Onderwerp: Accubank van de Beatrix

Ik heb een vraag over de accu's van de Beatrix. Ik weet dat er hier een paar mensen zijn die veel verstand hebben van accu's, laders en omvormers, misschien kunnen die hier hun licht eens over laten schijnen?

De Beatrix is een grote catamaran die speciaal ontworpen en gebouwd is voor het zeilen met mensen met een handicap, zie www.catamaranbeatrix.nl. De Beatrix heeft als thuishaven Heeg en vaart vanuit daar meestal dagtochten in de omgeving, maar er zijn ook trektochten (samen met het moederschip Sterretij) en kampeertochten. Ik denk dat velen van jullie de Bea (of de voorganger Zonnetij) wel eens hebben zien varen of zien liggen in de passantenhaven in Heeg. De Beatrix wordt gevaren en onderhouden door twee beroepsschippers samen met vele vrijwilligers. Ik ben een van die vrijwilligers.

Tot zover de Beatrix, nu de accu's:
De Beatrix is bij de bouw voorzien van een uitgebreide electrische installatie met 8 "lichtaccu's", acculader, omvormer, generator (allemaal Mastervolt volgens mij). Een van de twee motoren is bovendien voorzien van een extra 24V dynamo voor het laden van de lichtaccu-set. De installatie levert stroom voor o.a. de rolstoellift, navigatieapparatuur, aangepast (hoog/laag) toilet, stuurpomp (de Bea is met een joystick te sturen), kookplaat, magnetron, koffiezetapparaat, waterkoker, pompen, etc.

De accuset is na drie jaar al naar de filistijnen. Omdat hij misschien wel iets te klein bemeten was, maar vooral omdat de accu's een aantal keer te ver ontladen zijn geweest, toen de boot niet aan de walstroom lag. Er was (nog) geen onderspanningsbeveiliging in de installatie aanwezig. Gelukkig heeft dit jaar een gulle gever (daar zijn we vaak van afhankelijk) ons voorzien van 12 nieuwe AGM (Absorbed Glass Material) accu's van 75 Ah elk. De eerste 8 daarvan hebben we in de bestaande accubak met de bestaande bekabeling aangesloten. Voor de overige 4 is er een nieuwe accubak gemaakt en die moeten nu nog aangesloten worden.

De eerste 8 accu's zijn aangesloten volgens onderstaand schema:


Mijn eerste vraag is waarom de accu's niet gewoon twee aan twee in serie zijn geschakeld en dan parallel (zoals hieronder), maar met het schema hierboven met een soort sterschakeling (mijn collega noemt dat "ruggegraat"). Het is een 24 V installatie, maar dat hadden jullie al gezien natuurlijk.



Ik kan me voorstellen dat deze vorm van koppelen de beste garantie is dat alle accu's gelijk worden geladen en belast, op deze manier zal er een vereffingsstroom gaan lopen zodra een van de accu's zich anders zou willen gedragen (alle accu's zijn uiteraard van hetzelfde type).
Nu moet de overige vier accu's er nog aan. Het ligt voor de hand om dat volgens onderstaand schema te doen, dus een koppeling te maken met de plus-tak, de min-tak én de ruggegraat. Onze leverancier heeft maar twee kabels erbij geleverd (alleen voor de plus- en min-, maar niet voor de middentak), dat heeft ons een beetje aan het twijfelen gebracht.


Vraag twee is dus of dit inderdaad de beste manier is?

De eerste 8 accu's zitten er inmiddels al een paar weken in en zijn dus al belast. De andere 4 nog niet. Dat betekent dat er wel stroom zal gaan lopen zodra we de extra accu's aankoppelen, maar dat heft zich zelf vanzelf op, als het goed is.

En dan mijn derde en laatste vraag: is er onder jullie iemand die echt veel verstand van dit onderwerp heeft en ons zou kunnen helpen? In ieder geval met deskundig advies en misschien eens een blik op de situatie ter plaatse. De onderspanningsbeveiliging moet ook nog op de juiste plek in de installatie worden gezet. Handen om uit de mouwen te steken zijn wel voorhanden, maar verstand van zaken niet altijd, helaas... En dat moet natuurlijk allemaal het liefst gratis, maar het is dan ook wel voor een heel goed doel!

