Na vsakem plovilu sta dve vrsti baterij oziroma celic, primarne in sekundarne.

Vrsta celic

Področje uporabe

Lahko jih ponovno napolnimo

Primarni členi EPIRB, SART ... Ne
Sekundarni členi Glavna baterija (za VHF radijsko postajo, NAVTEX sprejemnik ...), ročna VHF radijska postaja ...
Da

Vrste baterijskih členov

Primarni členi

Baterij iz primarnih členov ne moremo ponovno napolniti. Primarne galvanske člene sestavljajo različne kemične snovi, ki ne omogočajo obrnljive reakcije. Ko se torej 'izrabijo' vse potrebne kemične sestavine, je baterija neuporabna.

Primary cells

Baterije iz primarnih členov

Primarni členi:
  • se lahko povežejo zaporedno za doseg želene napetosti,
  • nikoli ne smejo biti vzporedno povezani, saj obstaja možnost, da en člen poskuša polniti oz. prazniti drugega.

Na plovilih se uporablja naslednjih pet najpogostejših vrst primarnih členov/baterij.

Ogljik-cinkove baterije

Prednost teh baterij je, da so poceni, toda letno (ko niso v rabi) izgubijo 15 % svoje kapacitete. Izpraznjenih nikoli ne smemo pustiti v napravah, ki jih napajajo, saj izpraznjene običajno izpuščajo korozivne snovi, ki lahko naprave hudo poškodujejo.

Alkalne-manganske baterije

To so vsem dobro poznane baterije, ki v vsakem domu napajajo večino naprav, npr. "Duracell". Posamezen člen ima nazivno napetost 1,5 V. Baterije so precej dražje od ogljik-cinkovih baterij, vendar so približno trikrat bolj zmogljive in običajno izgubijo le okoli 7 % svoje zmogljivosti na leto skladiščenja. Ugašanje naprave podaljšuje življenjsko dobo slabe baterije. Neprestano izklapljanje zmanjšuje zmogljivost baterije.


Živosrebrove baterije

Nazivna napetost posameznih členov živosrebrovih baterij je približno 1,4 V. So dražje, vendar imajo 6 do 8-krat večjo zmogljivost od ogljik-cinkovih baterij. Izgubijo le okoli 6 % svojih zmogljivosti na leto skladiščenja. Te baterije se trenutno uporabljajo redko zaradi okoljskih problemov pri odlaganju izrabljenih baterij.

Srebro oksidne baterije

Te baterije so znane kot majhne srebrne ploščato-okrogle baterije, ki jih uporabljamo v urah ali kalkulatorjih, in kot baterije, ki napajajo spominske celice nekaterih naprav.
Nazivna napetost je približno 1,5 V na člen. Imajo podobno sposobnost kot alkal-manganove baterije s precej višjo ceno. Njihova velika prednost je, da izgubijo le okoli 4 % svoje kapacitete na leto skladiščenja.

Litij mangan dioksidne baterije

Li-MnO2 so najsodobnejše baterije z največjo kapaciteto. Običajno letno (ko niso v rabi) izgubijo manj kot 2 % svoje kapacitete. Zaradi svoje dolge življenjske dobe so idealne kot rezervne baterije in kot osnovne baterije za EPIRB boje in SART transponderje.

Sekundarni členi

Sekundarne člene lahko ponovno napolnimo. Zato pravimo, da lahko v njih shranjujejmo (akumuliramo) električno energijo. Na plovilih jih uporabljamo za napajanje ladijskih električnih naprav, kot je npr. VHF radijska postaja, in jih lahko ponovno napolnimo s pomočjo motorja plovila, generatorja ali napajalnega kabla, ki je preko adapterja povezan z običajno električno vtičnico. Polnitev baterije povzroči obrnljiv kemijski proces.

Secondary cells

Baterija iz sekundarnih členov

Sekundarni členi se lahko uporabljajo v zaporedni vezavi, vzporedni vezavi ali v kombinaciji z zaporedno, tako da dosežemo potrebno napetost in tok. Edina omejitev je, da mora imeti vsak člen podobno napetost, zmogljivost in kemijsko sestavo.

Na plovilih se uporablja naslednjih pet najpogostejših vrst sekundarnih členov/baterij.

Svinčeve baterije

Te so najbolj uporabljane večje baterije, ki se jih lahko ponovno napolni, npr. baterija v avtomobilih. Vsaka baterija je sestavljena iz niza samostojnih členov, od katerih ima vsak člen nazivno napetost 2 V. Večina baterij je sestavljena kot niz treh ali šestih členov, ki skupaj zagotavljajo napetost 6 ali 12 V. Z nizanjem členov je zagotovljena tudi želena kapaciteta baterije. Na večini plovil se uporabljajo 12 ali 24 V baterije.

Svinčevi členi so sestavljeni iz vrste svinčevih ploščic, ki so potopljene v elektrolitsko tekočino (žvepleno kislino).

Svinčeve baterije so priljubljene, ker so poceni in lahko zagotavljajo velik tok in s tem moč, kadar je to potrebno, npr. za zagon motorja.

Svinčeve baterije je mogoče najti v dveh različicah: odprte in zaprte (sealed).

Odprta svinčeva baterija omogoča dostop (določanje stopnje napolnjenosti) do poljubne celice preko odprtin na pokrovu.

Unselaed battery

Odprta svinčena baterija

Stopnjo napolnjenosti je mogoče določiti z merjenjem specifične gostote elektrolitov s hidrometrom. Bolj kot je baterija napolnjena, gostejša je elektrolitska raztopina.

