Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.
1
Veneen sähköjärjestelmät
Tekstillinen versio esitelmästä Turun Pursiseuran teemaillassa 6.3.2014
Kauan sitten viikingit ...
2
Kiivetään pylly edellä mastoon, jotta voidaan kurkistaa huomispäivän venelyn mahdollisuuksiin.
Mastonhuipulta näkee yllä...
3
Esimerkkivene: Uppoamarunkoinen moottorivene (sininen käyrä)
vesilinja 9,1 m (30’) ja paino 5 tonnia.
Tarvittava teho po...
4
Yllä olevat graafit näyttävät eri moottorityyppien hyötysuhteet ja niiden riippuvuus moottorin tehosta.
Yleensä sitä suu...
5
akkuja kytketään rinnan tai sarjaan on ehdottomasti muistettava että akut pitää olla samaa tyyppiä,
kokoa ja saman ikäis...
6
Kun akun napoihin kytketään kuormaa, esimerkiksi lampun poltin, rupea elektroneja kulkemaan
negatiivisesta levystä kuorm...
7
Akkutyyppejä
Tänä päivänä akut valmistetaan pitkälti optimoituja käyttökohteisiin. Vaikuttaa siltä että perinteinen
kork...
8
Akuissa on yleensä erinäisiä merkintöjä, kuten C-merkintä, CCA, MCA jne. Nämä merkinnät kertovat
erilaisia asioita akun ...
9
ladatussa akussa 12,6 V ja täysin puretussa tilassa 11,6 V. Kun akkua kuormitetaan C/20 virralla
napajännite laskee n. 1...
10
Sinisellä alleviivatut arvot ovat n. 60 Ah akkuja. Huomataan että AGM akun CCA arvo on alhaisin, kun
taas kaksi muuta o...
11
Akun ikä ja lämpötila.
Tosiasia on että akku vanhenee käyttämättönäkin. Sitä korkeampi lämpötila, sitä lyhyempi käyttöi...
12
Kuvasta nähdään ensinnäkin että vanhanajan nk. starttiakku sietää syväpurkauksia hyvin rajallinen
määrä, kun taas hyvät...
13
Ylläolevasta kuvasta nähdään että nykyisten huoltovapaiden lyijykalsium tai lyijy hopeakalsiumakkujen
itsepurkautuminen...
14
Nämä eivät enää ”purkaudu” vaikka akkua ladataan. Näin akun kapasiteetti automaattisesti pienenee.
Pulssilaataaminen vo...
15
Akkujen latausjännite on kuitenkin lämpötilariippuvainen. Edellä esitetty latausjännite 14,3 V on 25°C
lämpötilassa ilm...
16
Kuvasta nähdään johtojen suuri määrä. Nämä johdot ovat sitten valmiissa veneessä piilossa sisustuksen
alla. Vene saadaa...
17
Jos kaikki hehkulamput olisi korvattu LED valoilla tilanne olisi jo parempi. Silloin päästäisiin siedettävään
akuston k...
18
Veneen moottorin laturi
Veneen moottorin laturi oli ennen yleensä n. 60 A, nykymoottoreissa 90 – 130 A. Täysin tyhjä ak...
19
Aurinkokenno
Aurinkokennon latauskyky on riippuvainen valon määrästä (energiasta), kennon pinta-alasta ja
lasipinnan pu...
20
Polttokennolaturi
Markkoinoilta löytyy polttokennogeneraattoreita jotka tuottavat sähkö ”automaattisesti” tarvittaessa....
21
polttokennoista, jotka yleensä käyttävät vetyä polttoaineena. Nesteytetyn vetykaasun jakelu saaristossa
ei kuitenkaan t...
22
Laahusgeneraattori
Laahusgeneraattori on usein kiinnitetty peräkanteen tai peräkaiteeseen. Siitä lähtee n. 10 m vaijeri...
23
Sähköjohtojen häviöt
Netistä löytyy useita osoitteita, joiden ohjelmilla voidaan laskea johtojen poikkipintala ja muita...
24
Lämmityslaitteet
Artikkelin lämmityslaitteet eivät ole samantehoisia, joten niiden tehot on interpolotu 3,0 kW:iin. All...
25
Kompressori jääkaappi
Kompressorijääkaappi on kaikille tuttu, onhan se jokaisessa kodissa heikosti ajoittain huristen k...
26
Arkkumallinen ylhältä avautuva jääkaappi on yleensä tuttu pakastearkuista. Totuus on että kylmä
ilma ei nouse ylöspäin....
27
Monessa veneessä käytetään pentterin ja WC valona loisteputkia. Näiden virrankulutus selvästi
pienempi kuin hehkulamppu...
28
Kutsumaton sähkö – ukkosen salama
Maissa ukkosensuojaus on luonnollinen asia, mutta veneilyssä ukkosensuojaus on harvoi...
29
Ukkosen suojauksen hätäratkaisu
Jos veneeseen ole aluperin sisäänrakennettu ukkosensuojaus, veneilijä voi rakentaa alla...
30
Alla olevasta kuvasta keltaisella merkityt ovat salamaa veteen johtavat osat.
Muut kuvat olla on Kari Vierisen oppaasta...
31
Jos ei tässä oppaassa olevat tiedot kerro riittävästi veneen sähköjärjestelmistän niin on vielä
olemassa tie takaisin k...
32
Veneen sähkötöistä löytyy netissä aika monta artikkelia
Alla muutamia linkkejä:
http://www.suomenlahdenpuuveneilijat.fi...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Veneen sähköjärjestelmät, G. Wahlberg

1,836 views

Published on

Veneen sähköjärjestelmät, apua sähköjärjestelmien suunnitteluun. Kirjoittanut G. Wahlberg. (Ladannut Finnsailer.com )

Published in: Technology
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Veneen sähköjärjestelmät, G. Wahlberg

  1. 1. 1 Veneen sähköjärjestelmät Tekstillinen versio esitelmästä Turun Pursiseuran teemaillassa 6.3.2014 Kauan sitten viikingit purjehtivat nahkaveneillä aina Amerikkaan saakka. Kului satoja vuosia ennen kuin sähkö edes keksittiin. Kulkuvalojakaan ei käytetty – merkinantovälineennä käytettiin ilmeisesti soihtua. Viikinkien nahkaveneet oli tehty karhun- ja hylkeennahasta. Ylläoleva mainos ilmeisesti naudannahasta.