Alvast bedankt voor het meedenken,
Bart

Vraag 1, via de ruggegraat methode maak je eerst een grote accubank
van 4 of straks 6, 75 Ah accu,s, dus 6x75= 450 Ah bij 12V, deze staan dus paralel, dit is goed.
De volgende bank op dezelfde manier en de twee banken samen in serie maken dan 450 Ah bij 24V, dit is volgens mij een prima schakeling.

Om de eerste set met de tweede set gelijk te krijgen qua lading, laadt je de set van 8 en de set van 4 eerst afzonderlijk helemaal door op 24V, en schakel ze dan aan elkaar.

Laat niemand in de verleiding komen om op een makkelijke manier 12V uit de ruggegraat te halen, want dat meet je daar, want dan trek je de banken scheef en kan je over een jaar weer opnieuw beginnen :twisted:.
Let daar echt goed op :!:

Volgens mij is vraag 2 ook al beantwoord

ik vraag mij echt af waarom men zoveel accu,s zo koppelt, het probleem wat wij met bijv, touringcars hebben is dat als 1 van de twee serie geschakelde een kapotte of slechte cel heeft dan lijdt de andere accu daar ook onder, dus om een stuk of zes accu,s zo te koppelen is niet slim en lijkt mij ook niet nodig.je kunt betert de groepen van verbruikers gaan scheiden .

Er zullen inderdaad normaliter vrijwel geen vereffeningsstromen lopen, omdat de accu's permanent gekoppeld zijn. Per paar parallel had inderdaad ook gekund maar dit is iets mooier, omdat de bank als geheel het zo beter blijft doen als er 1 accu wat minder presteert (ze verslijten nooit precies gelijk). In jouw tekening zou een slechte accu er namelijk voor zorgen dat z'n 'broer' ook vrijwel niet meer meedoet. Die kan immers alleen serieus stroom leveren als de accu waar-ie mee in serie staat dat ook doet. Omgekeerd kan een rotte accu die bv. een kortgesloten cel heeft (dat komt voor), met ruggegraat slechts 3 (straks 5) andere accu's leegtrekken, en zonder ruggegraat 6 (straks 10) !

Oftewel die ruggegraat is zeker niet essentieel, maar kan toch nuttig zijn.

Krijgt de nieuwe bank wel spanningsbeveiliging? Ik zou de spanning per helft van de bank ook monitoren en als daar een substantieel verschil in ontstaat bij laden of flink belasten, de accu's afzonderlijk testen. Met slechts twee extra metertjes kun je dan zien of er met 1 van de twaalf accu's wat aan de hand is. Zo houd je de bank gezond. Een in eerste instantie onopgemerkte rotte accu in een bank kan er namelijk meer beschadigen - als de bank als geheel zo slecht gaat presteren dat je een onderzoek instelt is dat kwaad echter al geschied.

Met grote verschillen tussen de banken ben je 1 bank namelijk aan het overladen terwijl de ander 'halfleeg' blijft. Precies het touringcar verhaal van b100 : de bank wordt met een voltje of 27-28 geladen, en als 1 helft slecht is, wordt de andere helft overladen. Maar dat is dus eenvoudig te ondervangen ! Ben je er op tijd bij om verschillen op te merken, dan is er namelijk niets aan de hand.

Goed punt van Ron trouwens: absoluut geen 12V verbruikers rechtstreeks op de helft van deze bank aansluiten.

TJa, waarom :?: , een accubatterij, want dat is de originele naam, is nu eenmaal een schakeling van twee of meer 2.0333V cellen.
Dus gaan koppelen moet je al van af die eerste twee, een heftruck draait ook op 48Ven je kan doorgaan tot in princiepe oneindig, maar het blijven gekoppelde cellen.

Ga je systemen scheiden, dat kan, maar dat maakt de kans op storing beslist niet kleiner.

Wat betrefd die touringcars en trucks, ja, HH chaufeurs takken nog wel een 12V af voor de gadgets die ze van moeder de vrouw voor hun verjaardag hebben gekregen, en daar gaat het nou net mis.

Dank voor jullie reacties.

