The best in price/quality/service.

Techniek: Electriciteit: accu of batterij

1. Inleiding: electriciteit

Elektriciteit is hedendaags onmisbaar. Heel wat toepassingen vergen energie. Electriciteit wordt getransporteerd via ons distributienet. Energie kunnen wij zelf opwekken en opslaan in batterijen of accu’s. Op de markt bestaan er verschillende types batterijen of accu’s. De juiste keuze van een accu en een goede verzorging garandeert een lange levensduur en een optimale balans voor uw toepassing.

 

2. Begrippen

Batterijspanning: bvb. 12 volt (V) : dit is het ”potentiaal verschil” tussen de negatieve en de positieve klem

Stroom: bvb. 10 ampère (A): dit is de hoeveelheid elektriciteit die door de leiding stroomt: vergelijk dit met het ”debiet” van water door een waterleiding

Weerstand: bvb. 10 ohm: dit is de weerstand van een kabel of toestel: vergelijk dit met een vernauwing in een waterleiding.

Vermogen: bvb. 100W: dit is het verbruik van een toestel

 

 

3. Wisselspanning, gelijkspanning

Wisselspanning wisselt 50 maal per seconde van + en –. Bvb. In een woning is 230 Volt/50Hz aanwezig. In de VS spreekt men van 60Hz. electriciteitscentrales, generatoren, ... leveren vaak wisselspanning.

Een batterij levert gelijkspanning zoals bvb. batterijen in een zaklamp. Vaak worden in toepassingen verschillende spanningen aangewend zoals 12V en 24V in boten, vrachtwagens, campers, 48V wordt bvb. toegepast in zwaardere vermogen toepassingen.

Bij wisselspanning is de sektie van de kabel vaak dun: bvb. 2,5mm². Bij gelijkspanning is de sektie van de kabel vrij hoog: bvb. 35mm² en meer.

In boten en mobilhomes wordt vaak gelijkspanning van 12V of 24V gebruikt. In voertuigen wordt de minpool aangesloten op de massa = chassis. M.a.w. tussen het chasis en de pluspool is 12 V of 24V gelijkspanning aanwezig. De alternator voorziet de startbatterij van gelijkspanning. Door gebruik te maken van een automatische omschakelrelais (bvb. Victron Energy Cyrix: bij AES te verkrijgen) wordt de 2de batterij of woonbatterij genoemd bijgeladen.

 

4. Oplaadbare batterij of accu

 Een batterij of accu genaamd (wij wisselen af van woordgebruik) bevat een zuur = batterijzuur = verdund zwavelzuur (gevaarlijk!). Men dient ervoor te zorgen dat de platen steeds ondergedompeld zijn in het batterijzuur. In de batterij zijn platen aanwezig meestal bestaande uit lood. Een 12V batterij bestaat uit 6 afzonderlijke cellen die elk 2V (in feite een iets hogere spanning) hebben. Wanneer het aanwezige water verdampt, dan dient men ervoor te zorgen dat de batterij op tijd en stond bijgevuld wordt met (gedestilleerd) water. Gebruik zeker geen leidingwater. Het bijvullen van de batterij gebeurt langs de hiervoor voorziene vulgaten die afgesloten worden door doppen/stoppen. Onderhoudsvrije accu’s kunnen meestal niet geopend worden om bij te vullen. Bij te sterk opladen of ontladen van een accu zwaar verkrijgt men gassen en begint de accu te koken met ontploffingsgevaar tot gevolg. Daartoe wordt er vaak een afvoer voor deze gassen voorzien (bvb. Gat door de chassis van de mobilhome). Het gecontroleerd koken van een batterij bevordert de levensduur  -  enkel aan te raden door professionele gebruikers. Bij onderhoudsvrije batterijen wordt vaak een overdruksventiel voorzien bij teveel gasvorming. Bij AGM- en gelbatterijen zit het zuur in resp. Een absorberende glasfiberen vlies/gel waarbij gasvorming nihil is. Om deze reden raden wij sterk aan om AGM batterijen te gebruiken en dit zeker in gesloten ruimten zoals bij boten en campers. Gel is minder aangeraden om reden van zijn hoge inwendige weerstand (trager laadproces) en zijn specifiek laadproces. 

