ύψος που βρίσκεται η στάθμη του ηλεκτρολύτη.

CCA (COLD CRANK AMPERS)

CCA (Cold Crank Amps) oρίζεται ως μία από τις τιμές που χρησιμοποιούνται στον κλάδο των μπαταριών για να καθορίσουν την ικανότητα μιας μπαταρίας να ξεκινήσει έναν κινητήρα σε χαμηλές θερμοκρασίες.Στα αγγλικά αναφέρεται ως Cold Cranking ampers η δε συντομογραφία του είναι CCA Στα Ελληνικά ο όρος είναι “ΡΕΥΜΑ ΑΙΧΜΗΣ”. Ρεύμα αιχμής είναι το μέγιστο ρεύμα που η μπαταρία μπορεί να δώσει όταν είναι κρύα για περίπου 30 δευτερόλεπτα (συνήθως αναφερόμαστε σε 0 C0 ή –18 C0 στις χειρότερες συνθήκες. Όσο η τιμή αυτή είναι μεγαλύτερη τόσο η μπαταρία είναι σε θέση να βάλει μπρος τον κινητήρα κάτω από δύσκολες συνθήκες.

Η τιμή αυτή είναι ο αριθμός των αμπέρ μιας καινούριας και πλήρως φορτισμένης μπαταρίας που μπορεί να προσφέρει στους -18 βαθμούς Κελσίου και για 30 δευτερόλεπτα, διατηρώντας παράλληλα μια τάση τουλάχιστον 7,2 V, για μια μπαταρία των 12V. Όσο υψηλότερη είναι η βαθμολογία CCA, τόσο μεγαλύτερη είναι η αρχική ισχύς της μπαταρίας.

Ποια είναι όμως η διαφορά μεταξύ του CCA και PHCA;

Σχεδόν καμία! Το HCA (Ηοt Cranking Amp) είναι το ίδιο με CCA (Cold Cranking Amp), εκτός από τη θερμοκρασία στην οποία πραγματοποιείται η δοκιμή. Οι HCA δοκιμές διεξάγονται στους 26,7 βαθμούς Κελσίου, αντί των -18 βαθμών που υποβάλλονται για το CCA. Η δοκιμή PHCA δεν είναι μια επίσημη τιμή. Στο HCA οι μπαταρίες δοκιμάζονται στα 5 δευτερόλεπτα αντί για τα 30 δευτερόλεπτα που γίνεται στο CCA.

Πάντα ελέγχουμε εάν τα CCA της μπαταρίας που πρόκειται να προμηθευτούμε ανταποκρίνονται στην ιπποδύναμη του κινητήρα σύμφωνα με τις προδιαγραφές του κατασκευαστή. Σε γενικές γραμμές επειδή στην Ελλάδα κάνει ζέστη και επειδή απαιτείται λιγότερη δύναμη γιά την εκκίνηση του κινητήρα του σκάφους, μειωμένα CCA κατά 5-10 % σε σχέση με τις προδιαγραφές του κατασκευαστή κρίνονεται ασφαλή.

