Drop in replacement van lood-zwavelzuur cellen
Een ‘Elan’ schipper merkte op: ‘Jij bent altijd zo enthousiast van die nieuwe accu’s en mijn boot heeft 2 Varta’s van 110Ah parallel staan en die lopen tegen hun einde. Wil jij niet voor mij uitrekenen wat het kost ze te vervangen door die Lithium accu’s en wat er dan aan de elektrische installatie moet worden aangepast?’
‘Ja, oké. Ik maak een specificatie voor de vervangende accu’s met een berekening van wat dat gaat kosten.
Onder de kooien achterin van de Elan staan drie 12,6V lood-zwavelzuur accu’s, één van 100Ah en twee van 110Ah. Het gaat om de 110Ah ‘jongens’. Parallel geschakeld hebben zij een gezamenlijke capaciteit van 220Ah. Bij de veilige 50% ontlading is de bruikbare capaciteit 110Ah. Bij vervanging door LiFePO
4 cellen moet ik rekening houden met 110Ah als 80% van de te installeren capaciteit. Dat komt neer op vervanging door 140Ah LiFePO
4 cellen. Dat is niet een courante uitvoering, maar 180Ah is wel een courante uitvoering. Dat zou dan netto zelfs een geringe toename van de bruikbare capaciteit opleveren bij gelijk gebruik.
Dan komt de aap uit de mouw als de schipper opmerkt: ‘Oh ja, de schootlieren werken ook op de service accu’. Kijk daar heb ik dus een hekel aan, je denkt een 1 op 1 replacement te gaan doen, maar dan wordt het toch een soort van upgrade, waarvoor je met een groter verbruik rekening moet gaan houden. ‘Zijn de service accu’s snel slechter geworden nadat de schootlieren erop zijn aangesloten?’ ‘Ja, dat weet ik niet precies, misschien wel, maar ik heb dat niet direct gemerkt.’ ‘Maak je ze echt leeg op een tocht?’ ‘Oh, dan laad ik ze weer op via de motor.’ Duidelijk, de schipper behandelt de service accu’s alsof de stroom ‘uit de muur komt zoals thuis’. Eigenlijk kunnen de vervangende accu’s niet groot genoeg zijn en de extra 40Ah is dus welkom. Een ‘onderspanning’ alarm gaat er ook komen, de schipper moet zelf bepalen of hij de accu’s gaat ‘mollen’ door ze leeg te trekken of dat hij op tijd gaat bijladen.
‘Hoe is de startaccu?’ ‘Die is in orde en de boegschroef accu’s zijn net vernieuwd, die hoeven niet’. Ik zeg de schipper dat ik hem een aantal voorstellen zal doen voor vervanging en één ervan zal het gebruik van de boegschroef accu’s als service accu zijn. Dat wil de schipper niet, hij geeft aan dat hij ook zonder boegschroef kan aanmeren. Hij wil ook geen zonnepaneel op zijn boot om de lood-zwavelzuur accu’s voor sulfatering te behoeden en zo de levensduur te verlengen. Voor mij is het duidelijk dat de levensduur van de boegschroef accu’s beperkt zal zijn omdat zij niet meteen na gebruik worden volgeladen zoals een startaccu dat wel wordt. Ik hoop dat hij tegen die tijd zo is gaan vertrouwen op de LiFePO
4 accu’s, dat hij ook voor LiFePO
4 accu’s zal kiezen voor de boegschroef.
De ‘accubak’ in de Elan heeft voldoende lengte en breedte voor LiFePO
4 cellen, maar de hoogte wordt een probleem. Die is 24cm en de 180Ah cellen zijn hoger. Overleg met ‘Shenzen’ levert toestemming op voor het plaatsen van de cellen op de ‘smalle’ zijkant. Ze zouden ook op de ‘brede’ zijkant mogen, maar dat zou bij snelladen onvoldoende warmte afvoer kunnen geven. Wat bedoelen ze met ‘snelladen’? ‘Laden met 400A gedurende 30 minuten…’ (dat is dan een 4kW lader… Er staat geen plutonium reactor op de steiger… Nou ja, spec’s zijn spec’s en die zijn er niet voor haalbaarheid).
De Elan heeft een walstroomlader aan boord waarop via diodebrug scheiders alle accu’s worden geladen met 14,2V als eind laadspanning. Dat is mooi, dat blijft onder de 4 x 3,65V = 14,6V als maximale laadspanning voor de LiFePO
4 cellen. Ik ben benieuwd wat de alternator op de motor doet. Mocht dit meer zijn dan 14,2V dan ga ik dit oplossen met balancer/limiters. Om de alternator tegen al te grote stromen te beschermen ga ik een weerstand van 0,1 Ohm gebruiken in serie met de LiFePO
4 cellen. Dit gaat wel een forse weerstand worden want in het ongunstigste geval gaat dit ding een behoorlijk vermogen dissiperen. Beter dat dan het doorbranden van de alternator.
