At skifte til Lithium Ion Phosphate (LFP)

Jeg har tidligere skrevet lidt om det, i en af mine engelske artikler der beskriver vores egen konvertering fra Syre batterier til LiFePo4  (LFP) batterier. 

Selve arbejdet omkring det, at konvertere til en anden teknologi er ikke kompliceret. Det er hele forarbejdet frem til det fysiske arbejde. Her mener jeg man gør sig selv en kæmpe bjørne tjeneste, hvis man ‘’bare’’ køber et sæt Lithium batterier og så tager resten hen af vejen. 

Så selvom forarbejdet og research arbejdet kan lyde kedeligt for dem der, ligesom jeg, helst vil have fingrene i maskinrummet og komme igang - Så bliver resultatet bare markant bedre og man bliver meget mere tilfreds når man så når i mål. 

Nogle af de ting man bør se nærmere på inden man køber udstyr er: 

1. Hvad er dit forbrug ombord på båden?

2. Hvordan lader jeg batterierne op?

1. Solceller, vindgenerator, hydro el. lign. 

2. Opladning via motor generator

3. Landstrøm

3. Kan dit nuværende system holde til opgraderingen

1. Kabler og mm2 størrelse (Ohm’s lov gælder stadig ved Lithium - mere om det senere)

2. Kan lader/Inverter indstilles til LFP opladning?

3. Beskyttelse af Generator el. skift til generator der kan håndtere LFP

*Det er ikke alle punkter jeg kommer ind omkring i denne artikel - Vil du have noget uddybet så skriv endelig - Så deler jeg gerne mine tanker. 

Batteri teknologier

Når det kommer til strøm og elektronik på sejlbåde, så har den primære måde at opbevare strømmen på, være ved brug at traditionelle ‘’syre’’ batterier. 

Her er der flere typer, men overordnet set så bruger de den samme type kemi/teknologi til at opbevare strøm. 

Inden for de senere år er det dog tydeligt, at nye teknologier vinder ind og giver helt nye muligheder. Mange kalder det for ‘’lithium’’ batterier - men ligesom mange andre emner, så er betegnelsen ‘’lithium’’ krakftigt forenklet. 

Under lithium er der flere typer af batterier hvor den klart mest sikre er Lithium Ion Phosfate eller LiFePo4 (eller LFT). Det er også denne type batterier der bliver brugt i sejlbåde og som mange Marine forhandlere vil kalde ‘’Drop In’’ Lithium batteri. 

Men med ny teknologi følger også nye udfordringer. 

Hvor et syre batteri er en relativt simpel kemi så kræver LFT batterier nogle andre hensyn. 

Batteriet, der er bygget op af celler, kan i princippet optage al den energi du giver det - Og for at batteriet ikke løber løbsk, eller beskadier andre dele af det elektriske system bliver det styret af et BMS system (Battery Management System). BMS systemet er til for, at passe på batteriet. Men på den anden side af batteriet er der også brug for at beskytte båden andre dele. Herunder båden motor generator samt batterilader (el. kombineret lader/inverter)

Det er også vigtigt at forstå, at bare fordi du ved syrebatterier havde 600Ah i et 12volts system, så er det ikke det samme som at du skal have 600Ah (12V) med LFP batterier. 

Har du eks. et 100Ah (12v) syre batteri - så har du kun en brugbar effekt på maks 35Ah. 

Årsagen er, at et syre batteri ikke har godt af, at blive afladet til under 50% (helst 60%) - samtidig vil du sjælden kunne oplade det til mere end 95%. 

Så et 100Ah 12v syre batteri giver dig ikke 100Ah brugbar kapacitet. 

Modsat, så har LFP batterier en nogle helt andre muligheder. 

Mange producenter af LFP batterier opgiver kapacitet til at ligge mellem en afladning ned til 5% og opladning til 95-100%. 

Altså har du ved et 100Ah 12V LFP batteri pludselig ommkring de 90% brugbar kapacitet. 

Forberedelse af konvertering

Størstedelen af at konvertere til LFP er forarbejdet (Min mening). Og her starter det hele med at skabe et overblik over det system man allerede har. 

Det drejer sig ikke så meget om den størrelse af batteribank man har, men mere de omkringliggende enheder. 

Lader / Inverter

Kan din nuværende lader håndtere LFP?

Der er forskel på, hvilke spændingsniveauer der skal lades til/på når man skifter til LFP. 

Ved Syre batterier snakker man om 3 niveauer af ladning. 

BULK

Her presser laderen/generatoren så meget strøm over i batteriet som overhovedet muligt indtil det ønskede spændingsniveau bliver nået - Når det ønskede spændingsniveau er nået giver det plads til, at næste lade trin kan gå igang. 

ABSORPTION

Hvis laderen fortsatte med at lade på BULK indstilling ville batterierne overophede. Det er derfor laderen/generatoren overgår til en ny indstilling hvor der presses mindre spænding, og derved færre Ah, over i batteriet. Overopheder batteriet er det også her at der kan opstå gasudvikling - Det der også er kendt som ‘’knaldgas’’ - En gasart der har en kraftig lugt af dårlig æg. 