 

5. Batterijcapaciteit

De batterijcapaciteit wordt in Ah uitgedrukt en wordt bepaald door het aantal A (= Ampères) die per tijdseenheid afgenomen kunnen worden.  Bvb. Op een batterij staat vermeld: 100Ah/5h. Men kan gedurende 5 uur een stroom van 20A afnemen. 100Ah/20h betekent dat men gedurende 20 uur een stroom van 5A kan afnemen. Belangrijk bij een batterji is de inwendig weerstand. Hoe lager de inwendige weerstand is hoe beter de batterij. Een AGM spiraalbatterij zoals OPTIMA batterijen (bij AES te verkrijgen) hebben de laagste weerstand.

 

6. Men kent verschillende accu’s in de praktijk

1. Startbatterij of autobatterij: dit type batterij treft men aan bij boten, motorhomes, auto’s, vrachtwagens, ... . Het doel van deze batterij is om de motor te starten en de verbruikers van energie te voorzien. Dit type batterij bevat veel dunne loden platen. Het voordeel is dat ze hoge stromen tijdens een kort tijdstip kunnen leveren. Het nadeel is dat de accu sneller verslijt en de laad- en ontlaadcycli beperkt is. Vandaar dat een startbatterij niet geschikt is als woonbatterij. Een startbatterij kan tot 25% ontladen worden. Bij te diepe ontlading: onder de 8,6V beschadigd men de batterij waardoor de levensduur extra verkort wordt.

 

2. Semi-tractie of halftractie batterij: kunnen geen hoge stromen leveren. De batterij bevat dikkere platen waardoor ze meer laad- en ontlaadcycli kunnen verdragen. Hij kan tot 50% ontladen worden zonder schade. Deze batterij wordt vaak gebruikt in de mobilhome, boot, chalet, ... . De nadelen van dit type batterij zijn: dat men nog steeds een gasvorming kan krijgen en de batterij niet geschikt is voor tussenladingen. Gebruik dus een semi-tractie batterij niet in combinatie met een lichtpaneel.

  

3. Tractie batterij : deze batterij kan men tot 80 % ontladen. Deze batterij is beter bestand tegen hogere laad– en ontlaadstromen. Door de plaatstructuur is deze batterij gekenmerkt voor zijn robuustheid en een langere levensduur.

  

4. Gel accu : volledig onderhoudsvrij, zwavelzuur is vervangen door een zuurhoudend gel. Ze zijn gekenmerd door een lage zelfontlading en een zeer hoge levensduur. Kenmerk: hogere inwendige weerstand is een nadeel bij het laden van de batterij. Anderzijds dient men de laadspanning in het oog te houden.

 

5. AGM : het zwavelzuur zit in een glasfiberen vlies. De AGM batterij kan tegen hoge stroomafname en heeft een zeer hoge levensduur. Kenmerk: lage inwendige weerstand welke de laadtijd bevordert. Een AGM batterij kan tegen tussenladen hetgeen een groot voordeel is t.o.v. een semi-tractie batterij.

 

Conclusie: gebruik voor autonome systemen steeds AGM batterijen: lange levensduur, geen gasontwikkeling, meer capaciteit ter beschikking, beter bestand tegen vriestemperaturen, beter bestand tegen discontinu laden, zeer lage inwendige weerstand, batterij blijft langer op een stabiele spanning.

De semi-tractie is een goed alternatief maar heeft een beperktere levensduur, gasontwikkeling (ontploffingsgevaar), minder beschikbare capaciteit, sneller defect bij diepontladen, snellere veroudering door tussenladen door lichtpaneel bvb.

 

7. Hoe een accu opladen:

Hierna wordt besproken van hoe een accu opgeladen kan worden.

 

7.1. Opladen van de accu via de alternator

7.1.1. Tijdens het rijden

 De alternator levert een hoge stroom die ervoor zorgt dat de startbatterij goed opgeladen wordt. De startbatterij is gescheiden van de woonbatterij door een relais, diodebrug en soms door een schakelaar. Het betrouwbaarste systeem is gebruik te maken van een microprocessor gestuurde relais (te verkrijgen bij AES).  Wanneer de startbatterij ”vol” is, schakelt de relais over (bij 13,8V bvb.) naar de woonaccu om deze op te laden. De startbatterij krijgt dus ”voorrang”. Wanneer een batterij voor 100% geladen is dan krijgt men uit een startbatterij ongeveer 20% à 25% capaciteit uit, bij een halftractie batterij 50% en uit een AGM en een tractie batterij ongeveer 75% à 80% energie terug. De spanning bij deze laatste 2 batterijen is ook stabierler. Deze 2 laatste argumenten is een belangrijk verschil tussen de verschillende type batterijen!  Beschouwd men batterijen van 100Ah dan betekent dit dat een AGM- en een tractie batterij 80 Ah tot 70 Ah kan leveren zonder schade, een halftractie 50 Ah kan leveren zonder schade, terwijl een startaccu slechts max. 25 Ah kan leveren.