  2. 2. 2 Kiivetään pylly edellä mastoon, jotta voidaan kurkistaa huomispäivän venelyn mahdollisuuksiin. Mastonhuipulta näkee yllättäen myös menneitä aikoja. Henry Ford muistelee kirjassaan ”My friend Mr. Edison” vuonna 1896, jolloin hän ensimmäisen kerran tapasi Thomas Alva Edisonin. Edison Convention kokouksessa suuri osa iltapäivää keskusteltiin sähkön käytön uusista mahdollisuuksista. Uudet kulkuneuvot, jotka liikkuivat ilman hevosia, voisi tuoda uutta businessestä sähkölaitoksille. Sähköauto oli keksitty ja mietittiin miten akkujen latauspisteitä voitaisiin rakentaa ja täten tuoda uusia tulonlähteitä. Illallisella Alexander Dow osoitti Henry Fordia ja kertoi, että tämä nuori mies oli rakentanut kulkuveuvon joka liikkui ilman hevosta ja sanoi pop, pop, pop ja käytti bensiiniä polttoaineena. Tässä voidaan huomata että ensin tuli höyryauto, sitten sähköauto ja vasta sitten tuli polttomoottoriauto. Samalla voidaan huomata että nyt 118 vuotta myöhemmin – mietitään edelleen miten sähköautojen akkuja saadaan ladattua. Entäs sitten sähkövene? Onko se mahdollinen Kyllä voi, ja niiten rakennetaankin. Suomalaiselle matkapurjehtijalle se ei kuitenkaan vielä ole oikea ratkaisu. Alla olevassa kuvassa verrataan sähköllä kulkevaa venettä dieselmoottoriveneeseen tutulla reitillä TPS satamasta Pyytinkarille. • Matka on 18 nm ja nopeus 6 solmua, joten matka kestää tasaan 3 tuntia. Oletuksena on että vene kuluttaa 2,5 litraa polttoainetta tunnissa. Polttoaineen hinnaksi on otettu 1,6 €/l. • Polttoaineen kulutuksen perusteella on laskettu käytettyä tehoa. Dieselmoottorin polttaineenkulutus on n. 200 g hevosvoimaa kohti tunnissa. 1 litra dieseliä painaa n. 800 g. Tästä voidaan silloin lukea että käytetty moottorin teho on 2,0/0,2 = 10 hv vastaten 7,5 kW. Matkan kesto on 3 tuntia, joten käytetty energia on 3 x 7,5 kW = 22,5 kWh (kilowattituntia).
  3. 3. 3 Esimerkkivene: Uppoamarunkoinen moottorivene (sininen käyrä) vesilinja 9,1 m (30’) ja paino 5 tonnia. Tarvittava teho potkurilla on laskettu www.vicprop.com laskurilla. Tämä on vain suuntaa antava, koska emme tunne kaikkia parametriejä potkurista eikä veneestä. Moottori on 30 hv ja maksimi kierrosluku on 3200 kierrosta. Kytkin 2:1. Laskuri ilmoittaa 2-lapaisen potkurin kokoa 15,6” x 9,5” tai 3-lapaisen 14,9” x 9,4”. Tällä moottorilla suurin nopeus on 8 solmua (tyynessä säässä – ei vastatuulta eikä aallokkoa). Katkoviiva kuvaa puhtaan pohjan kitkavastusta. Kuten kuvasta nähdään, aallonmuodostusvastus on suurilla nopeuksilla paljon suurempi kuin kitkavastus. Molemmat vastukset ovat samansuuruisia muutaman solmun nopeudella. 1-2 solmun nopeudella pelkkä kitka on määräävä vastus. Vertailuvene (punainen käyrä), on teräsrakenteinen 11 m moottorivene, jonka vesilinja on 33’. Moottori on 80 hv . Kytkin 3:1. Vicprop:n laskuri ilmoittaa 3-lapasen potkurin mitoiksi 21,5” x 13,7”.
  4. 4. 4 Yllä olevat graafit näyttävät eri moottorityyppien hyötysuhteet ja niiden riippuvuus moottorin tehosta. Yleensä sitä suurempi moottori, sitä parempi hyötysuhde. Esimerkkidieselmoottorimme tuottaa tällä nopeudella 9,2 kW ja kuluttaa tunnin aikana 2,5 litraa polttoainetta. Litratehoksi saadaan 3,68 kW/l. Dieselpolttoaineen tehoarvo on 10 kWh/l. Tästä voidaan laskea että moottorin hyötysuhteen on 37%. Kaupan olevia metanolipolttokennot (Efoy), tuottavat 1,1 kW/l. Metanolin litrateho onkin vain 4,4 kWh/l. Nykyisen pienpakkauksien metanolin hinta on 4,5 €/l, joten polttokennolla sama matka maksaisi jo yli sata euroa. Metanolipolttokennojen tarkoitus ei olekaan tuottaa sähköä veneen kuljettamiseksi vaan tuotta sähkö veneen muun kulutukseen. Akku on veneen sähköjärjestelmän sydän Tämän päivänä veneilyssä käytetään sovelluskohtaisia lyijy-rikkihappoakkuja. Lähivuosina on kuitenkin tulossa muita veneilyyn sopivia akkutyyppejä, esimerkiksi erilaisia litiumpohjaisia ratkaisuja. Litiumakkuja käytetään kännyköissä, kannettavissa tietokoneissa, mutta myös sähköautoissa ja lentokoneissa. Etuja on monta. Ne ovat kevyempiä, mahdollistaa nopeamman lataamisen jne. Haittapuoli on toistaiseksi suurempi hinta. Ne möys mahdollistavat lyhyemmän lataamisajan, mutta veneessä moottorin laturit virta ei paljoakaan nopeuta lataamista, koska antaa maksimissaan 12 V x 130 A = 1,5 kW/h ja sekin vain silloin kun moottori käy. Satamien maasähköpylväät antavat maksimissaan 16 A x 230 V = 3,6 kW/h. Autoihin suunnitellut polttokennotkin olisi eräs ratkaisumalli, mutta polttoaine niissä on vetykaasua - sen saaminen tyhjässä saaristossa on iso kysymysmerkki. Akku veneessä Mikään veneilyssä käytetty latauslaite ei tuota suuria virtoja, esimerkiksi esimerkiksi käynnistymoottorille, keulapotkurilla tai ankkurivinssille. Tähän tarvitaan akkuun varastoitunutta energiaa. Akkuja voidaan kytkeä yksi tai useampi 12 V tai 24 V rinnankytkettynä tai sitten 2 V kennoja kytkettyjä sarjaan. Kun
  5. 5. 5 akkuja kytketään rinnan tai sarjaan on ehdottomasti muistettava että akut pitää olla samaa tyyppiä, kokoa ja saman ikäisiä. Veneiden sähkökulutus on kasvannut räjähdysmäisesti lyjyessä ajassa. Veneessä käytetyt laitteett eivät aina ole optimoituja virrankulutuksen suhteen, vaan usein käyttäjämukavuuden mukaan. Joskus myös jotkut tunnetut ratkaisut ovat muodastaneet melkein ”defakto” tyyppisiä ratkaisuja vaikka ne eivät ole optimioituja sähkönkulutuksen kannalta. Yllä oleva ruutu kuvaa veneilyssä käytettyjä lataus- ja kulutuslaitteita. Suurimmat virrat tarvitsee yleenä keulapotkuri <600 A, mutta suurin latausvirta on alle 130 A. Akku toimii tässä tehokkaana välivarastona. Usein kun ollaan satamassa ilman latausmahdollisuutta, mutta sähkökulutusta kyllä löytyy. Silloin otetaan sähköä akuista. Akut voivat olla herkkiä voimakkaalle iskuille ja tärinälle. Veneilyssä voi esintyä voimakasta pystysuoraa hakkaavaa liikettä. Erityisesti nopeakulkuisilla veneillä aallokossa. Akut, jotka ovat keulasssa ovat silloin kovassa rasituksessa. Kun hankki akun, joka on sijoitettu keulaa, olisi syytä ottaa tämä seikka huomioon ja valita akku joka kestää voimakkaita tärinöitä. Akun rakenne Akku ei varastoi sähköä, vaan muuttaa siihen tuotu sähkö kemialliseksi energiaksi. Kun akkua ladataan siihen viety sähkö tuottaa kemiallisia reaktioita. Kun akkuun liitetään kuorma kemiallien reaktio on päinvastainen. Täysin ladatun lyijy-nesteakun kennon napajännite on 2,1 volttia. Täten 12 voltin akussa on sarjaankytketty 6 kennoa ja ladatun akun napajännite 12,6 volttia. Akun virranantokyky on riippuvainen levyjen pinta-alasta. Sen takia akun kennossa on useita ohuita levyjä. Alla oleva kuva on Varta esitteestä. Siinä nähdään selvästi akkukennon rakennetta. Positiiviset levyt ovat Lyijyoksidia PbO2 ja negatiiviset levyt puhdasta lyijyä Pb.