Dette stadie er mere langsommeligt men når lader/generator når det spændingsniveau batteriet kan håndtere overgår det til næste og typisk sidste stadie. 

FLOAT

Endnu engang sker der det samme som fra BULK til ABSORPTION - Ladeniveauet (Spændingen) falder og laderen opretholder blot det niveau der sikre at batteriet ikke overopheder og bliver ødelagt. 

Dette uanset om det lades gennem generatoren på motoren eller via eks. lader der er sluttet til landstrøm eller solcelle lader. 

Overgår man til LFP batterier, er det vigtigt at man kan indstille ens lader. 

LFP batterier kan typisk lades med to profiler. Enten en ren BULK ladning - også kaldet konstant spænding - eller en to trins ladeprofil hvor det er BULK og ABSORPTION. 

Ved LFP batterier er der ikke et behov for FLOAT. 

Principielt kan en alm. lader godt lade LFP batterier - Men jeg har endnu ikke læst/set en LFP producent anbefale det, da laderen over længere tid vil ødelægge batteriets fordele og derved livstid.

Kend dit forbrug

Inden du begynder at købe nye LFP batterier, så gør dig selv den tjeneste at undersøg dit nuværende forbrug. Og overlad gerne en buffer til fremtidige forbedringer. 

Alle de elektriske aparater der er indstalleret i din båd, har på deres specifikationer angivet et forbrug på timebasis. 

Det forbrug er angivet i Watt. 

Eks. 

På vores båd har vi en B&G Vulcan 9 kortplotter. 

I specifkationerne er det angivet, at kortplotteren ved maks forbrug bruger 20 Watt i timen. 

20 watt i timen kan jeg så dividere med 12 (Vi har 12Volts system på båden) hvormed jeg har et timeforbrug på ca. 1.7 Ah.

Nu ved jeg, at min kortplotter bruger 1.7 Ampere i timen - og på en dag hvor alt arter sig så sejler vi maks 8 timer. 

8 x 1.6 = 12.8 Ampere eller 160 watt. 

På vores båd har jeg lavet samme øvelse for samtlige af vores elektriske aparater. Alt fra lys i salon, til navigationslys og autopilot. 

Nedenfor kan du downloade det excel skema jeg har brugt til udregningen på vores båd. 

Der er lavet en lille vejledning i selve excel arket der gerne skulle være til at gå til. 

Lader man først ovenstående øvelse, så er det meget nemmere at få et indblik i, hvilke enheder man skal købe og derved optimere ens installation. 

Kan dit ledningsnet holde til dit forbrug?

Opgradere man til større kapacitet følger der typisk også et større forbrug med. Det er ikke givet, men efterhånden er der flere og flere elektriske enheder der kan proppes i vores både. 

Køleskabe, fryser, watermaker, køkkenredskaber osv. osv. 

Alle de redskaber vil med dere forbrug skabe et øget pres på de ledninger der levere strømmen i båden. 

Det er her at det igen bliver vigtigt at lave et overblik over ens forbrug i båden. 

Ohm’s Lov

Og det er her, at Ohm’s lov gælder og som er uhyre vigtig. 

Helt kort, så beskriver Ohm’s lov modstanden i ens kabler.

Jo større kabler, des mindre modstand og des mindre varme udvikles der også. 

Jo mindre kabler, des højere modstand og des mere varme udvikles der. 

Har man i et 12volts system et forbrug i et givent øjeblik på 100ah der løber gennem et 35mm2 (35 kvadrat) kabel så vil det samme forbrug skabe mindre modstand i kablet hvis man øger kabel tykkelsen til 50mm2 (50 kvadrat). Samme spænding, større kabel = mindre varme og derved risiko for brand. 

Desværre er mange, af den opfattelse at et lav volts system, som 12volt er, ikke er specielt farligt. Men skalere man ikke ens kabler til den spænding(modstand) der skal igennem kablerne, så vil det genere varme - Og varme kan, under de rette (eller forkerte) forhold udvikle sig til brand. 

Er det en god ide at skifte til LFP?

Vi er personligt meget glade for vores skift til LFP. Men det kan vi også kun sige, da vores system blev optimeret til det forbrug vi har. Ydermere så har den forberedelse vi har lavet gjort, at vi ikke har købt forkerte enheder samt fået mulighed for at opgradere på eks. kablerne der løber i systemet. 

Står man overfor en sejlerstil, hvor man langt hen af vejen ligger i marinaer og har mulighed for at bruge landstrøm, så ville jeg aldrig anbefale LFP. Her har eks. AGM og GEL batterierne stadig en klar prisfordel mod den effekt der vil være brug for. 

Ønsker man derimod at undgå marinaer og landstrøm, så ligger der nogle klare muligheder i LFP som ikke er til at gå udenom - Men man skal selvfølgelig være klar over, at et skift ikke nødvendigvis kun er at købe nye batterier men, at der følger en lang række merudgifter. 

God fornøjelse,