7.1.2. Bij stilstand

Indien de microprocessor gestuurde relais geen 13,8 V meer krijgt van de alternator dan koppelt de relais de startbatterij los van de woonbatterij.  Zo blijft het mogelijk de motor ten allen tijde te starten daar deze niet leeggetrokken wordt door de secudaire verbruikers . Wie over een lichtpaneel beschikt kan de woonbatterij opladen. Er zijn laadregelaars die zowel de woon– als startbatterij kunnen opladen. Wie zijn motorhome aanschakelt op 230V netspanning en de voeding 230V/12V inschakelt, laadt dan de woonbatterij bij. Wie over een ”generator” beschikt kan met een batterijlader de woonbatterij bijladen. Men kan ervoor zorgen dat wanneer de woonbatterij ”vol” is (vanaf 13,8 V) de startaccu bijgeladen wordt. Dit is mogelijk dankzij de bidirectionele microprocessor gestuurde relais.

 

7.2. Opladen van de batterij via de generator

Zoals eerder vermeld kan men beide start– en woonbatterij opladen met een batterijlader. De batterijlader kan aangeschakeld worden op de netspanning of op een generator. De generator kan in tussentijd gebruikt worden om de zwaardere verbuikers van stroom te voorzien. Maak dus de gewoonte om uw batterijen bij te laden wanneer u de generator gebruikt voor de zwaardere verbruikers. Ondertussen laadt de batterijlader de batterijen bij. Op deze manier hoeft de generator niet continu in werking gesteld worden bij klein verbruik. Vooral ’s avonds kan een generator hinderlijk zijn voor de buren en uzelf.

 

7.3. Opladen van de batterij via lichtpanelen en/of windmolens

Door gebruik te maken van lichtpanelen en/of windmolens kunnen batterijen op een heel eenvoudige manier bijgeladen worden. Voor velen is deze wijze van laden nog een ongekende manier om batterijen op te laden. Gebruikers die een lichtpaneel en/of windmolen gebruiken kennen een groot verschil qua autonomie. Men kan ervoor zorgen dat het lichtpaneel zowel de woonbatterij als de startbatterij laadt. Voor chalets, paarden– en koeienstallingen, werkhuizen, ... worden vaak lichtpanelen in combinatie met een windmolen gebruikt. Op deze wijze kent men een zo goed als permanent laden van de accu’s.

 

8.Wanneer is de batterij versleten?

De slijtage van een batterij is moeilijk te voorspellen en gebeurt meestal plotseling. Tijdens en na de winterperiode komt men vaak voor verrassing te staan door het feit dat de batterij niet of te weinig opgeladen weggestald geweest is. Bij gebruik van lichtpanelen en/of windmolens komt dit minder voor daar de batterij continu wordt bijgeladen.

Wat zijn de symptonen van een versleten accu:

- moeilijk of niet starten

- te lage spanning t.o.v. de nominale spanning

- de batterij wordt heet bij het laden en/of kookt uit

- vervorming van de loden platen

- weglekken van batterijzuur: onmiddellijk batterij verwijderen en alles goed naspoelen met water (vermijd oog– en huidcontact!, pas op voor uw kledij)

- men dient de batterij continu bij te vullen met gedistilleerd water

- afwijkende spanning tussen de verschillende cellen

- batterij ontlaad zich op abnormale korte tijdsspanne

 

9. Tips

- Zorg dat het vloeistofniveau op niveau staat en dit boven de platen. Indien niet: bijvullen met gedistilleerd water.

- Een AGM accu is beter geschikt voor autonome systemen: vergt zo goed als geen onderhoud. 

- Wanneer van een volledig opgeladen batterij (25 % bij startbatterij of 50% halftractie batterij),  90% van het vermogen bij 20°C terug bruikbaar is dan daalt dit vermogen bij vriestemperaturen tot de helft. Bij een halftractie batterij dient 50% van het vermogen achter te blijven om deze niet uit te putten. Voor een halftractie batterij met een capaciteit van 100 Ah betekent dit bij een volgeladen toestand de capaciteit gelijk is aan 90 Ah. Hiervan is 50% bruikbaar of m.a.w. 45 Ah bij een temperatuur van 20°C. Bij lagere temperaturen gaat deze bruikbare capaciteit nog achteruit.