  6. 6. 6 Kun akun napoihin kytketään kuormaa, esimerkiksi lampun poltin, rupea elektroneja kulkemaan negatiivisesta levystä kuorman kautta positiiviselle levylle. Kuorma synnyttää kemialliesen reaktion, jossa molemmissa levyissä oleva lyijy yhtyy rikkihapponesteessä olevien sulfaatti-ionien kanssa ja muodostaa molemmille levyille lyijysulfaattia. Tämä reaktio vapauttaa rikkihapossa vetyioneja 2H2, ja positiivellä levyllä happomolekyylejä O2. Nämä yhtyvät nesteessä 2H2O = vettä. Tämä tarkoittaa että kun akun varaus pienenee, veden määrä nesteessä kasvaa. Kuvan vasemmalla puolella voidaa nähdä että tyhjässä akussa on melkein vain vettä. Akkua ladattaessa kemiallinen prosessi on päinvastainen. Kuten kuvasta voidaan lukea, täysin ladatussa akussa on 39% rikkihappoa ja tyhjässä akussa enää vain 15%, mutta vettä on jo 85%. Tästä syystä tyhä akku jäätyy jo n. -7°C:ssa kun taas täysin ladattu akku kestää jäätymättä n. -65°C.
  7. 7. 7 Akkutyyppejä Tänä päivänä akut valmistetaan pitkälti optimoituja käyttökohteisiin. Vaikuttaa siltä että perinteinen korkillinen käynnistys akkutyyppi on melkein hävinnyt markkinoilta. Tämä on kyllä totta kuluttajakäytössä, mutta ammattikäytössä niitä kyllä löytää. Veneilyssä, autoissa ja vapaa-ajakäytössä löytyy kolme pääryhmää. • Neste-lyijyakku. Tämä on edullisin vapaa-ajan akku, jota käytetään paljon myös kulutus- ja käynnistyakkuna veneilyssä ja autoissa. • AGM (Absorbed Glass Matt), akku jossa rikkihapponeste on imeytetty lasikuituun. Tämä akku kestää tärinää paremmin ja akkua voi kallistaa ilman että nesteet valuvat ulos. Tämä akkutyyppi syntyi ensin moottoripyörien tarpeista. Esimerkiksi kun pyörä makaa kyljellään siitä ei saa vuotaa syövyttävää rikkihappoa. AGM akkua voidaan nykyään rakentamaan sellaiseksi että sillä on pidempi elinikä ja sallii suurempia syväpurkauksia ja enemmän lataussyklejä. • Geeli. Geeliakussa rikkihapponesteeseen on lisätty geelimäistä ainetta. Tämä on usein silikonigeeliä. Geeliakut voidaan rakentaa erittäin pitkäikäisiksi ja pystyvät suurimpaan määrään purkaus-lataussyklejä. Ne kestävät tärinää hyvin. Latausparametrit ovat hieman edellisistä akuista poikkeavia ja useissa maalatureissa on oma asento geeliakkua varten. Erialiset latausparametrit voi synnyttää venekäytössä ongelman, jos myös muuntyyppisiä akkuja. Kirjallisuudessa löytyy varoituksia että geeliakkujen kuormittaminen suurilla virroilla voi synnyttä geeliin korjaamattomia kaasukuplia, jotka ovat pysyviä ja täten pienentää akun kapasiteettia. Tänä päivänä akut yleensä käyttökohdeoptimoidaan. Esimerkiksi trukin akku saa olla suuri ja raskas – painosta voi olla jopa hytyä trukkikäytössä. Sitä yleensä huolletaan päivittäin. Veneen käyttöakulla on aivan toiset tarpeet – akut tulee olla huoltovapaita ja niiden kuluu kestää pitkään, sallia syväpurkauksia ja monta latauskertaa. Paino ei usein ole kriteeri, mutta akun koko voi olla merkitsevä tekijä. Käynnistysakun pitää pystyä antamaan suuria virtoja käynnistyksen yhteydessä tai kun esimerkiksi käytetään keulapotkuria.
  8. 8. 8 Akuissa on yleensä erinäisiä merkintöjä, kuten C-merkintä, CCA, MCA jne. Nämä merkinnät kertovat erilaisia asioita akun ominaisuuksista. Yllä oleva esimerkkiakku on 56 Ah ja varustettu C/24 merkillä. Tämä tarkoittaa että akun kapasiteetti on 56 Ah kun se kuormitaan sellaisella virralla että se on purettu tyhjäksi 24 tunnin kuluttua. Jos akkua puretaan suuremmalla virralla, akun kemiallisista prosesseista johtuen sen kapasiteetti on pienempi. Yllä oleva taulukko näyttää tämän akun kapasiteetin riippuvuus kuormavirrasta. Jokainen voi itse laskea akun kapasiteettia eri purkausvirroilla käyttämällä Peukertin lakia. Katso linkit yllä olevassa kuvassa. Akun napanännnitteen rippuvuus kuorman suuruudesta Alla oleva käyrästö osoitta akun napajännitteen riippuvuus kuormasta. Sitä suurempi kuorma, sitä alhaisempi jännite. Tässä esimerkissä on käytetty akku jolla on C/20 merkintä, eli sen kapasiteetti on ilmoitettu kuormalla, joka purkaa akun 20:ssä tunnissa. Napanjännite on kuormittamattomassa (lepojännite) ja täysin
  9. 9. 9 ladatussa akussa 12,6 V ja täysin puretussa tilassa 11,6 V. Kun akkua kuormitetaan C/20 virralla napajännite laskee n. 12,55 V:iin ja kun akku on purettu jännite on 11,45 V Jos akkua kuormitetaan virralla joka purkaa sen 3:ssa tunnissa, sen jännite on kun kuorma liitetään 11,8 V ja kun akkua on täysin purettuna alle 10,5 V. Akkua ei kuitenkaan saisi koskaan purkaa enemmän kuin 70% – 80%, joten C/20 virralla jännite on 11,9 V ja 3 tunnin purkauksessa 10,55 V. Yllä oleva kuva kertoo yhden esimerkkiakun CCA, HCA ja MCA välisistä eroista. Testin jälkeen pitää vielä löytyä varakapasiteettia. Tämä on ilmoitettu minuuteissa. Akkua kuormitetaan 25 A virralla kunnes napajännite on laskenut 10,5 V:iin. CCA arvolla ei ole kesäveneilijälle suurtakaan arvoa, mutta MCA arvolla voi jo olla merkitystä syysaamuisin. Alla oleva taulukko on akkuvalmistaja Varta nettisivuilta poimittu. Siinä on yhdistetty eri sivuilta olevia tietoja, niin että saadaan eri akkutyypeille vertailukelpoisia arvoja.
