ajax loader

על מצברים ומטענים
מאת : אלכס פסקו
כתבה טכנית על מצברים ואלטרנאטורים, כתובה מנקודת מבט של שייטים, שיש דמיון בין הדרישות שלהם מהמצברים לבין הג’יפאים.

מאמר טכני מצויין זה נכתב על ידי אלכס פסקו ופורסם באתר אופק יאכטות.

וראשית המצבר…
מצבר דומה למיכל דלק ; תקפיד שיהיה תמיד מלא ,ומערכת החשמל תפעל ללא בעיה . אם תיתן לו להתרוקן הכול נעצר. רובנו לא מתעניינים איך בנוי המצבר או מה השוני בין הסוגים השונים ,רק שיעבוד וימלא את תפקידו. אך זאת לדעת , 99.8% מכל המצברים 12 וולט המיוצרים ,מיועדים לכלי רכב , כאשר הדרישה מהם היא לתת ‘מכת’ זרם של חצי שיניה מספר פעמים ביום , אחריו הם זוכים לטעינה מיידית ומתמשכת.

מצבר בסירת מפרש אינו זוכה לטיפול ‘מלכותי’ זה . הוא נדרש לספק את צרכי החשמל בסירה בהפלגה לפרקי זמן של 24-48 שעות , והיינו רוצים שטעינתו חזרה תתבצע בהפעלת מנוע לזמן קצר.’טיפול’ כזה יהרוג מצבר של מכונית בפרק זמן קצר. האמת היא שאף מצבר לא יענה לדרישות אידיאליות אלה , אך יש כאלה שמתאימים הרבה יותר ממצבר המכונית המצוי , ועל כך נפרט בהמשך.
ראשית , התווית “מצבר ימי” או heavy duty אינו ערובה להתאמה כזו. לעתים כל ההבדל הוא בידיות אחיזה ואריזה מחוזקת חיצונית , ואגב ,זה בהחלט יספיק למצבר התנעה של כלי שייט מנועי ,שתכונותיו דומות למצבר מכונית.
אך העניין שלנו העיקרי כאן במצבר ‘צרכנים’ ( house battery ) ,האמור להפעיל ציוד ומכשירים בסירה לפרקי זמן ממושכים כשהמנוע, והאלטרנטור הטוען, אינם פועלים (ובג’יפ כאמור, אמור להפעיל את המקרר ותאורת החניון במשך הלילה – המערכת).
לא אכנס כרגע לפירוט הטכני והכימי מעמיק של כל פעולת המצבר הרגיל .אזכיר בקצרה מספר עקרונות , בתקווה שזה מספיק להבנה, אך לא מפורט מדי כדי לסבך את הקורא. מצבר חומצה נוזלית מורכב ממספר ‘תאים’ , כל תא מפיק מתח של 2.1 וולט (ובסך הכול 12.6 וולט – 6 תאים למצבר טעון).התא בנוי עקרונית מלוחות עם תצורת רשת ,לרוב שטוחים ומלבניים, המסודרים חיובי ( בהקשר למטען החשמלי) ושלילי’ לסירוגין וביניהן לוחות הפרדה. לוחות אלה טבולים בתמיסה נוזלית המורכבת מחומצה גופריתנית ומים (זהו ה”אלקטרוליט”) . כל לוח טעון חשמלית ‘חיובית’ או ‘שלילית’ בהתאם לחומר הכימי ( על בסיס עופרת) הנמצא עליו . ‘עבודת’ המצבר בצריכה נוצרת על ידי תגובה כימית בין הנוזל לפני הלוח, תוך פירוק החומצה ושינויים כימיים אחרים, ביניהם יצירת חומר חדש, סולפט, על פני הלוחות . ככל שנמשך תהליך זה הפרש הפוטנציאל החשמלי בין הלוחות קטן, תוך כדי הקטנת כמות החומצה בתמיסה והקטנת כמות החומר ‘הפעיל’ על הלוחות המתכסים בהדרגה בסולפט . אם ימשך התהליך ללא הפסק , יהפכו שתי הלוחות לזהות חשמלית , עתה בציפוי סולפט בלבד וללא חומר פעיל גלוי.
לחילופין ,הפעלת גורם טעינה (מתח חשמלי מתאים) בין הקטבים תהפוך את התהליך הכימי חזרה ( בתנאי שהמצבר לא התרוקן יותר מידי ), והלוחות יחזרו להיות שונים ופעילים תוך יצירה חזרה של החומצה . יש בתהליך זה שלבי ביניים ותוצרים כימים נוספים , וכן מרכיבים פיזיים נוספים במבנה המצבר אותם לא הזכרתי למען פשטות ההסבר. כעת נזכיר סוגי מצברים שונים , ההבדלים ביניהם והתאמתם לצרכים שלנו.