De schipper stelt mij de werkplaats van de technische dienst ter beschikking om de nieuwe accubank samen te stellen en te pre-fabriceren zodat deze een echte ‘drop in replacement’ kan worden. Uiteindelijk stel ik hem de aankoop van vier LiFePO
4 cellen van 180Ah voor als vervanging voor de twee 110Ah accu’s. Met alle extra kosten voor douane en transport en BTW zijn deze vier cellen €200 duurder dan twee 110Ah accu’s van Varta.
Op een gegeven moment komt hij in de werkplaats en vraagt me even mee te komen…
Er staat een kleine elektrische heftruck voor de deur van de werkplaats. Er zitten 12 lood-zwavelzuur cellen in van 980Ah. Hun toestand is slechter dan deplorabel…
De accupolen zijn bijna allemaal gecorrodeerd en er zijn verbindingskabels die geheel zijn weggevreten. In de cellen is geen niveau van elektrolyt te zien, ze staan zowat helemaal droog. Ik bedenk me dat Saeftinghe wel spontaan in huilen zal uitbarsten als hij de foto ziet.
‘Kun je die ook vervangen door die nieuwe accu’s?’ vraagt de Elan schipper. ‘Ja, dat kan wel, maar doet de heftruck het nog, anders is het niet de moeite waard.’ ‘Dat is nog niet bekend, ik wil eerst dat je de oude accu’s oplaadt om te zien of er nog iets werkt, het ding komt hier om te worden gedemonteerd en dan te worden verschrot, maar als alleen de accu’s kapot zijn en er geen €10.000 hoeft te worden uitgegeven aan reparaties van de hydraulica, dan wil ik wel een 6000€ investeren om een rijdend en werkend elektro-heftruckje te hebben, zo’n ding kost nieuw toch snel 30 tot 40.000€.’
De cellen hebben een nominale capaciteit van 980Ah. In alle cellen gooi ik zo’n 200ml gedestilleerd water, in alle gevallen een letterlijke druppel op een gloeiende plaat, maar nu zit er in elk geval elektrolyt in om iets van spanning te kunnen meten.
Er is een verbindingskabel die meteen loslaat omdat deze geheel is gecorrodeerd. Ik vervang het ding door een stuk koperpijp dat ik plat knijp om onder de bouten te monteren. Ik hoef geen hoog kwalitatieve verbinding aan te leggen. De bloemkolen onder de plus pool doen het ergste vermoeden, maar er is nog geleiding…
Ik zet er een 24V hf acculader van max 20A op. Na enige tijd geeft deze aan dat de accu hartstikke leeg is. Nou, hij mag er het hele weekeind over doen.
De accubak meet 400 x 230 x 350mm. Er zit voor de stevigheid een tussenschot in. Om 12 cellen van 980Ah te vervangen met de gelijke bruikbare capaciteit moet ik met 490Ah aan bruikbare capaciteit komen, dat is bij 80% ontlading 615Ah als nominale capaciteit voor een LiFePO
4 cel. De dichtbij zijnde nominale capaciteit is 800Ah. Daar gaat deze elektrische ‘Red Bull Racer’ makkelijk een hele dag op rijden. Dit zou ook een nette accubank zijn voor een elektrische sloep of iets dergelijks, een 24V 5kW motor heeft dan maximaal 200A nodig en dat is op een dergelijke accubank 3 uur lang vol vermogen mogelijk zonder de accu kapot te maken.
Om me heen kijkend zie ik nog een accubank van 24V. Net nu ik denk dat ik de meest verwaarloosde accu ter wereld heb gezien… Dit is nog erger
Meerdere verbindingen zijn weggevreten en er is zelfs een complete accupool verdwenen! Het kan dus nog erger!
Ik neem contact op met mijn leverancier in China en zeg dat de order voor vier 180Ah cellen nog even wordt opgeschort omdat er misschien ‘wat bijkomt’…
Ik heb nog de specificatie van de 800Ah LiFePO
4 cellen en reken uit of er 8 van die cellen in de bestaande ‘accubak’ passen. Dat kan maar dan moet het tussenschot er tussenuit. Daar zal een haakse slijper geen moeite mee hebben! Het optillen van de cellen kan fijn met een portaalkraan, daar word ik ook niet moe van.
Uiteindelijk wordt de bestelling in China: 4 x 180Ah LifePO
4 cellen en 8 x 800Ah LiFePO
4 cellen en inclusief zeevracht gaat dat U$ 3872 kosten (ex BTW, ex invoerrechten, inklaringskosten en binnenlands vervoer)
Over een maand zijn ze er. Dan kan ik intussen denken over het modificeren van een oude 24V 30A lader om de e-heftruck te laden in de nacht. Dan kan Max Verstappen de volgende dag weer scheuren met zijn e-heftruck!
Wordt vervolgd.
Groeten, Peper.