  10. 10. 10 Sinisellä alleviivatut arvot ovat n. 60 Ah akkuja. Huomataan että AGM akun CCA arvo on alhaisin, kun taas kaksi muuta ovat lähellä toisiaan. C-arvojen kohdalla taas voidaan nähdä että pyöreä Optima akku on paras. Jos halutaan mahdollisimman suurta CCA arvoa määrätylle akkukapasiteetille verrataan keltaisen pienemmän hakasen kohdalla, että kapasiteetin nostaminen 90 Ah:sta á 800 A suurempaan 180 Ah:iin 1000 A akkuun, CCA arvo kasvaa vain n. 25 %. Kytkemällä kaksi 90 Ah akkua rinnan voidaan saadaa 2x800 A = 1600 A, eli 100% nousu. Käytännössä virta voi kuitenkin olemaan hieman pienempi johtuen akkujen toleransseista. Akkujen kapasiteetti ja lämpötila Akkujen käytettävissä oleva kapasiteetti on riippuvainen akun lämpötilasta. -20°C pakkasella akun kapaisiteetti on vain puolet siitä mitä se on +25°C:ssa. Nykymoottorit käynnistyvät kyllä yleensä helposti, mutta 20 – 30 vuotta vanha iso dieseli voi jo olla toinen kysymys. Harva veneilijä on kuitenkaan pakkasella liikenteessä, mutta ammattikalastajilla tilanne voi olla toinen. Autoissakin moottorilämmittimen lisäksi olisi akunlämmitin, joka pitäisi akun lämpötila 10°C:ssa hyvä asia. Ktso alla oleva kuvaa.
  11. 11. 11 Akun ikä ja lämpötila. Tosiasia on että akku vanhenee käyttämättönäkin. Sitä korkeampi lämpötila, sitä lyhyempi käyttöikä. 10°C korkeampi lämpötila pudottaa akun käyttöikää puoleen. Tästä syystä olisi oltava varovainen jos uuden akkun tarve tulee yllättäen – kyläkaupan akku on voinut seistä kuumassa varastossa pidempi aika. Akulla voi olla jo puolet käyttöiästä mennyt kuuman varastoinnin aikana. Lataussyklien riippuvuus purkaussyvyydestä Erityisesti sähköllä liikkuvien kulkuneuvojen ja veneiden kulutusakkuja puretaan useita kertoja ja täten myös ladataan monta kertaa. Purkaus / lautaukset kutsutaan yleensä lataussykleiksi. Alla olevasta käyrästöstä nähdään, että akkutyyppien välillä on suuria eroja. Toinen seikka mitä käy kuvasta ilmi, että myös purkauksien syvyys vaikuttaa voimakkaasti akkun käyttöikään.
  12. 12. 12 Kuvasta nähdään ensinnäkin että vanhanajan nk. starttiakku sietää syväpurkauksia hyvin rajallinen määrä, kun taas hyvät AGM ja geeliakut kestävät käyttöä paljon enemmän. Vihreä käyrä edustaa ehkä tämän päivän hyvää huoltovapaata akkua. Käyrästössä on myös verrattu akkujen käyttä sähköautossa. Akut on valittu niin että ne purkautuu 100 km matkalla 70%:sti. Starttiakut olisivat tällaisessa käytössä vaihdettava 2 kuukauden välein, kun taas hyvillä AGM akuilla vaihtoväli olisi 3,5 vuotta. Kulutusakut veneissä pitäisi valita sen kokoisiksi että ne yleensä ei saisi purkaa kuin n. 70 %. Akkuvalmistajat ovat kuitenkin normaalien AGM akkujen kohdalla huomattavasti varovaisempia. Alla olevan taulukon tiedot on poimittu valmistajien esitteistä. Valmistajat ilmoittavat yleensä syklimäärän vain 40% purkaussyvyyksille. Jos otetaan alla olevasta taulukosta ”tyypillinen AGM akku saadaan 650 sykliä. Tämä tarkoitta sitä että jos purkauspäiviä kesällä on 5 kuukauden aikana joka viikonloppu, saadaan n. 30 sykliä kesän aikana. Tästä seuraa että 650/30 = n. 20 vuotta. Koska akku yleensä hyvin huollettunakin kestää vain 10 vuotta ja silloinkin käyttämättömänä, nähdään että purkaussykleillä ei ole merkitystä veneilyssä. Voidaan siis vapaasti purkaa ja ladata akkuja kesän aikana – vuodet tappavat akut, ei käyttö. Alla oleva tiedot on kerätty valmistajien tuote-esitteistä
  13. 13. 13 Ylläolevasta kuvasta nähdään että nykyisten huoltovapaiden lyijykalsium tai lyijy hopeakalsiumakkujen itsepurkautuminen on hyvin pieni alhaisessa lämpötilassa. Korkeammassa lämpötilassa itsepurkautuminen on suurempi. Jos oletetaan että vene säilytetään talvella ulkona 7 kuukauden ajan. Keskilämpötila on lähellä 0°C, jolloin itsepurkautuminen on hyvin pieni. Jos vene säilytetään lämpimässä sisähallissa, esimerkiksi 20°C, itsepurkautuminen on n. 25%. Tämä voi kuitenkin olla akkulle epäedullista. Akkujen lyijylevyihin syntyy akun purkautuessa keidemäistä lyijysulfaattia. Lyijysulfaatilla on taipumus ”klumppaantua”, eli muodostaa suurempia kideyhteenliittymiä.
  14. 14. 14 Nämä eivät enää ”purkaudu” vaikka akkua ladataan. Näin akun kapasiteetti automaattisesti pienenee. Pulssilaataaminen voi kuitenkin osittain purkaa näitä kiteitä. Parasta akulle olisi että sillä olisi jatkuva ylläpitojännite joka seuraa ympäristölämpötilaa lämpötila. Talvisäilytksessä voidaan siis jättää veneeseen kunhan muistaa että akut pitää olla täysiin ladattuja ja että kaapelit irrotetaan akujen navoista. Tyhjä akku jäätyy jo muutamassa pakkasasteessa, mutta täysin varattu akku jäätyy vasta n. -65°C lämpötilassa. Yllä olevasta tekstistä huomataan että moderneja akkuja ei tarvitse ladata talven aikana jos ne säilytetään kylmässä, koska itsepurkautuminen on niin pieni. Jos silti halua ladata akkuja talven aikana olisi käytettävä lämpötilakompensoitua latauslaitetta, jonka latausjännite on lämpötilakompensoitu. Akkujen lataus Lataukseen kuluu yleensä enemmän aikaa kuin akun purkamisessa. Jossain tapauksessa akun lataaminen 100%:iin voi viedä viisi kerta niin pitkä aika kuin mitä kuluttaminen vei. Akkujen optimoiminen vaatii että akut ladataan oikein. Eri valmistajilla on hieman toisistaan poikkeavia näkemyksiä, eri akkutyypeillä on erilaiset optimaaliset latausparametrit jne. Yleensä voidaan kuitenkin sanoa että lataus pitäisi aina suoritta vähintään IU latauslaitteella (I on virta ja U on jännite). Alla oleva kuva on Exiden esitteestä 12 voltin AGM ja neste-lyijyakuille latauskäyristä. Olen lisänyt hieman selvittävää tekstiä. Geeliakut vaativat yleensä hieman poikkeavia latausparametrejä ja ne aina kysyttävä akun toimittajalta. Veneen akkuja ei saisi koskaan ladata yksinkertaisilla autojen pikalatureilla. Tyhjän akun latauksen alussa, akkuun virtaa yleensä niin paljon virtaa kuin latauslaitteesta lähtee. Virta voi nousta useisiin kymmeniin ampereihin. Tämä voi ylikuumentaa pieniä akkuja, mutta yleensä suuret akut vain hieman lämpenevät. Tästä syystä suurivirtaisilla maasähkölatureilla on lämmönmittausanturi, joka kiinnitetään akun kylkeen. Laturista lähtee siis vakiovirta (valkoinen käyrä). Laturin sisäisestä vastuksesta johtuen jännite voi tässä vaiheessa olla alle 12 V (punainen käyrä). Kun akku on varautunut noin 80 %:iin, napajännite on nousut n. 14,3 volttiin (+25°C). Tässä vaiheessa laturi siirtyy vakiojännitevaiheeseen. Jännite pysyy nyt 14,3 voltissa latuaksen loppuajan. Jossain latureissa tämä on aikarajoitettu, esim. 6 tuntia, toisissa taas mitataan virtaa. Kun latausvirta laskee alle jonkun määrätyn minimin, lataus siirtyy ylläpitovaiheeseen, jossa jännite on 13,8 volttia. Akun kannalta olis hyvä jos tämä jännite olisi jatkuvasti kytketty akkuun.