מצבר התנעה Starting battery
זהו מצבר חומצה נוזלית מהסוג שתואר בעל לוחות דקים יחסית, עם מרקם ‘ספוגי’ וצפיפות נמוכה, כולן תכונות המאפשרות חשיפה ושטח מגע מקסימאלי ומידי בין משטחי הלוח לנוזל המצבר, וכפועל יוצא כמות זרם רבה בזמן קצר (וזו בדיוק הדרישה ממצברי התנעה , בסירה או מכונית). לצורך חיזוק מבני של החומר על הלוחות ,מוסיפים לעופרת חומר נוסף, דבר הגורם ליצירת זרם פנימי חלש בין שתי המתכות השונות, ובפועל תהליך תמידי של פריקה עצמית, העלול להגיע ,במזג אויר קיצי חם ל 1% 0.5%- מקיבולת המצבר ביום (!).
מצבר זה אינו מתאים לפריקה עמוקה (המוגדרת פריקה של כ- 50% מהקיבולת , הנמדדת באמפר-שעה, Amp/Hour). 20-30 מחזורים של פריקה עמוקה עלולים לסיים את חייו. אם השימוש בסירה הוא לעתים רחוקות, הפריקה העצמית במנוחה’ תגרום לקיצור דרסטי בחיי המצבר גם ללא שימוש במצבר. על כן הוא אינו אידיאלי לשימוש כמצבר house בכלי שייט.

לכל המצברים מסוג זה מגבלות שרצוי להכיר, לשימוש נכון יותר ולהארכת חיי המצבר:

1. עקב צפיפותם השונה של המרכיבים הפעילים (עופרת ,עופרת דו-חמצנית ועופרת גופריתית-סולפט) תהליך הפיכתם מחומר אחד לאחר תוך כדי פעילותו הכימית של המצבר גורם ללוחות להתכווץ ולהתפשט, וחתיכות חומר פעיל שלהן נפרדות מהלוחות ונושרות לתחתית המצבר (shedding). דבר זה הקורה מעט בכל מחזור פעילות, מפחית לאט אך בהתמדה את קיבולת המצבר. במידה שמפלס פני משקעים אלה בתוך המצבר יעלה , הדבר עלול ‘לקצר’ בין הלוחות ולגרום לסיום חייו הרשמי של המצבר.
2. השארת המצבר לא טעון גורמת לסולפט, חומר רך ביסודו הנוצר על הלוח בתהליך הפריקה, להתקשות, בתהליך הקרוי סולפציה (sulfation) באם המצבר לא נטען חזרה ונשאר מרוקן אפילו חלקית. החומר המוקשה לא יוכל ( או יתקשה) להתפרק חזרה למרכיביו בתהליך הטעינה וחלק מקיבולת המצבר תלך לאיבוד. טעינתו מחדש, אפילו בזרם חלש, ימנע תופעה זו , ועל כן אין להשאיר מצבר מסוג זה מרוקן אפילו לא חלקית בסיום עבודתו.
3 .מגבלה אחרת קשורה לתהליך הטעינה. באם זו נעשית בזרם חזק, חלק ממולקולות המימן והחמצן מפירוק המים שבתמיסה משתחררות כגז. לפעילות זו (gassing) יש גם צד חיובי בכך שתנועת בועות אלה מערבבת את החומר הנוזלי ,( הנוטה ללא תנועה זו לשקוע בשכבות ), דבר המגדיל ומרענן את יכולת פעילות התא במצבר. מאידך פעילות לא מבוקרת זו יכולה להוריד את כמות הנוזל לרמה בה חלק מהלוחות אינו מכוסה בנוזל ,דבר שיביא לקיצור דרסטי באורך חייו של המצבר. על כן יש להשגיח על מפלס הנוזל ,ובמיוחד במצב של טעינה חזקה או פריקה חזקה של המצבר ולהוסיף נוזל בהתאם. תכונות ומגבלות אלה משותפת לכל סוגי מצברי החומצה נוזלית ולא רק למצבר התנעה.
מצבר ללא טיפול Low maintanence או Maintanence free