@ron b:
Er wordt bij de Beatrix geen 12 V van de "ruggegraat" afgetapt, ik ben het met je eens dat dit vragen om moeilijkheden is. Er wordt wel 12V gebruikt voor navigatieapparatuur, maar daar is een aparte omvormer 24/12V voor opgenomen in de installatie.

@b100:
Als je groepen van accu's toewijst aan gebruikers, blijf je met het probleem van het laden zitten. Je wilt alle accu's in de bank het liefst tegelijk laden. Het laden gebeurt bovendien uit drie verschillende bronnen: acculader (walstroom), 24V dynamo op een van de motoren en de generator, indien nodig Voor de motoren zijn er aparte startaccu's aanwezig die met de eigen dynamo's worden geladen.
Het grote voordeel van één grote accubank is dat je er gedurende korte tijd veel vermogen uit kunt halen als dat nodig is. Het scala aan gebruikers is nogal divers. Ik ben ervan overtuigd dat als je identieke accu's gebruikt in een "ruggegraat" schakeling de kans dat er 1 accu overbelast wordt heel klein is.

Bart

Dit is de spijker op zijn kop slaan , we praten hier niet over 12 verschillende accu,s.

Het geheel als boven geschakelt maakt EEN (1) grote accubatterij.

Yup ook een gewone 12V accu bestaat al uit 6 afzonderlijke cellen in serie.

Overigens is het simpel om een schakelingetje te maken die het verschil tussen de helften van de bank op 1 metertje weergeeft.

nou ja wat ik eigenlijk zeggen wil is dat als er met deze opstelling 1 accu om wat voor reden dan ook slechter presteert dan de rest , alle accu,s daar onder gaan lijden. en om uit te zoeken welke dat is wordt een stuk ingewikkelder.
qua laden zijn er ook wel oplossingen.het klopt wel dat je er veel vermogen uit krijgt, maar is dat ook nodig? ik denk dat je er probleemloos mee kunt lassen zonder lasapparaat

Met name al die keukenapparatuur achter een omvormer zal wel flink stroom vreten. Aparte bank per verbruiker vereist allemaal aparte omvormers en benut de accu's ook veel minder efficient (bv. dat de magnetron-accu leeg is maar de waterkoker-accu nog helemaal vol...). Da's in de praktijk echt niet handig, kan je beter iets meer aandacht besteden aan het op tijd spotten van problemen met een individuele accu in de bank, dan blijft de rest ook heel.

Deze oplossing is dus praktischer. Lassen lukt met een enkele 12V accu ook al, dus zorg maar dat de accu's goed vast staan en de bedrading ook dubbel beveiligd is

Op dit moment (met 8 accu's) kan al niet eens tegelijk de koffiezetter en de waterkoker aan, en als de kookplaat aan moet, starten we de generator. De Beatrix moet met de accubank minstens een hele dag uit de voeten kunnen en bepaalde functies, zoals de hydraulische lift waarmee een rolstoel achter het roer gezet kan worden, zijn redelijk essentieel voor het schip. We willen niet de hele dag met de generator aan varen, het is tenslotte een zeilschip.

De kracht van de ruggegraat schakeling is volgens mij dat alle accu's gelijk worden geladen en belast. Omdat alle accu's identiek zijn, is dat de beste garantie dat het geheel zo lang mogelijk mee gaat (als we ze tenminste niet meer helemaal leeg trekken...). De bank functioneert als het ware als één grote accu en kan indien nodig flink wat stroom leveren. Het nadeel is dat áls er een accu kapot gaat, de rest ook de geest zal geven. Maar aangezien ze allemaal even oud (nieuw) zijn, kun je verwachten dat als er eentje aan het eind van zijn levensduur is de anderen het ook niet lang meer zullen trekken.

Nog even een plaatje hoe het nu praktisch zit aangesloten:


En straks wordt het dus zo:


Groet,
Bart

Bij voldoende dikte van aansluitkabels ziet dit er prima uit zonder lussen, al zou je voor 't mooie de uitgangen van het midden van de bank willen pakken, zoals je de ruggegraat straks in feite ook in het midden van de bank doorverbonden hebt. Maar da's pietlutterij. Met zes doorverbindingen op een rij kan er bij hoge belastingen een niet meer verwaarloosbaar spanningsverschil ontstaan tussen de eerste en de laatste accu uit de rij. Zijn de laadcircuits en bekabeling ook berekend op de hogere capaciteit van de bank straks?
Dat hoeft dus niet.