  15. 15. 15 Akkujen latausjännite on kuitenkin lämpötilariippuvainen. Edellä esitetty latausjännite 14,3 V on 25°C lämpötilassa ilmoitettu. Yllä oleva käyrä näyttää latausjännittee riippuvuus lämpötilasta. Jos akku on 0°C lämpötilassa jännite pitää olla n. 15 volttia. Joissakin korkealuokkaisissa maalatureissa on lämpötilakompensointi. Tämä on yleinen syy kun veneilijä yrittävät ladata akkua talvella ja huomaavat että akkuun ei mene yhtään virtaa. Jos käytetty laturi ei ole lämpötilakompensoitu, sen jännite on yleensä liian alhainen. -20°C lämpötilassa latausjännitteen pitäisi jo olla n. 16 V, mutta laturi ehkä antaa vain n. 14,3 V. Veneen sähköjärjestelmien johdotus Esimerkkivene on Hollantilainen teräsvene ”Linssen Grand Sturdy 43,9”. Vene on hieman suurempi kuin TPS rekisterissä oleva “Molok”. Tässä esitetty vene 2-moottorinen teräsrakenteinen sedan tyyppinen moottorivene. Sähköpääkeskus sijaitsee sisäohjauspisteen edessä. Alla olevassa kuvasarjassa nähdään sitä mitä normaalisti veneenomistaja ei näe, veneen rakenteisiin rakennetut sähköjohdot.
  16. 16. 16 Kuvasta nähdään johtojen suuri määrä. Nämä johdot ovat sitten valmiissa veneessä piilossa sisustuksen alla. Vene saadaan näin siistiksi. Toisaalta, jos johdotusta halutaan muuttaa, panelien irroittaminen on työlästä. Kuvassa nähdään vain etukajuuttojen johdostus sekä vasemmalla olevan asentajan takaa oleva sähköpääkeskus. Sähkönkulutuksen arviointi Jotta saataisiin selvä kuva veneen sähkönkulutuksesta tehdään fiktiivinen purjehdusmatka Gotlannin Visbystä Turun Pursieuran kotisatamaan syyskuun puolivälissä. Sää on kylmä ja sateinen. Tuuli on suoraan vastainen ja puhaltaa 10 m/s. Aallokon, venetyypin ja miehistyn takia veneen nousukulma on 45°. Syyskuun puolivälissä ollaan juuri syyspäivän tasauksen kohdalla, joten yö ja päivä ovat yhtä pitkiä. Sadesään takia valoa on päivisinkin vähän, joten aurinkokennotkaan ei pystyy paljon sähköä tuottamaan. Jääkaappi ja lämmitys on oltava päällä koko ajan, tutka on päällä vain ajoittain pimeän aikana. Sähkön säästämiseksi myös valaistus ja autopilotti käytetään säästeliästi. Moottoria ei käytetä muuta kun satamasta lähdön aikana sekä viimeinen maili kun saavutaan kotisatamaan. Matka kestää hieman yli kaksi vuorokautta, joten siinä ehtii kyllä sähköä kulua aika reippaasti 580 Ah, kuten alla oleva kuvateksti kertoo. Aurinkopanelista saatu sähkö on vain 37,5 Ah, joten muu on otettava akuista. Kuten alla oleva laskuesimerkki kertoo, tarvittava määrä akkuja ei yleensä veneistä löydy. On siis matka aikana käytettävä moottoria muttama kerta pelkästään akkujen lataamiseksi.
  17. 17. 17 Jos kaikki hehkulamput olisi korvattu LED valoilla tilanne olisi jo parempi. Silloin päästäisiin siedettävään akuston kokoon, eikä akkujen latausta olisi tarpeen matkan aikana. Kuitenkin jos veneessä olisi ollut tuuligeneraattori tai polttokennogeneraattori, ei olisi ollut mitään ongelmaa sähkön kanssa. Polttokennogeneraattorilla olisi 200 Ah akku ollut riittävä.
  18. 18. 18 Veneen moottorin laturi Veneen moottorin laturi oli ennen yleensä n. 60 A, nykymoottoreissa 90 – 130 A. Täysin tyhjä akku voi ottaa vastaan suuriakin virtoja, aina n. 80% lataustasoon saakka ja aikaa kuluu joitakin tunteja. Tämän jälkeen latausjännite pysyy vakiona ja latausvirta pienenee koko ajan kunnes akku on täynnä. Tämä vaihe voi kestää useita tunteja. Erityisesti purjeveneilijän tulisi tätä seikkaa huomioida. Jos sähköä on kulutettu viimeisen täyslatauksen jälkeen, akut eivät ole täysin ladattuja kun vene saapuu satamaan. Kun seuraalvalle matkalle lähdetään on voinut kulua viikko(ja), ja sitten lähdetään taas purjehtimaan. Akku joutuu näin olemaan ehkä useita viikkoja vajaladattuna eikää akku tykkää tästä. Olisi aina kun on mahdollisesti ladata akkua täyteen – sääntö pitäisi olla että kiinnitysköysien jälkeen myös maasähköpiuha kiinni. Akut eivät ehdi latautua täyteen muutaman tunnin moottoriajon jos on viettänyt jälkenn muutama päivä jossain sähköttömässä saaressa. Ja kotiinkin tullaan mahdollisuuksien mukaan purjeilla. Ennen mitattiin akun varaustasoa yleisesti akkunesteen ominaispainona happomittarilla. Tämän päivän huoltovapaissa ja suljetuissa akuissa tämä ei enää ole mahdollista. Paras tapa olisi käyttää ampeerituntimittaria, mutta sellainen on kyllä vain harvalla käytössä. Sen lisäksi sen käyttö yleensä tarkoittaa että mittaus aloitetaan täysin varautuneesta tilasta. Moottorin laturi on harvoin varustettuna IU latauksensäätäjällä. Jos haluaa saada kaikki irti akkujen käyttöiästä ja hyvinvoinnista voi vaihtaa laturin säädin. Se useimmille latureille mahdollista vaihtamalla laturin säätäjän IU tyyppiseksi. Sellaisia on mm. Mastervoltilla saatavilla useammalle laturille, mutta se vaatii myös että laturille tehdään muutostyötä – tämä vaati siis laturin viemistä laturinhuoltoliikkeeseen. Katso yllä olevan kuvan oika yläkulma. Maasähkölaturit Veneen akkuja ei tuli koskaan ladata nk. auton akkulaturilla, erityisesti sormet irti nk. kutsutuista pikalatureista. Ne soveltuvat parhaiten korkillisiin akkuihin. Mutta jos akku on tyhjä, niin se yksi kerta ei akkua tapa. Maasähkölaturin pitäisi valita akkujen koon mukaan. • 15 A laturi 30 Ah – 100 Ah akkuille • 50 A laturi 100 Ah – 500 Ah akuille • 100 A laturi 200 Ah – 1000 Ah akuille Yllä olevassa kuvassa, CTEK 25 A laturi tarvitsee 16 tuntia kun se lataa tyhjän 350 Ah akun 80%:n varaustilaan.