בעיקרון זהו מצבר רגיל מהסוג שתואר קודם אך סגור באריזה אטומה ללא פתח מילוי למים אך עם תוספת יתר של נוזל למקרה ויהיה אובדן מים תוך כדי שימוש. למצבר זה שסתום לפריקת לחץ במקרה של טעינת יתר. אם נזהרים לא להפעיל טעינה חזקה מדי ,אלא רק ברמה של אלטרנאטור במכונית( בו הטעינה המכוונת ל – 13.8 V ),אין סכנה לתופעת gassing.
אך בשימוש בסירה ,חיי מצבר כזה יהיו קצרים , באשר טעינה של מצברי סירה יעשה לרוב במתח גבוה יותר (14-14.4 V ) המיועד למצברי ‘צרכנים’ גדולים ואשר יגרמו לאובדן מהיר של נוזל המצבר , ללא יכולת למלא את החסר. על כן , כמצבר house , הוא מתאים אף פחות מהסוג הקודם.

מצברי ‘פריקה עמוקה’Deep Cycle Battery

גם מצבר זה שייך למשפחת המצברים בעלי חומצה נוזלית, למרות שיש המייחסים תכונה זו גם למצברים מסוגים אחרים. מצברים אלה יכולים בהגדרה לעמוד בפריקה עמוקה, של 50% מהקיבולת באמפרים/שעה, ולעשות זאת פעמים רבות ללא נזק. מצבר מסוג זה יעשה מעל 700 מחזורי פריקה/טעינה והטובים שבהם אף 2500. בחלקם הם מיועדים לעגלות גולף ( ועל כן חלקם בעלי מתח 6 וולט בלבד) מלגזות , וכלים חשמליים גדולים אחרים , אך גם מהווים פתרון מצוין למצברי house לסירה, בתנאי שיזכו לתחזוקה וטעינה מסודרת.
יכולתם זו נובעת מכמה שינויים מבניים , העיקריים שבהם בלוחות: הם עבים יותר ובעלי צפיפות גדולה יותר (ספוגיים פחות), ועל כן בעלי יותר חומר פעיל ועמידים יותר לאורך זמן בתהליך הכימי של פריקה וטעינה. כמו כן המבנה והמרכיבים שלהם, פנימיים וחיצוניים, עמידים וחזקים יותר. הם גם כבדים יותר, ובעניין זה יש כלל ברזל: ככל שמצבר יותר כבד ( בהשוואה לאחר באותה קיבולת) כך הוא יספק יותר מחזורי פריקה/טעינה.
מאידך, מבנה לוחות זה גורם לכך שמצבר כזה אינו יכול לספק את אותה כמות זרם חזקה כמו מצבר התנעה רגיל באותו גודל, ותהליך הטעינה עשויי להיות מעט ארוך יותר עד להשלמתו. אך צרכן הסירה לא צריך לרוב זרם גדול מ 8-10 אמפר, וגם ב 20-30 אמפר אין בכך מגבלה.
מניסיון אישי אומר שאותי שימשו מצברים מסוג זה ללא תקלות ובעיות גם כמצברי – house וגם כ – starting בסירתי הקודמת. כשמכרתי אותה לאחר 7 שנים , היא עדיין הייתה מצוידת במצברים (האמריקאים) הראשונים במצב טוב. שעלו אז ,וגם היום (בארה”ב) פחות מ 200$ למצבר 220 Amp/Hour. הם אינם רגישים לטעינה במתח גבוה יחסית (14.4 V 14.6 V ),ולהפך אם אפשר , רצוי להפעיל ‘טעינה בריאה’ (של 15.5 V בזרם קטן) פעם בכמה עשרות מחזורים לרענון החומרים הפעילים בתוכו .
כאן המקום להערה כואבת: עקב הגנת התוצרת המקומית והטלת מיסוי גבוה מאד על מצברים מיבוא (בנוסף לעלות ההובלה), אין לשייט הישראלי יכולת בחירה רבה בארץ בתחום מצברי Deep Cycle “אמיתיים” או באופן כללי מצברים ייחודיים לצרכיו (שלא להתנעה), והמעטים המיובאים לארץ ,מחירם אסטרונומי.