Moet die plus van de laaste vier ook niet doorverbonden :?: , of heeft dit een reden.

Het heeft een reden: het scheelt een kabel. De vier extra accu's komen namelijk in een aparte accubak en op deze manier hoeven er maar 3 kabels tussen beide bakken te lopen ipv. 4. Op de manier waarop ik het getekend heb zit volgens mij alles in de "ruggegraat" aan elkaar vast en is er geen extra kabel nodig. Of vergis ik me nu? :?

Bart

Is prima zo hoor, alles zit aan elkaar zonder lussen, ziet er hoogstens vreemd uit maar zal er niet minder om werken.

Vrienden,

Ik ben nog wat verder aan het doktoren geweest - nu lijkt het echt hogere accukunde te worden. Ik kwam op verschillende plekken de opmerking tegen dat de weg door de accu's altijd even lang moet zijn, zie o.a.:
http://www.shiptron.nl/docs/accu_aansluiten_1.gif
http://www.shiptron.nl/docs/accu_aansluiten_2.gif

De gedachte hierbij is blijkbaar dat het pad door ieder paar accu's even lang moet zijn, omdat een langere weg (meer kabellengte) meer weerstand betekent, waardoor het ene accupaar meer stroom krijgt bij het laden dan een ander. Dit wordt diagonaal aansluiten genoemd. Ik denk zelf dat het verschil maar klein is als er goede kabels worden gebruikt, maar dat terzijde.

Met dit toegepast op het "ruggegraat" schema kwam ik op de volgende aansluitmethode (bij 8 accu's):

Je moet hierbij de 4 bovenste, parallel geschakelde accu's even los zien van de onderste 4. Beide viertallen zijn "diagonaal" aangesloten, waarbij het pad door alle accu's even lang is. Snapt u het nog?
Vervolgens ben ik gaan kijken of hier bij de bestaande installatie van de Beatrix rekening mee is gehouden. De accu's staan op de volgende manier in hun accubak:


Of, op een andere manier getekend:

Het stroompad is hier voor accu 5 t/m 8 niet even lang, dus er is hier geen rekening gehouden met diagonaal aansluiten. Zo te zien heeft men gewoon de kortste weg genomen met de kabels.

Ik moet zeggen dat ik daar eigenlijk wel blij mee ben, want ik had niet geweten hoe ik hier nog 4 extra accu's in een aparte bak aan had moeten koppelen met gelijke stroompaden, zonder 5 kabels tussen beide bakken te laten lopen ipv 3...

Groet,
Bart

Op de tekeningen van Shiptron ontbreekt de ruggengraat, ga je die op de Beatrix dan ook maar weghalen?

Nee, want dan zou de bekabeling van de bestaande bak weer helemaal aangepast moeten worden, daar ontbreekt nu in ieder geval de tijd voor (in de zomer moet de Beatrix week in week uit varen). Ik moet zeggen dat ik dit een aparte manier van aansluiten vind, maar de discussies hierboven hebben me er wel van overtuigd dat het op zich geen slechte methode is. En nu het eenmaal zo zit, lijkt het logisch om ook de extra 4 accu's in hetzelfde schema op te nemen.
Als ik op internet zoek, dan kom ik de ruggegraat methode eigenlijk nergens tegen, wel het schema dat Victron geeft. Ik vraag me dan ook af wat de overwegingen zijn geweest om het zo te doen. Misschien was het gegeven de accubak wel gewoon de handigste manier om 8 accu's met elkaar te verbinden of zo.
Misschien moet hier toch nog maar eens een specialist naar kijken...

Je hebt nu met die 12 AGM accu's een capaciteit van 12 maal 75 gedeeld door 2 is 450 Ah bij 24 volt. Hiervan blijft een nuttige capaciteit over van 225 Ah. Accu's gaan tenslotte kapot van ontladen tot minder als 50 %. Dit lijkt me voor een schip met de elektrische apparatuur als die catamaran rijkelijk weinig. Veel charterschepen hebben aan boord een tractieset. Dit is niet voor niets. Deze zijn minder gevoelig en gaan lang mee. Een minimum capaciteit hiervan is toch wel 7 tot 8 honderd Ah.