  19. 19. 19 Aurinkokenno Aurinkokennon latauskyky on riippuvainen valon määrästä (energiasta), kennon pinta-alasta ja lasipinnan puhtaudesta. Myös kennon kulma aurinkoon nähden on tärkeä – paras tulos kun aurinkokenno on 90° kulmassa aurinkoon nähden. Kiinteästi kanteen kiinnitetty kenno lataa parhaiten silloin kun auringon valo on voimakkain, eli keskellä päivää. Maston, staagien ja vanttien varjot vähentävät latausvirtaa. Pystysuoraan kateisiin asennetut ovat huonompia, koska kulma on huono parhaaseen keskpäivän aurinkoon nähden. Toisaalta vene kulma on melkein huono aurinkoon nähden. Kun valon fotoni osuu piiatomin elektroniin, fotonin energia voi irrottaa elektronin, joka siirtyy ”sähköenergiana” metallikatodien kautta kuormaan, ktso periaatekuvaa alla. Aurinkopanelin laturin säätäjä Aurinkopanelin jännite on n. 18 V. Tämä on suurempi kuin akun latauksen vaatima 14,3 volttia. Pelkkä jännitteen pudottaja hävittä osan latausenergiasta laturiin. Sen takia kannattaisi käyttää hakkurisäätäjää, joka otta koko jännite-tehoalueen käyttön. Jos oletaan että kenno antaa 5 A virtaa voidaan havaita ero näiden lataumuotojen välillä pienellä laskuesimerkillä: Jännitten pudottaja: 14,3 x 5 = 71,5 W Hakkurisäätäjä: 18 x 5 = 90 W
  20. 20. 20 Polttokennolaturi Markkoinoilta löytyy polttokennogeneraattoreita jotka tuottavat sähkö ”automaattisesti” tarvittaessa. Yllä oleva kuva on Efoyn viime vuoden polttokennomalliston esittelysivu. Nämä polttokennot käyttävät metanolia ”polttiaineena”. Metanoli ei varsinaisesti pala polttokennossa, vaan sähkön saanti perustuu toseen kemialliseen prosessiin. Tätä polttikennotyyppiä ei pidä sekoittaa lehtikirjoituksien autokokeilujen
  21. 21. 21 polttokennoista, jotka yleensä käyttävät vetyä polttoaineena. Nesteytetyn vetykaasun jakelu saaristossa ei kuitenkaan taida lyhyellä tähtäimellä olla mahdollista. Vene- ja kesämökkitarpeisiin tehdyt polttokennot toimivat täysin automaattisesti niinkauan kun polttoainetta riittää. Sisäänrakennettu latauksen säädin mittaa jatkuvasti akun lataustasoa. Kun varaus laskee, polttokenno aloittaa lataamisen. Polttoaine on yleensä ”metanolia”. Polttokennolaturi ei ole riippuvainen tuulesta tai auringosta, vaan tuottaa sähköä äänettömästi tarvittaessa. Joidenkiin mielestä ainoa huono puoli on, että tarvitaan eri polttoainetta kuin moottori. Polttomoottorigeneraattorit Polttomoottorigeneraattorit ovat nykyään hiljaisia ja tuottavat luotettavasti sähköä tarvittaessa. Kaupan on saatavana sekä diesel- että bensiinkäyttöisiä. Vaikka nämä ovat tänä päivänä melko hiljaisia, niin ne kyllä niistä silti hurinaa kuuluu. Tehoalueet liikkuvat 1 kW:sta useisiin satohin kW:hin. Jos tällaiseen hankkii pelkästään akkujen lataukseen riittä 1000 wattinen laite (1 kW). Usein niissä on sekä 12 V että 230 V ulosotto. 12 V ei yleensä käy akkujen lataamiseen, koska ulosotosssa ei ole sisäänrakennettu latauksensäätäjää. Veneen maasähköliitin kytketään 230 ulosottoon. Jotta moottoria ei tarvitse turhan pitkiä aikoja käyttää, oli maasähkölaturi olla riittävän suuri. 230 voltin ulosottoa voi myös käyttää mahdollisesti muihin 230 sähkölaitteisiin. Tuuligeneraattori Tuuligeneraattorit ovat yleensä pitkänmatkapurjehtioiden vakiovaruste. Saaristopurjehtijalle se ehkä ei ole kaikkein tehokkain ratkaisu. Kun ankkuroidaan johonkin saareen, etsitään se suojainen puoli, jossa tuuli sitten on niin heikko että generaattori ei pysty sähköä tarvittava määrä tuottamaan. Tuuligeneraattorit toimivat yleensä optimaalisesti 10 – 12 m/s tuulessa. Potkurin pyörittävä generaattori Pitkänmatkan purjeveneissä oli ennen yleistä että potkurin akseli pyöri veneen liikkuessa. Potkurinakselilla on hihnapyörä, joka pyörittä hihnan avulla erillistä laturia. Potkuri oli myös usein optimoitu tähän tarkoitukseen. Se ei silloin kuitenkaan ole paras mahdollinen veneen eteenpäin työntämiseen. Sillä taas ei ole suurta merkitystä, koska moottoria käytetään yleensä vain satamaan tuloon tai lähtöön. Potkuri kuitenkin jarrutta veneen menoa aika paljon, latauksen hyötysuhde on suhteellisen heikko ja veneen nopeus laskee. Lataaminenkin toimii kunnolla vain veneen liikkuessa hyvälla vauhdilla.
  22. 22. 22 Laahusgeneraattori Laahusgeneraattori on usein kiinnitetty peräkanteen tai peräkaiteeseen. Siitä lähtee n. 10 m vaijeri jonka päähän on kytketty venen alla pyörivään potkuriin. Löytyy myös ratkaisuja, jossa potkuri on kiinnitettu perämoottorin tavoin kiinteästi veneen perää ja pyörittä sitä kautta laturia. Sähköä kuluttavat laitteet Suuria virtoja tarvitsevat laitteet: käynnistymoottori, keulapotkuri ja ankkurvinssi Nämä laitteet tarvitsevat suuria hetkellisiä virtoja. Alla olevat esimerkit ovat 7 -12 metrisiin veneisiin sopivia laitteita. Suuremmissa aluksissa keulapotkuri on usein hydraalinen. Kuten esimerkeistä nähdään, virrat voivat olla useita satoja ampeerejä. Tämä tarkoittaa että akut olisi syytä olla lähellä näitä johtohäviöiden välttämiseksi. Jos tämä ei ole mahdollista, on sähköjohdot oltava riittävällä poikkipinta-alalla. Ohuet johdot kuumenevat ja niissä syntyy suuri tehohäviö. Häviöt voivat hyvinkin olla 20% – 30%. Alla olevassa taulukosta voidaan laska jännitehäviöt eri virroille ja johtojen pituuksille. Vaikka akku on 12 V, niin akun napajänniet laskee suurella kuormalla. Sen takia alla olevan kuvan alempi taulukossa on käytetty akun napajännitettä 7 V kun kuorma on 350 A. Taulukosta huomataan että 50 mm2 kaapelilla 6 metriä matkalla akusta keulapotkuriin häviöt ovat jo 20%! Alla olevien linkkien kautta jokainen voi itse laskea kaapeleiden poikkipinta-aloja.
