We varen inmiddels zo’n twee seizoenen met onze LiFePO4 setup, hoog tijd voor een tussenstand.
Ons eerste seizoen (2019) met de accu’s was een prima testcase: tijdens onze Zweden & Noorwegen tocht hebben we veel geankerd en op plekken gelegen waar geen walstroom was.
De setup met LFP accubank, Mac Plus (laden vanuit dynamo), MPPT (zonnepanelen) en MassCombi (walstroom lader) werkt zoals het was uitgedacht. De walstroomlader laadt de 3 (parallel geschakelde) LFP accu’s vlot door en tijdens het motoren schakelt de Mac Plus na enkele minuten met een ‘softstart’ in om de LFP bank te laden vanuit de dynamo zonder dat deze door een te hoge laadstroom overvraagd wordt. Ook onze zonnepanelen kunnen hun laadstroom door de lage interne weerstand van de LFP accu’s makkelijker kwijt. Dat laatste kwam goed van pas als we op afgelegen plekken tegen een rots of steigertje zonder voorzieningen lagen. Saila is mede dankzij de 3 SMART LITHIUM accu’s elektrisch autonoom geworden.
We zouden ook graag de warmwatervoorziening helemaal fossielvrij autonoom maken, nu is daar bij langer stilliggen nog diesel (motorwarmte) of walstroom (230V element boiler) voor nodig. Hoe dat binnen de beperkte ruimte aan boord te verwezenlijken is blijft een uitdaging. Misschien een interessant onderwerp voor een toekomstig onderwerp op ZF.
Dat de accu’s geen sulfatering kennen en ver ontladen kunnen worden zonder nadelige gevolgen is tijdens onze langere tochten een enorm voordeel waar we direct de vruchten van plukken. Géén half oog op de accumonitor tijdens dagen met verwarde zee waarbij de stuurautomaat behoorlijk aan de bak moet, géén noodzaak om de accu’s na aankomst weer helemaal vol te laden. Je moet het oude ‘loodzuur denken’ wel heel bewust uit je hoofd zetten - dat zit er na vele jaren natte en AGM accu’s ingesleten - maar hebben we met liefde vaarwel gezegd.
Omdat LFP accu's het beste gedeeltelijk ontladen worden achtergelaten sluiten we Saila na afloop niet aan op de walstroom. Soms stoppen we vóór de laatste zeildag al met laden. Het BMS schakelt de accu's bij rust in een soort slaapstand waardoor er vrijwel geen zelfontlading meer is. We treffen de accu's aan zoals we ze achterlieten.
Tot voor kort schakelde ik de Victron MPPT lader ook altijd uit als we wat langer van boord gingen om te voorkomen dat de zonnepanelen de accu’s tijdens onze afwezigheid helemaal vol zouden laden. Recent heb ik een accuschakelaar gemonteerd waarmee we de MPPT controller kunnen loskoppelen van de LFP accubank en naar de startaccu (AGM) kunnen schakelen. Het stand-by gebruik van onze Mac Plus (<2mA) bleek voldoende om bij langere afwezigheid onze niet meer zo nieuwe AGM startaccu op z’n knieën te krijgen. Met de schakelaar is dit instinkertje opgelost en zorgt ons vaste paneel dat onze enige loodzuur accu aan boord netjes vol blijft.
Ik heb voor dit doel voor een 1-2-off accukeuzeschakelaar gekozen. Dus zonder ‘both’-optie, omdat ik wil voorkomen dat de LFP-bank en AGM startaccu per ongeluk parallel worden geschakeld. De onderbreking van de accuspanning (van 1 naar 2 gaat via ‘off’) op de Victron MPPT lader lijkt deze niet van z’n stuk te brengen: de automatische accuspanning detectie van de Victron onthoudt tijdens de onderbreking dat het bij ons om een 12V systeem gaat. Of dat na langere tijd (minuten, uren) ook nog zo is hebben we niet getest omdat dat voor onze situatie niet van belang is.
De LFP servicebank kan overigens bij ons aan boord wel gebruikt worden om in noodgevallen mee te starten en kan ook parallel geschakeld worden met de startaccu. Daarvoor hebben we een aparte accuschakelaar met duidelijke labels en dikke bekabeling.
Door een stommiteit is het me één keer gelukt om de LFP bank helemaal leeg te krijgen: ik had bij het verlaten van de boot vergeten onze MassCombi lader-inverter uit te schakelen. Doordat de MassCombi ook nog in inverter mode stond was het stand-by verbruik relatief hoog (8-9W) waardoor de LFP bank op een gegeven moment leeg raakte. De ingebouwde BMS-en hadden de accu’s afgekoppeld ter bescherming van de cellen. Bij onze oude loodzuur AGM-bank had deze misser waarschijnlijk veel nadeliger voor de conditie van de accu’s uitgepakt, ook als wij destijds een
externe onderspanningsbeveiliging hadden gehad.
