Akumulator

 W regulaminie regat Setką przez Atlantyk jest zapis, że ogólnie akumulatory litowe nie są dozwolone, jednak dopuszcza się akumulatory typu LiFePO4, ale tylko wtedy, gdy udowodni się ich bezpieczeństwo. I słusznie — ostatnie czego bym sobie życzył na oceanie, to spalić łódkę. Poniżej opisuję, dlaczego w moim przypadku akumulator WattCycle LiFePO4 100 Ah nie stanowi żadnego zagrożenia – ani sam w sobie, ani w warunkach pracy na jachcie Falka.

Czy akumulator litowy może być bezpieczny? Tak – jeśli jest poprawnie wykonany i pracuje w dobrze wykonanej instalacji. Zacznijmy od opisu samego akumulatora.

Jest to akumulator marki WattCycle LiFePO4 12 V 100 Ah Mini Smart. Jak można wywnioskować już po samej nazwie, jest to akumulator oparty na chemii litowo-żelazowo-fosforanowej, o napięciu znamionowym 12V i pojemności 100Ah. Cechują go niewielkie gabaryty i posiada BMS, z którym można połączyć się za pomocą smartfonu przez bluetooth, kontrolować i ustawiać za jego pomocą parametry pracy. LiFePO4 jest najbezpieczniejszą spośród wszystkich litowych technologii. W przeciwieństwie do innych litowych akumulatorów, ogniwa LiFePO4 nie zapalają się nawet po przebiciu i pozostają stabilne termicznie do ok. 600 °C.

W środku znajdują się cztery ogniwa klasy A producenta Great Power – to ta sama klasa, której używa się w magazynach energii i samochodach elektrycznych. W niezależnych testach opublikowanych na różnych kanałach YouTube (https://www.youtube.com/watch?v=Ta1qDr8xgCQ, https://www.youtube.com/watch?v=LcEVxieQ4vQ i sporo więcej), widać wysoki poziom jakości wykonania:

• ogniwa ułożone i ściśnięte w solidnej ramie,

• miedziane szyny prądowe i grube przewody w izolacji 200 °C,

• czyste, przemysłowe wykonanie,

• realną pojemność 104–105 Ah, czyli nawet powyżej deklaracji producenta.

• prawidłowe działanie zabezpieczeń w BMS-ie, czyli ograniczenie prądu ładowania, rozładowania, ochronę ogniw przed zbyt wysoką i niską temperaturą itp.

W żadnym z testów nie stwierdzono przegrzewania ani awarii. Producent deklaruje zgodność z normami UN 38.3, CE, RoHS, MSDS oraz obudowę o klasie szczelności IP65.

Nawet posiadając najlepszy akumulator można stworzyć zagrożenie poprzez złą instalację, dlatego do elektryki na Falce podszedłem z tą samą starannością, z jaką budowałem sam jacht.

Akumulator siedzi w bakiście, ściągnięty pasami transportowymi do stalowych uchwytów – nie ma prawa się ruszyć nawet przy wywrotce.

Na dodatnim przewodzie, tuż przy klemie, znajduje się bezpiecznik 40 A – zgodnie z tabelą obciążalności dla przewodu 6 mm², który idzie od akumulatora do wyłącznika głównego (widać go na zdjęciu). W praktyce oznacza to, że zanim BMS zdąży w ogóle zareagować, prąd zostanie fizycznie odcięty przez bezpiecznik. Wszystkie złącza są zaciśnięte na prasie i zabezpieczone termokurczkami. Cała instalacja jest wykonana na komponentach Victron, a połączenia mają minimalne spadki napięcia. Takie rozwiązanie eliminuje ryzyko pożaru przy ewentualnym zwarciu. Jeśli jednak do zwarcia by doszło, krótkotrwale popłynie prąd ok. 110A, po czym BMS odetnie napięcie na klemach. To dodatkowe zabezpieczenie, którego nie ma w przypadku akumulatorów kwasowych. Jak zewrze się bieguny akumulatora AGM, to prąd popłynie solidny, bez żadnych zachamowań. Izolacja na kablach momentalnie się stopi, same przewody rozgrzeją się do czerwoności i mamy pożar. Dlatego też wg statystyk ogromna większość pożarów jachtów jest spowodowana przez niepoprawnie wykonaną instalację lub zwarcie w instalacji na odcinku przed głównym bezpiecznikiem. Obecność BMSa, który jest zabudowany wewnątrz akumulatora znacząco ogranicza to ryzyko.

Cała instalacja jachtowa pobiera maksymalnie około 5 A, a panel słoneczny 50 W daje około 3,5 A. Stacjonarna ładowarka – 20 A, ale ona nie jest podpięta trwale do instalacji jachtu. Więc jeśli włączę wszystkie urządzenia jakie mam na jachcie, w tym ładowarki do laptopa i telefonu, to będzie to dwadzieścia razy mniej prądu niż możliwości akumulatora, którego BMS dopuszcza 100 A w pracy ciągłej.

W testach na Bałtyku, gdy urządzenia pracowały w normalnym trybie, prądy wynosiły realnie 1–2 A. Oznacza to, że akumulator na Falce pracuje praktycznie w trybie spoczynku. Nie ma przeciążenia ani nagrzewania. W tych warunkach żywotność ogniw liczona jest w tysiącach cykli, a ryzyko awarii spowodowanej za dużym obciążeniem praktycznie zerowe.