Het aansluitschema van shiptron is in de praktijk ontwikkeld. Zij hebben tientallen elektrische installaties ontworpen en aangesloten. Een deel daarvan ook naar de bliksem zien gaan door onoordeelkundig gebruik.
Hoe dik zijn de kabels tussen de accu's onderling en van de accu's naar de lader omvormer? Victron adviseerd bij de multiplus 3000/70 kabels van 70 mm2. Dat is niet voor niks.

Zittten er hoofdzekeringen tussen je accuset en de gebruikers?

Om te zorgen dat je echt weet wat er in en uit je accu's gaat gebruik je een accumonitor met een shunt. Alleen hiermee weet je echt de ladingstoestand van je accu's. Voltage metingen geven pas alarm als het al te laat is.

Ergens schrijf je dat de stroom er al mee stopt als de elektrische waterkoker en het koffiezetapparaat tegelijk aan staan. Dit is geen wonder. Beide zijn grootverbruiker van stroom en zouden op een schip met telkens andere gebruikers niet eens tegelijk aan moeten kunnen.

Ik denk dat je op deze manier ook niet meer als drie jaar met de accu's doet. Goed behandelde intensief gebruikte accu's gaan ongeveer zeven jaar mee.

Evert Jan

Beste Evert Jan, ik krijg van jouw reactie toch een beetje stuurman-aan-de-wal gevoel...
De electrische installatie is in mijn ogen redelijk professioneel aangelegd, met zekeringen en accumonitor e.d. Over de accuset en de wijze van aansluiten heb ik mijn twijfels, zoals hierboven al geuit. Dat is ook de reden waarom ik mede-zeilers om advies vraag. Ik heb er zelf geen verstand van.

De Beatrix is gebouwd in opdracht van het Prinses Beatrixfonds ter gelegenheid van het 25-jarig regeringsjubileum en ter beschikking gesteld aan Gehandicaptensport Nederland om er actieve watersportvakanties voor mensen met een handicap mee te kunnen houden.
De Beatrix is dus geen gewoon charterschip en wordt dus ook niet commercieel geexploiteerd. De mensen in onze doelgroep betalen in principe een vergelijkbare prijs voor een vakantie als niet-gehandicapten en dat betekent dat er in de praktijk geld bij moet. We zijn dus afhankelijk van de inzet van vrijwilligers, van giften en van sponsoren. Zoals voor de aanschaf van nieuwe accus's. We hebben AGM accu's gekregen, dus we zetten AGM accu's om de Beatrix. Leuk om te horen dat een tractieset van 800 Ah beter is. Als jij die voor ons wil betalen en komt plaatsen, dan zijn we jou eeuwig dankbaar.

De koffiezetter en waterkoker kunnen overigens niet tegelijk aan, omdat de boel goed afgezekerd is. De kookplaat is zo aangesloten dat deze alleen op de generator functioneert en de accubank niet leeg kan trekken. Er is door de installateur dus nog wel een beetje nagedacht.

Beste...

Je vraagt hier aan mensen om mee te denken. Dat doe ik en na de hele discussie te hebben doorgelezen geef ik je een lijst met aandachtspunten. Daar kan je mee doen wat je wilt.

Ik weet heel goed wat de nebas aan werk doet voor gehandicapten. Dat is lovenswaardig. Alleen gaan bepaalde zaken veel minder lang mee als in vergelijkbare omstandigheden elders. Dat vind ik erg jammer.

Ik heb zelf een groter schip waarmee ik met gezelschappen vaar. Het stroomsysteem heb ik met hulp van professionals zelf aangelegd en uit die ervaring denk ik je te kunnen helpen met advies. Met de hoeveelheid stroomverbruikers die jullie aan boord hebben kom je eenvoudigweg te kort met die accu's. Of je moet veel de generator gebruiken. Ik hoop voor jullie dat ze het een tijdje uithouden.

Als je nog vragen hebt beantwoord ik ze naar mijn beste kunnen graag.