  23. 23. 23 Sähköjohtojen häviöt Netistä löytyy useita osoitteita, joiden ohjelmilla voidaan laskea johtojen poikkipintala ja muita parametrejä. Alla olen laskenut häviöt johdoissa sellaisessa tapaksessa että akku on takana ja keulapotkuri luonnollisesti edessä. Etäisyys akusta keulapotkuriin on 6 m, mutta kun sähkön pitää kulkea myös takaisin akkuun, johtojen kokonaispituudeksi tulee 2 x 6 = 12 metriä. Akun kuormittamaton jännite on n. 12 V, mutta kuormitettu 350 A:n virralla se laskee 7 V:iiin. Tästä huomataan että ylempi laskuesimerkki vaatisi virtalähteen jossa on jännite pysyy vakiona, ja sitähän akku ei ole. Ktso sivut 7 ja 8. Alempi laskuesimerkki on enemmän totuudenmukainen. Oranssilla merkatutu ruudut ovat tässä relevantteja. Jännite on kuormitetussa akussa 7 V, virta on 350 A ja johtojen yhteispituus 12 m. Nähdään että 53 mm2 poikkipinta-alalla aiheuttaa 19,75 % häviön johdoissa. Jos johtojen poikkipinta-ala nostetaan 85 mm2 , häviö on vielä 12,4 %. Tästä nähdään selvästi että akut olisi sijoitettava keulapotkurin viereen. Häviöt 85 mm2 ja yhteensä 1,5 m johdoilla olisi enää vain 1,5 %! http://www.energymatters.com.au/climate-data/cable-sizing-calculator.php http://www.bulkwire.com/wireresistance.asp http://www.marinewireandcable.com/p/voltage-drop-calculator.html
  24. 24. 24 Lämmityslaitteet Artikkelin lämmityslaitteet eivät ole samantehoisia, joten niiden tehot on interpolotu 3,0 kW:iin. Alla olevasta vertailutaulukosta huomataan että lämmityslaitteiden virrankulutuksissa on melko suuria eroja. Tässä esitelmässä ei kuitenkaan ole tarkoitus selvittää laitteiden teknillisten ratkaisujen eroja, vaan laitteiden sähkön kulutus samalla lämmitysteholla. Kuvan tiedot on poimittu suoraan valmistajien esitteistä ja nettisivuilta. Jääkaapit Kotona jääkaappi ei yleensä tuota ongelmia, sähköä on riittävästi saatavilla ja tilaakin riittämiin. Veneessä tilanne on aivan toinen. Sähköä on rajallisesti käytettävissä ja tilaa ei ole juuri lainkaan. Jääkaappi on kuitenkin tänä päivänä ”pakollien laite”, kun vanhanajan kylmäpaikka - pilssikin on liian lämmin, ainakin keskikesällä. Jääkaappeja on periaatteessa kolme toisistaan teknillisesti toisistaan poikkeavaa: kompressori-, peltierelementti- ja kaasujääkaappi. Ktso kuvaa sivu 24. Peltier elementti Vasemmanpuoleiset kuvat liittyvät Peltierelementin toimintaan. Kun peltierelementti on puolijohedekide. Kun kiteeseen johdetaan sähköä, elementin toinen puoli lämpiää ja toinen puoli jäähtyy. Kylmää puoli sijoitetaan jääkaappiin ja ulkopuolelle jäävä lämmin sivu jäähdytetään. Tällä tavalla siirretään lämpö pois kaapin sisältä. Elementtiä voisi myös käyttä päinvaistaiseen suuntaan, niin saadaan lämpökaappi. Joissakin kannettavissa kylmäbokseissä on kytkin, jolla voi tehdä boksista joko kylmä- tai kuumaboksi. Peltier elementtikaapit ovat rakenteeltaan yksinkertaisia, huoltovapaita. Ne ovat suhteellisen edullsisa ja pitkäikäisiä. Niiden huono puoli on huono hyötysuhde. Danfossin mukaan Peltier elementtiset kaapit kuluttava n. kolme kertaa enemmän sähköä kuin kompressorikaapit. Peltier elementti sopii parhaiten kannettaviin ja siirrettäviin kylmäbokseihin ja paikkoihin jossa sähkön saanti ei ole ongelma.
  25. 25. 25 Kompressori jääkaappi Kompressorijääkaappi on kaikille tuttu, onhan se jokaisessa kodissa heikosti ajoittain huristen kylmää tekemässä. Kotikaapit ovat yleensä edestä avattavia. Edestä avattavassa jääkaapin sisältö näkee heti kun oven avaa. Venekäyttöön kompressorijääkaappeja tehdän sekä edestä avattavalla ovella että arkkumallisia. Edestä avattavat ovat yleensä ”käyttövalmiina”. Jotta saataisiin mahdollisimman suuret sisätilat joudutaan yleensä tekemään kompromissi eristeissä. Silloin lämpähukka on suurempi, joka tarkoittaa suurempi sähkönkulutus. Myös tällaisissa jääkapeissa unohdetaan jäähdytysilman saanti lauhdittemeen. Kotijääkaapeissa lauhdutin (jäähdytin) on iso verkkomainen ritilä jääkaapin takana. Veneessä ei ole tilaa tällaiseen. Sen taki venejääkaapeissa on käytössä kolme erilaista ratkaisua. 1. Kennomainen lauhdutin, jota jäähdyttää tuuletiin. Tuulettimelle hyvä jäähdytysilman saanti. Monessa veneessä kuitenki tuuletin ja lauhdutin on rakennettu sisään kaappimaisiin tiloihin, jossa jäähdyttävää ilmanvaihtoa ei tule riittävävästi. Näin lauhduttimen jäähdyttävä ilma kiertää omassa ”liemessä”. Tästä syystä tuuletin joutuu käymään pidempiä, hyötysuhde huononee ja sähkökulutus kasvaa. 2. Lauhdin jäähdytetään merivedellä. Pieni pumppu kierrättää kylmää merivettä lauhduttimeen. Hyvä ratkaisu. Pumppu kuitenkin kuluttaa hieman ylimääräistä sähköä. 3. Lauhdutin on rakennettu suoraan meriveteen läpiviennissä kupirkierrukkana. Tämä rakennetaan yleensä tiskialtaan läpivientiin. Kuvan oikea alakulma näyttä sen rakennetta. Sähkö kulutuksen kannalta paras ratkaisu. Arkku tai edestä avattava jääkaappi Alla olevassa kuvassa on pari esimerkkiä molemmista tyypeistä. Nämä tiedot on otettu suoraan valmistajien verkkosivuilta tai esitteistä. Kaikien jää- ja pakastekaappien tärkein komponentti on eristeen laatu ja paksuus. Edestä avatta jääkaappi on mukavampi käyttää. Kun oven avaa näkee heti mitä kaapissa on. Sen haittapuolista mainittakoon että seinämien eristepaksuudet ovat usein riittämättömiä sähkönkulutuksen näkökulmasta – sitä parempi ja paksumpi eriste sitä vähemmän sähköä kuluu. Kun oven avaa kaapissa oleva kylmä ilma valuu lattialle ja sisään virta ympäristölämpöistä ilmaa. Ovet tiivisteet voivat vuotaa jne.