-Ontlaad een batterij nooit te diep anders ontstaat er blijvende schade en is het praktisch niet meer mogelijk om de batterij op volle capaciteit te herladen. De spanning laten dalen beneden de 12V is af te raden! Zeker niet onder de 8,6V. Men spreekt van de 10V begrenzing.

- Vermijd ten allen tijde een kortsluiting op de batterij. Op elke leiding die vertrekt van de accu moet een passende zekering geplaatst worden: bvb. om 5 halogeenlampjes van 10 watt te beveiligen (=50w) volstaat het om een zekering van 50 W/12 V = 4,1 A, bijvoorbeeld 6A te gebruiken. Raadzaam is om voor elke geplaatste zekering minstens enkele reserve zekeringen bij te hebben.

-Het kortsluiten van de twee batterijpolen door een defecte niet-beveiligde verbruiker is zeer gevaarlijk. Dit kan doorsmelten van kabels en brand veroorzaken. Erger een accu kan ontploffen door kortsluiting (te hoge ontlaadstroom).

- Bij werken aan de accu of aan de elektrische uitrusting, koppelt u ALTIJD de massa los (= min-pool) die naar de carrosserie gaat. Een massa- of hoofdschakelaar op elke batterij is aan te raden.

- Monteer uw kabels mooi af en zorg ervoor dat de isolatie intact is.

- Een batterij produceert waterstofgas bij het laden met een te hoge stroom- en/of spanningssterkte. Waterstofgas is uiterst explosief!

- Laat tijdens het laden, de doppen van een batterij accu altijd dicht. Er is steeds een klein gaatje in elke dop aanwezig om de gassen te laten ontwijken: de kans op ontploffing is veel kleiner. Let wel op dat de doppen proper zijn en de gaten open zijn. Is dit niet zo dan kan de batterij openscheuren met alle gevolgen van dien. Controleer dus voor het laden dat de openingen vrij zijn.

- Bij lekkage van accuzuur: wees uiterst voorzichtig en voorzie alle veiligheidsmaatregelingen!

- Gebruik steeds de correcte sektie van kabel om uw aansluitingen te maken.

- Voor de winterberging: zorg ervoor dat de batterijen van uw mobilhome of boot volgeladen zijn en controleer minstens iedere maand de batterijspanning. Men kan ook een druppellader gebruiken (koppel deze niet continu op uw batterijen, doe dit wel af en toe en tijdens een vrij beperkte periode). Gebruik de druppellader niet de ganse winter door of weken aan een stuk daar dit zeer nadelig is voor de levensduur van de batterij.

- Er zou geen enkele motorhome mogen rondrijden zonder lichtpaneel. Het gebruik van een lichtpaneel vergroot uw comfort, verlengt de levensduur van de accu’s.

- Batterijen worden parallel geschakeld om meer vermogen te bekomen. Men koppelt de –klemmen aan elkaar en de + klemmen aan elkaar.  Met 2 accu’s van 12V en elk 100 Ah bekomt u na het parallel schakelen : 12 V en 2x100Ah = 200 Ah. Koppelt men batterijen in serie: + pool verbinden met —klem dan bekomt men 24V.

- Ontladen van een batterij : startbatterij : max. 20 à 25% ; semitractie batterij : max. 50% ; Gel/AGM en tractie batterij : max 80%. Hoe minder men de batterij ontlaad des te langer is de levensduur.

- Bij stilstand ontlaad een batterij zichzelf. Dit gaat van 1Ah/week tot soms 1Ah/dag. Dit betekent dat na 2 maanden ”stilstand” er reeds blijvende schade kan ontstaan aan de batterij door sulfatering of oxidatie.

- Indien de batterij niet onderbroken wordt dan gaat de batterij vaak defect door ontlading van sluikverbruikers. Vaak is men verwondert dat een nieuwe batterij na enkele maanden defect is door zelfontlading, ontlading door sluikverbruikers of niet ten volle opladen van de batterij. Weet ook dat het niet voldoende is om halfvolle batterij van bvb. 90Ah gedurende 1 uur te laden via de alternator. De batterij lijkt wel op spanning te staan en de indicatoren geven aan dat de batterij volgeladen is maar in de praktijk is juist het tegenover gestelde.

- Batterijpolen dienen goed vast te zitten, geen oxydatie te vertonen en worden best tijdig gereinigd en ingevet met vaseline.