Met vriendelijke groet,

Evert Jan Muurling

De waarheid zal in het midden liggen. Evert omschrijft een manier om het op te lossen, een ideaal "bulletproof" geval. Met iets beperkter budget kun je daar best concessies op doen en een werkbare situatie overhouden.

Er zijn altijd genoeg mensen die het ideale geval uit boeken van fabrikanten weten voor te lezen die hun normen baseren op onder andere:
1) niet te weinig verkoopresultaat voor zichzelf.
2) het tegen elke prijs, zelfs bij misbruik, voorkomen van claims als hun voorschrift in een extreem geval toch niet voldoende bleek.

Dat je daar met verstand concessies op kan doen lijkt me niet meer dan logisch. Maar dat is wel moeilijker dan de ideale setup uit de boeken nabouwen. Toch is dat wel de vraag die gesteld wordt: hoe kunnen we met beperkte middelen dit zo goed mogelijk in orde maken? Creativiteit gevraagd dus...

Per accu een accumonitor (het ideale geval) wordt erg duur en onoverzichtelijk met zo'n bank. Een hele rij accumonitoren waar niemand meer naar kijkt heb je immers ook niks aan.

Waar ik spanning meting voorstelde, zei ik er echter niet voor niks bij dat dat onder lading of grote belasting moest zijn. Dan zie je een probleem dus wel op tijd. Volledig mee eens dat een onbelaste klemspanning maar heel weinig zegt op een loodaccu!

Gezien de zware belastingen die eraan hangen is de geinstalleerde spanningsmonitor al een mooie stap vooruit. Maar met een kWh of 4 aan bruikbare capaciteit aan boord (50% van de nominale capaciteit van de accu's, minus omvormer-verliezen), is de wens om de generator niet te starten onderweg misschien niet realistisch. Maar zolang de boel niet te ver ontladen wordt (toch weer die generator...) kunnen zulke accu's best een jaar of 5 mee...

Beste Web,

Het voorstel dat ik doe heeft gelukkig niets te maken met iets eraan verdienen. Ik ben ook een gebruiker en heb hiervoor ook aardig wat leergeld uitgegeven. Uit mijn ervaring van de afgelopen jaren weet ik wel dat je op een schip waar meerdere mensen gebruik van maken altijd het goedkoopst uit bent met een bulletproof systeem.
Een hele batterij batterijmonitoren heb je ook niet nodig. 1 voor de hele accubank is genoeg. Ook hiermee gaan de accu's mits met beleid gebruikt jaren mee. Ik zou op een schip dat door meerdere mensen wordt gebruikt wel een acoustisch alarm op de monitor maken dat geluid gaat maken bij 50 % resterende capaciteit. Als je er slim mee omgaat kan je inderdaad met zo min mogelijk generatorgebruik een eind komen.

Zoals jij het voorstelt kan het heel goed op een eigen schip. Je weet daar zelf hoe alles werkt en wat je wel en niet moet gebruiken. Je bent daar ook onbewust voorzichtiger mee.

Evert Jan

Smooth Operator schrijft:
De enorme joekel van een denkfout die hier gemaakt wordt is hier de gedachte prefereerd dat het 2 grote 12 volt accu's zijn die gestapeld zijn. Door enorm foutieve "ruggegraad" is de verdeling in de apparate 12 volt accu's nooit controleerbaar en kan elke indivuduele accu geheel verkeerd geladen of ontladen worden.

In de tekeningen van shiptron wordt alles benaderd als individuele 24 volt accu's die paralele staan, Hierdoor is de lading per 24 volt sectie altijd gegarandeerd in elke indivuele accu en krijg je een minimale ongelijkheid.

Dit resulteert dat de tekeningen van Bart puur broddelwerk zijn m.b.t. de aansluitingen van de "ruggegraad, al is het alleen al vanwege het ontbreken van een gedegen motivatie waarom het wel of niet.

(de maker van de 1e tekeningen, mét motivatie)

Beste FSD,

Hartelijk dank voor je vriendelijke antwoord.
De beschreven schakeling functioneert inmiddels al een seizoen op de Bea en voldoet uitstekend.

Groet,
B.