  26. 26. 26 Arkkumallinen ylhältä avautuva jääkaappi on yleensä tuttu pakastearkuista. Totuus on että kylmä ilma ei nouse ylöspäin. Kauppojen pakasterkkujen liukukannet ovat pääosin pölyesteenä, vaikkakin myös jonkunverran ettei kaupan liikkuva lämminilma pääse arkkujen sisään. Eristeiden laatu ja paksuus on näissäkin se kriittisiin komponentti. Arkkumalliset jääkaapit kuluttavat yleensä vähemmän sähköä kuin edestä avautuvat. Niiden huono puoli on että tavarat joudutaan pakkaamaan päällekkäin oleviin koreihin, joka tietenkin vaikeuttaa näkemästä mitä kaapissa on. Toinen huono puoli on että jos tarvitaan jotain alemmista koreista, täytyy päällimäisen nostaa pois, jolloin ne joutuu lämpimän ilman vaikutukseen. Pulloille ei yleensä löydy kunnon tilaa jne. Alla olevista kuviasta voidaan verrata sähkönkulutuksen eroja samoille litrakokoisille kaapeille. Veneen valaistus Veneissä on usein monta valaistuspistettä. Alla olevassa kuvassa näkyy itse-suunnittelemani 35 jalkaisen moottoriveneen valaistuspisteet. Kuvassa oleva taulukko kertoo sähkönkulutuksen kun kaikki lamput on kytketty päälle. Jokainen voi itse laske oman sähkökulutksen jakamalla lampun tehoarvo jännitteellä esim. 10 W / 12 V = 0,83 A. Kun virta kerrotaan käyttöajalla saadaan kulutus Ah. 0,83 x 5 tuntia = 4,1 Ah. Kun sitten ynnätään kaikka valot saadaan esimerkiksi vuorokauden aikana saadaan kokonaiskulut Ah:na. Näin voidaan arvioda kuinka paljon on akussa varauksesta kulutettu ja myös kuinka paljon akussa on jäljellä varausta. Kuitenkin on tässä arvioinnissa oltava varovainen, koska akun kapasiteetti pienenee akun vanhetessa. Yleensä voidaan sanoa että LED valo kuluttaa sähkö vain neljänneksen hehkulamppuun nähden.
  27. 27. 27 Monessa veneessä käytetään pentterin ja WC valona loisteputkia. Näiden virrankulutus selvästi pienempi kuin hehkulamppu, mutta hieman LED valoa suurempi.
  28. 28. 28 Kutsumaton sähkö – ukkosen salama Maissa ukkosensuojaus on luonnollinen asia, mutta veneilyssä ukkosensuojaus on harvoin huomioitu. Ilmatieteenlaitos on toimittanut hienon ukkosenoppaan veneililjöille. Alla muutama kuva oppaan sivuista. Samoin on Kari Vierinen, AMK Metropolia / Siuntion Venekerho, on kirjoittanut hyvän oppaan samasta aiheesta. Molempia kannataa ehdottomasti lukea. Ukkosen salama pyrkii aina liikkumaan suorinta reittiä. Sen takia se yleensä hypää ukkosenjohtimen jyrkässä mutkassa pois ja siirtyy lyhintä reittiä maahan. Yleensä lasketaan että ukkosenjohtimien mutkalla pitää olla vähintään 40 cm säde. Lasikuitu- ja puuveneet vaatisivat rakennusvaiheessa sisäänrakennetun ukkosensuojan. Alla oleva kuva näyttää kunnollisen sisäänrakennetun ukkosensuojauksen periaate. Paksu kuparikisko keskellä veneen pohjaa pitkin ja hyvin kölipulteihin liitetty keräilijätanko. Jokasesta vantin, staagin ja kaidetolpasta oma maadoitusjohto viety keräilijätankoon. Myös masto kuuluu maadoittaa keräilytangon kautta köliin. Jos masto seisoo kannella paksulla se on liitettävä köliin yli 80 mm2 akkukaapelilla ja suorinta mahdollista reittiä. Jos masto seisoo kölillä on varmistettava että sillä on galvaaninen yhteys keräilijätankoon. Näin rakennettu vene edustaa harvaverkkoista ”Faradyn häkkiä”. Parhan ukkosensuojaukseen edustaa kuitenkin metallirakenteinen vene. Tämä tarkoitta että myös kansi ja kansirakennelmat ovat metallista tehtyjä. Avovene on arka ukkoselle, oli se sitten muovinen tai metallinen. Metallivene ei kuitenkaan anna 100 % suojaa, jos esimerkiksi tutkan, kansi- ja kulkuvalojen ym. johdot suojaamattomina veneen ulkopuolella. Ja hyvälläkin suojauksella ukkonen voi edelleen edetä veneen sisälle rikkoen kaikkia elektroniikkalaitteita. On siis varauduttava myös siihen että navigointivarusteet ja taidot ovat sitä tasoa kun ei elektroniisia laitteita olisi. Tämä tarkoittaa että paperikartta- ja kompassinavigointitaidot on olemassa..
  29. 29. 29 Ukkosen suojauksen hätäratkaisu Jos veneeseen ole aluperin sisäänrakennettu ukkosensuojaus, veneilijä voi rakentaa alla olevien Ilmatieteenlaitoksen ja Kari Vierisen oppaan mukaisen avustavan suojauksen. Se ei ole läheskään yhtä hyvä kuin oikea, mutta paljon parempi kun ei mikään suojaus. Alla olevista kuvista voi nähdä että salaman iskiessä veneeseen, veneestä yleensä tulee vettä vuotava seula
  30. 30. 30 Alla olevasta kuvasta keltaisella merkityt ovat salamaa veteen johtavat osat. Muut kuvat olla on Kari Vierisen oppaasta, joita hän on saanut Leevene Oy:ltä
  31. 31. 31 Jos ei tässä oppaassa olevat tiedot kerro riittävästi veneen sähköjärjestelmistän niin on vielä olemassa tie takaisin kuten Stena Rederi alla olevassa kuvassa kertoo. Ei sähköä, vaan tuulta, vene ja purjeita sekä into purjehtimaan
  32. 32. 32 Veneen sähkötöistä löytyy netissä aika monta artikkelia Alla muutamia linkkejä: http://www.suomenlahdenpuuveneilijat.fi/PDF/johdatus_sahkoistykseen.pdf http://www.stek.fi/html/sahko_ja_vene/1_magazine.pdf http://publications.theseus.fi/bitstream/handle/10024/38915/Leander_Tommi.pdf?sequence=1 http://theseus17-kk.lib.helsinki.fi/handle/10024/38915 http://www.sytalisman.fi/?page_id=424 http://www.limic.fi/pp/html/vene/vsahko.htm http://www.innoset.fi/venesahko.php Ja ukkosesta: http://www.tukes.fi/tiedostot/sahko_ja_hissit/faq/ukkossuojaus.pdf http://ilmatieteenlaitos.fi/salama-ja-ukkonen http://ilmatieteenlaitos.fi/suojautuminen-salamalta http://ilmatieteenlaitos.fi/perustietoa-ukkosesta http://users.evtek.fi/~karisv/ukkonen/ukkon2000.htm Ukkonen_ja_veneilija_120424_Makela_Tuomo.pdf Veneen kaapelointi http://www.energymatters.com.au/climate-data/cable-sizing-calculator.php http://www.bulkwire.com/wireresistance.asp http://www.marinewireandcable.com/p/voltage-drop-calculator.html

×