ΓΙΑΤΙ ΜΙΑ ΜΠΑΤΑΡΙΑ ΚΑΤΑΣΤΡΕΦΕΤΑΙ Η ΓΕΡΝΑΕΙ

Θα εξετάσουμε τις αιτίες που κάνουν μια μπαταρία άχρηστη

1. Εάν αφήσουμε μια μπαταρία για μεγάλο χρονικό διάστημα άδεια ή λίγο φορτισμένη τότε μια χημική αντίδραση στις πλάκες σχηματίζει οξείδια του μολύβδου κρυσταλλικά αδιάλυτα (είναι αυτή η άσπρη σκόνη που συχνά βλέπουμε στους πόλους των μπαταριών εάν δεν προσέχουμε να διατηρούνται καθαροί). Αυτή η ουσία γεμίζει σταδιακά την επιφάνια των μολύβδινων πλακών και εμποδίζει της χημικές αντιδράσεις που αποθηκεύουν ή προσφέρουν ενέργεια.
2. Λόγω της διαλυτότητας του μόλυβδου στο νερό και άλλους παράγοντες (διάφορες ακαθαρσίες στο διάλυμα κλπ) η μπαταρία χάνει σιγά σιγά την αποθηκευμένη ενέργεια ώσπου αδειάζει τελείως. Η διαρροή μπορεί να είναι από 1% έως 10% τον μήνα ( 2-4% για μπαταρίες marine 10% για μπαταρίες αυτοκινήτου). Περισσότερο υποφέρουν οι μπαταρίες που χρησιμεύουν για την εκκίνηση κινητήρων αλλά το αυτόματο άδειασμα εξαρτάται από την θερμοκρασία πχ μια μπαταρία στους 38 βαθμούς σε ένα μήνα χάνει περίπου ένα 7% στους 27 βαθμούς 5% ενώ στους 10 βαθμούς μόνο 1% Για τον λόγο αυτό θα πρέπει να φορτίζουμε την μπαταρία μια φορά τον μήνα όταν δεν την χρησιμοποιούμε ώστε να είναι φορτισμένη πάνω από το 80%.
3. Οι πλάκες του μόλυβδου είναι κατασκευασμένες έχοντας σειρές από τετράγωνες εσοχές (κυψέλες) μέσα στις οποίες πρεσάρονται τα οξείδια του μόλυβδου με αυτό τον τρόπο οι μπαταρίες γίνονται ποιο ελαφριές αλλά και η επιφάνεια των πλακών με τον ηλεκτρολύτη μεγαλώνει και κατά συνέπεια και η χωρητικότητα. Το μειονέκτημα όμως είναι ότι όταν οι μπαταρίες κακομεταχειρίζονται τότε τα οξείδια ξεκολλούν και κάθονται στον πάτο προκαλώντας βραχυκύκλωμα μεταξύ των στοιχείων.

ΕΛΕΓΧΟΣ ΚΑΙ ΔΙΑΓΝΩΣΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΜΠΑΤΑΡΙΑΣ

Ας αναλύσουμε τώρα τους διάφορους τρόπους διάγνωσης κατάστασης μιας μπαταρίας.

1. Το βραχυκύκλωμα ενός ή περισσοτέρων στοιχείων είναι εύκολο να το διαπιστώσουμε. Μετράμε με ένα βολτόμετρο την τάση στους πόλους χωρίς φορτίο και εάν πχ έχουμε ένα στοιχείο βραχυκυκλωμένο αντί για 12 V θα μετρήσουμε 10V εάν έχουμε δυο τότε θα μετρήσουμε 8V κλ. Η μπαταρία αυτή φυσικά είναι για πέταμα.
2. Τώρα στην περίπτωση διακοπής της συνέχειας των στοιχείων πάλι η διαπίστωση είναι εύκολη αφού στους πόλους θα έχουμε Τάση (0 Volt). Και στην περίπτωση αυτή η μπαταρία είναι για πέταμα.
3. Υπάρχουν όμως και ενδιάμεσες περιπτώσεις όπου οι μπαταρία μπορεί στην μέτρηση να μας δίνει 12 V αλλά κάτω από φορτίο να πέφτουν στα 10V (οι αιτίες που μπορεί να συμβεί αυτό είναι πολλές και δεν αξίζει να τις εξετάσουμε) στην περίπτωση αυτή μπορούμε να προσπαθήσουμε να σώσουμε για λίγο καιρό την μπαταρία φορτίζοντας την πάρα. Τώρα δεν ξέρω κατά πόσο μπορεί και αξίζει τον κόπο κάποιος να μπει σε αυτή την διαδικασία μιας και όπως ανέφερα παραπάνω η περαιτέρω ζωή της μπαταρίας θα είναι μικρή.

ΚΑΛΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΜΠΑΤΑΡΙΑΣ

Να δούμε τώρα πως πρέπει να μεταχειριζόμαστε με τον καλύτερο τρόπο την μπαταρία μας:

1. Να μη την αφήνουμε να αδειάσει τελείως(Τάση κάτω από 10,6 Volt) γιατί τότε δημιουργούνται καταστρεπτικές χημικές αντιδράσεις μη αναστρέψιμες
2. Να μη την υπερφορτίζουμε ή να την φορτίζουμε πολύ γρήγορα
3. Να μη της ζητάμε ποτέ πάρα πολύ ρεύμα εκτός από αυτό της εκκίνησης (ο τρόπος δοκιμής της μπαταρίας βραχυκυκλώνοντας με ένα καλώδιο τους πόλους είναι καταστροφή)
4. Να μη μένει παραπάνω από ένα μήνα χωρίς να φορτισθεί
5. Να μη μένει χωρίς ηλεκτρολύτη Θα πρέπει να ελέγχουμε συχνά την στάθμη του ηλεκτρολύτη ώστε να είναι οι πλάκες πάντα σκεπασμένες.
6. Να βρίσκεται σε στεγνό και καθαρό μέρος παρότι το κέλυφος των μπαταριών είναι κατασκευασμένο από μονωτικό υλικό έχει παρατηρηθεί ότι όταν είναι σε νερό ή σε λάδια γράσα κλπ υπάρχει διαρροή ρεύματος

ΜΕΘΟΔΟΣ ΦΟΡΤΙΣΗΣ

Η ζωή της μπαταρίας εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον τρόπο φόρτισης.

Σε ένα σκάφος/μηχανή ο ρυθμός φορτίσεως κανονίζεται από τον αυτόματο. Εξαρτάται από τη στάθμη φορτίσεως της μπαταρίας η οποία με τη σειρά της εξαρτάται από τα πρόσφατα φορτία στα οποία έχει υποβληθεί η μπαταρία, αλλά και από την ηλικία και την κατάστασή της. Πάντως αν θέλουμε να φορτίσουμε μια μπαταρία με φορτιστή, τότε, αν δεν υπάρχει ανάγκη ταχείας φορτίσεως καλό είναι να την φορτίζουμε με ρεύμα 1/10 έως 1/30 της χωρητικότητάς της. Στο παράδειγμα μας, αν η μπαταρία των 36 Ah ήταν τελείως αφόρτιστη, τότε θα χρειαζόταν 46,8 Ah για να φορτιστεί (36 x 1,3) και αν την φορτίζαμε με ρυθμό 1/10 θα έπρεπε να φορτιστεί με ρεύμα 1/10 x 46,8 = 4,68 δηλ. περίπου 5Α (για δέκα ώρες). Καλό είναι να μην φορτίζουμε τις μπαταρίες με πιο γρήγορο ρυθμό από 1/10 γιατί καταπονούνται, υπερθερμαίνονται, μπορεί να βραχυκυκλώσουν στοιχεία τους, μπορεί να πέσει η στάθμη του ηλεκτρολύτη κ.λ.π.

Υπάρχουν τα εξής είδη φόρτισης :

Κανονική: το ρεύμα φόρτισης είναι περίπου το 10% της αριθμητικής τιμής της ονομαστικής χωρητικότητας. Αυτές τις τιμές τις πετυχαίνει ο κατασκευαστής χρησιμοποιώντας τα κατάλληλα όργανα (δυναμό κλπ.), για τις μπαταρίες που έχει εγκαταστήσει στο σκάφος κατά την κατασκευή. Προσοχή λοιπόν χρειάζεται κατά την αλλαγή μπαταριών ή στην πρόσθεση μπαταριών για μεγαλύτερη χωρητικότητα.

Ταχεία: Το ρεύμα φόρτισης είναι το πολύ μέχρι 80% της τιμής της ονομαστικής χωρητικότητας. Η ταχεία φόρτιση όμως, μπορεί να γίνει μέχρι να εμφανιστεί η τάση βρασμού κι η θερμοκρασία του ηλεκτρολύτη να μην υπερβεί τους 55o C. Για τους παραπάνω λόγους δεν ενδείκνυται αυτού του είδους η φόρτιση.

Εδώ θα πρέπει να πούμε ότι αυτά τα φαινόμενα μπορεί να εμφανιστούν και κατά την διάρκεια της κανονικής φόρτισης. Γι αυτό δεν θα πρέπει να ξεχνάμε, ότι κατά την διάρκεια της φόρτισης κι όταν το σκάφος είναι δεμένο, oi μπαταρίες θα πρέπει να αερίζονται όσο το δυνατόν περισσότερο. Κάτω από ορισμένες συνθήκες φόρτισης μπορεί να δημιουργηθούν αέρια υδρογόνου κι οξυγόνου, τα οποία αποτελούν ένα εκρηκτικό μείγμα. Για αυτό λοιπόν ΑΠΑΓΟΡΕΥΕΤΑΙ να λειτουργεί ταυτόχρονα με την φόρτιση οποιαδήποτε δραστηριότητα παραγωγής φλόγας μέσα στο σκάφος (μαγείρεμα, κάπνισμα κλπ.)