Hydrometer

Hidrometer

Hidrometer je sestavljen iz steklene cevi, ki vsebuje plovec. Na enem koncu cevi je gumijast balon, ki se uporablja za vses vzorca elektrolita v cev. Plovec znotraj cevi pokaže specifično gostoto elektrolita v kilogramih na kubični meter (kg/m^3). Čimmanj je tekočina gosta, tem globlje se plovec potopi. Specifična gostota elektrolita se lahko neposredno odčita na cevi. Elektrolit (100%) polne baterije ima specifično gostoto približno 1,27, prazne pa 1,16, kar je odvisno tudi od temperature elektrolita. Običajno je plovec tudi obarvan za pomoč pri določanju stanja napolnjenosti baterije.

Hydrometer in use

Uporaba hidrometra

Meritev gostote je potrebno ponoviti v vsakem členu. Če imajo elektroliti členov majhno gostoto, je baterija na koncu svoje dobe uporabnosti.

Ko pade specifična gostota pod 1,22 kg/m^3, je celica 75 % polna in jo je treba ponovno napolniti.

V svinčevih baterijah elektrolit v obliki žveplene kisline omogoča kemijsko reakcijo med svičenimi ploščami. Ob znižanju gladine elektrolita je potrebno doliti destilirano vodo. Priporočena raven elektrolita je običajno označena v notranjosti baterije. Če ni, mora tekočina pokriti vsaj vrhove svinčenih plošč, vendar ne toliko, da uhaja, ko se baterija polni (ponavadi 5 mm pod pokrovom).

Zaprte svinčene baterije imajo zaprte člene, ki se jih ne sme odpreti s silo, saj so pod tlakom, kar preprečuje uhajanje vode med polnjenjem baterije. Zaradi tega tovrstne baterije ne potrebujejo vzdrževanja.

Sealed battery

Zaprta svinčena baterija

Stanje baterije se določi z meritvijo njene napetosti. Polna baterija ima napetost 12,6 V.

Ko pade napetost pod 12,4 V, je baterija 75 % polna in jo je treba ponovno napolniti.

Dovolj natančen voltmeter (analogni ali digitalni) omogoča zanesljiv podatek o stanju baterije. Voltmeter uporabljamo v merilnem območju med 20 in 40 V, v katerem mora biti tudi redno umerjan. Merilni sondi voltmetra je treba pritisniti na sponki baterije.

Battery measurement with voltmeter

Uporaba voltmetra

Tako sicer lahko izmerimo napetost tudi pri odprtih svinčevih baterijah, vendar to ni priporočljivo, saj hidrometer omogoča zanesljivejšo določitev stanja napolnjenosti posameznega člena.

Gel baterije

Te baterije so moderna različica svinčevih baterij. Kot nam že samo ime pove, je elektrolit v teh baterijah v obliki gela in ne v obliki tekočine.
Velika prednost je, da elektrolita ni mogoče razliti. Druga prednost je, da se med polnjenjem ne razvija vodik, zato je možnost eksplozije minimalna in tudi ni potrebno doliti vode. Gel baterije se lahko popolnoma izpraznijo in dovoljujejo polnitev z večjim tokom kot svinčeve.

Imajo tudi nekaj slabih lastnosti:

  • visoka cena (dvojna v primerjavi s svinčenimi), vendar je življenjska doba daljša;
  • ne razvijejo velike moči, kar pa ni ovira pri napajanju GMDSS naprav, ki potrebujejo nizko moč za dlje časa;
  • stanje baterije določimo le z merjenjem napetosti, ki ostane relativno konstantna do dokončne izpraznitve baterije. Rešitev je periodično polnjenje po terminskem planu.


Nikelj kadmijeve / Nikelj metal hidridne baterije

NiCd baterije imajo enak okoljski problem odlaganja kot živosrebrove baterije.
Zaradi nevarnosti kadmija so jih v veliki meri nadomestili z nikljevimi baterijami. Te imajo podobne lastnosti, vendar so manj škodljive za okolje oz. za človekovo zdravje. Nikljeve baterije so najbolj učinkovite pri popolni izpraznitvi in ponovni popolni napolnitvi. Koristna je občasna izpraznitev na 1 V na člen. Padec napetosti pod to vrednost lahko povzroči v nekaterih celicah spremembo polarnosti, kar uniči baterijo.

Litij ionske baterije

Te baterije so zelo drage. Uporabljajo se tam, kjer potrebujemo veliko energije, hkrati pa je potrebno zagotoviti čim manjšo težo baterije.
Nudijo vsaj dvakratno zmogljivost v primerjavi z nikljevimi baterijami, imajo pa približno trikratno ceno le teh.
Najdemo jih v napravah, kjer potrebujemo veliko moči z majhno težo in prostornino.

Zahteve SOLAS konvencije

Vsa SOLAS plovila morajo zagotoviti rezervni vir energije za napajanje radijskih komunikacijskih naprav za primere klicev v stiski in varnostnih klicev, če se okvari glavni vir energije na plovilu. Rezervni vir energije mora zagotoviti napajanje za delovanje VHF radijske postaje ter MF/HF radijske postaje ali INMARSAT opreme (v skladu z zahtevano opremo za določeno področje plovbe).

Kapaciteta rezervnega vira energije mora zadostovati za popolno delovanje vseh potrebnih radijskih komunikacijskih naprav za določen omenjen čas:

  • ladje s pomožnim generatorjem: 1 uro,
  • ladje brez pomožnega generatorja: 6 ur.

Baterije moramo biti zmožni ponovno napolniti do zahtevanega energijskega minimuma v desetih urah. Kapaciteto baterij je potrebno s posamezni vrsti baterij ustrezno metodo preverjati v rednih intervalih, ki ne smejo biti daljši od 12 mesecev.
Modifié le: samedi 25 avril 2020, 19:50