Ondanks onze ‘checklist verlaten schip’ was dit er toch (vooralsnog eenmalig) tussendoor geglipt. Het is één van de redenen waarom ik huiverig ben voor handmatige beveiligingen en trucjes zoals die hier soms op het forum worden gepropageerd als alternatief voor automatische systemen. Vroeg of laat gebeurt het ondenkbare, het is prettig (en veilig) als dat dan geen ernstige schade oplevert.
Hoewel ik in de praktijk geen omkijken naar de installatie had, heb ik het gedrag van onze SMART LITHIUM LFP bank (en MPPT, MacPlus en MassCombi) regelmatig in de gaten gehouden. De gegevens die ik van onze 3 (parallel geschakelde) LFP accu’s in de
Sunbeam app zag riepen wel wat vragen bij me op die ik bij de ontwerper in Zweden geprobeerd heb opgehelderd te krijgen. Ondanks zijn inhoudelijke reacties is dat niet 100% gelukt.
Zo bleek dat de 3 parallel geschakelde LFP accu’s zich
volgens de informatie in de Sunbeam bluetooth app niet helemaal hetzelfde gedroegen. De accu’s staan naast elkaar in dezelfde ruimte (temperatuur) en zijn diagonaal aangesloten om weerstandsverschillen goeddeels te elimineren (zie
openingspost). Toch gaf de app voor de afzonderlijke accu’s soms opmerkelijke verschillen weer in (ont)laadstroom, spanning en (berekende) ladingspercentage en capaciteit.
Navraag bij de ontwerper leerde dat de algoritmes die de capaciteit en het ladingsniveau berekenen bleken over te compenseren voor temperaturen lager dan 23ºC. De verschillen en schijnbaar onjuiste waarden zouden bij hogere temperaturen vanzelf verdwijnen. Dat laatste bleek grotendeels te kloppen, maar ook bij hogere temperaturen lopen de 3 accu’s volgens de gegevens in de app niet altijd geheel in de pas: soms staan er 2 te laden terwijl 1 niets lijkt te doen (ook als die volgens de app minder vol is), de accu’s hebben inmiddels een cycle count bereikt van 15, 24 en 28 en ook de berekende capaciteit blijft verschillen. Voor accu’s van gelijke nominale capaciteit en leeftijd verwacht je dat niet in een parallelle accubank met zeer korte kabels en in dezelfde ruimte.
Uiteraard heb ik deze bevindingen ook aan de Zweedse ontwerper voorgelegd, voor zover hij ze kon duiden schrijft hij ze (naast het temperatuur effect) toe aan kleine verschillen in weerstand tussen de verbindingen in de accubank, verschillen in uitgangssituatie van de accu's en afwijkingen van de algoritmes bij hoge laad- en ontlaadstromen.
Ik heb de accu’s tot nu toe niet losgehaald, afzonderlijk volgeladen en weer als parallelle accubank aangesloten. Theoretisch zou dit in een parallelle opstelling niet uit moeten maken, maar afzonderlijk laden en op capaciteit testen zou betrouwbare informatie opleveren over de accu’s en de problemen met de algoritmes in het BMS omzeilen.
Er is inmiddels een nieuwe versie van de app uitgekomen waarin je de gegevens van meerdere accu’s tegelijk kunt weergeven en waarmee je ook verbinding kunt maken met de Moonray MPPT controllers van SUNBEAM. Ze lijken hiermee eenzelfde ‘bluetooth app route’ als Victron gekozen te hebben. Met die Victron app hebben wij in combinatie met onze Victron MPPT controller uitstekende ervaringen.
De ‘berekende capaciteit’ is in de nieuwe versie van de SUNBEAM app overigens niet meer op te vragen.
Mijn ervaring tot nu toe met de SMART LITHIUM BASIC accu’s zijn overwegend positief: ze blijken inderdaad zeer efficiënt te laden vanuit de zonnepanelen en dynamo, we hebben veel meer bruikbare energie in dezelfde (accu)ruimte, er is geen noemenswaardige spanningsdip bij zware belastingen, er zijn voor zover ik kan zien geen storingen geweest en toen we de accu’s een keer per ongeluk leeg trokken werden ze netjes afgeschakeld (waarna ze weer probleemloos gingen laden zodra we de walstroom aansloten). So far so good.
De bluetooth app presenteert bij de accu’s die wij hebben geïnstalleerd soms misleidende gegevens en is daardoor minder informatief dan ik had gehoopt.
SUNBEAMsystem heeft inmiddels een
nieuwe versie van hun SMART LITHIUM en SMART LITHIUM BASIC accu’s uitgebracht met vernieuwd BMS, waarin volgens eigen opgave o.a. de prognoses in de app verbeterd zijn. Wij beschikken niet over die nieuwere versie en kunnen dat dus niet verifiëren.