Φόρτιση συντήρησης: Όταν το σκάφος είναι εκτός λειτουργίας (ξεχειμώνιασμα) οι μπαταρίες αυτοεκφορτίζονται με ρυθμό που μπορεί να φτάσει μέχρι και το 1% της χωρητικότητας για κάθε μέρα, ανάλογα με τη γήρανση και τη γενικότερη κατάσταση των μπαταριών. Υπάρχουν συσκευές που διατηρούν το ρεύμα φόρτισης στο 0.1% της ονομαστικής χωρητικότητας, αλλά η εγκατάστασή τους κρίνεται ασύμφορη κι αδύνατη μέσα στο σκάφος. Τότε είναι αναγκαία η κανονική φόρτιση κατά διαστήματα ενός η δύο μηνών. Αξίζει να σημειωθεί ότι όταν μπαίνουμε σ’ αυτή τη διαδικασία, κανονικής φόρτισης σε ξεχειμώνιασμα, θα πρέπει να αποφορτίζουμε τη μπαταρία με κάποια κατανάλωση, μέχρι την τιμή των 1,225 μπωμέ.

Συγκεκριμένος χρόνος φόρτισης δεν υπάρχει. Ο Έλεγχος γίνεται μόνο με το πυκνόμετρο. Αν δηλαδή σε τρεις μετρήσεις σε διάστημα 1 ώρας ο ηλεκτρολύτης δεν παρουσιάσει αύξηση, η μπαταρία θεωρείται φορτισμένη.

Φορτιστές

Υπάρχουν πολλοί και σε διαφορετικές τιμές
Απλοί φορτιστές οι οποίοι αποτελούνται από ένα μετασχηματιστή και μια γέφυρα ανόρθωσης είναι οι πιο οικονομικοί αλλά χρησιμεύουν μόνο για περιστασιακές φορτίσεις κάτω από έλεγχο γιατί δεν έχουν σταθεροποιημένη ούτε την τάση αλλά ούτε και την ένταση του ρεύματος .Μόνο ορισμένοι διαθέτουν θερμική ασφάλεια η οποία διακόπτει το κύκλωμα σε περίπτωση υπερθέρμανσης.
Ορισμένοι λίγο καλύτεροι διαθέτουν δυο σκάλες φόρτισης, χαμηλό και υψηλό ρεύμα καθώς και αμπερόμετρο.

Αυτόματοι φορτιστές

Αυτός ο τύπος των φορτιστών διακόπτει την λειτουργία του αυτόματα όταν η μπαταρία έχει φορτισθεί και η τάση είναι περίπου στα 14 Volt.

Φορτιστές αυτόματοι με διατήρηση τάσης

Είναι ο καλύτερος συνδυασμός τιμής και λειτουργίας. Διατηρούν σταθερή την τάση στην τιμή συντήρησης δηλαδή 13,6 V και δίνουν τόσο ρεύμα όσο ζητά η μπαταρία έως την πλήρη φόρτιση της. Αυτό σημαίνει ότι στην αρχή με την μπαταρία άδεια το ρεύμα είναι αρκετά υψηλό και σιγά σιγά όταν η φόρτιση προχωρά λιγοστεύει. Το καλό με αυτούς τους φορτιστές είναι ότι μπορούμε να τους έχουμε συνέχεια στην μπαταρία και να την διατηρεί συνέχεια φορτισμένη χωρίς πρόβλημα.

Φορτιστές αυτόματοι ελεγχόμενοι από μικροεπεξεργαστή

Είναι φυσικά οι φυσικά οι καλλίτεροι και οι ποιο ακριβοί. Είναι έτσι προγραμματισμένοι ώστε να παρέχουν το απαιτούμενο ρεύμα στην σωστή Τάση όσο προχωρά η φόρτιση, να φορτίζουν την μπαταρία 100% και να την διατηρούν φορτισμένη παρέχοντας το απαιτούμενο ρεύμα με Τάση 13,6 Volt.