חשוב לדעת שבתווך, בין מצבר רכב פשוט לבין מצבר ‘פריקה עמוקה’ איכותי ישנו מגוון רחב של מצברים בקבוצת המצברים הרטובים (עם נוזל). בחלקם יש שיפורים אמיתיים הבאים לענות על צרכים ייחודיים ולשפר מגבלות , אם בתחום העמידות והחוזק של המבנה או של הלוחות ,ואם בחלקם בניסיון לשפר את יכולתם החשמלית (ושני הדברים בהחלט קשורים ביניהם). יש והשינוי משמעותי, במקרים אחרים השינוי זניח ומהווה מקדם שיווקי. הם זוכים לשמות שונים( heavy duty ,Leisure ,marine ,semi trucking , וכו’) .
למצבר ‘צרכנים’ ניתן להתעלם מנתון זרם ההתנעה (CCA-Cold Cranking Amps) המצביע על יכולת התנעה, ויש לבדוק-בנוסף להתאמתו על פי עוצמתו באמפר/שעה, את מספר מחזורי הפריקה/טעינה ב 50% מהקיבולת ( אף שחלקם מפרסמים זאת ל פריקה של 80% או 30% וצריך להעריך לפי זה).
העדר נתון מספר מחזורי פריקה בפרסום מראה שהוא אינו מצבר deep cycle אמיתי, אף שלצרכים מוגבלים, תוך הקפדה מתמדת על המגבלות וטעינה מתאימה,מצבר איכותי מהרשימה הנ”ל יכול לתת 2-4 שנים של ‘אורך חיים’.
מצברי ג’ל Gell
זהו מצבר הפועל על עקרון זהה , אלא שהאלקטרוליט בתוכו אינו נוזל אלא דמוי ג’לי. הלוחות מצופים חומר זה ,ויחד עם לוחות ההפרדה הם צמודים יחדיו כמו סנדוויץ’ דחוס. בהיותו מוצק למחצה אין לאלקטרוליט יכולת חדירה ללוחות כמו לנוזל, ועל כן הלוחות דקים יותר והחומר עליהן פחות צפוף. היות ומבנה הסנדוויץ’ מצטיין בחוזק פנימי, אין בלוחות אלה חומר מתכתי נוסף לחיזוקם (כמו במצברים עם נוזל) ועל כן אין כמעט במצבר זה פריקה עצמית, מקסימום 0.1% ליום . זה אומר שניתן להשאיר מצבר כזה ללא שימוש במשך שבועות רבים וחודשים ללא נזק למצבר.
המצבר אטום (אך גם ללא יכולת הוספת חומר), ולשייט יש בכך מן החיוב באשר אין סכנה לדליפת חומצה (גם לג’יפאי בשיפועי צד, מעלות והתהפכות קטנה מדי פעם – המערכת). ניתן להציבו בכל תנוחה (אך לא הפוך לחלוטין), ואין תופעת gassing של גזים מסוכנים המחייבים אוורור טוב של תא המצברים. בדומה למצבר סטרטר הוא נותן זרם רב , דבר המייעד אותו בעיקר להתנעה או לצרכן חזק במיוחד, כמו כננת עוגן חשמלית למשל (או כננת חילוץ של הג’יפ – המערכת).
כמצבר house הוא טוב הרבה יותר ממצבר ‘רגיל’ , ויכול לספק עד 500 מחזורי פריקה עמוקה ,אך עדיין רק 1/3 עד 1/4 ממצבר Deep Cycle אמיתי.
מגבלתו המרכזית היא חוסר עמידותו בטעינת יתר. שלא כמו כל המצברים שהוזכרו קודם, מתח טעינה מעל 14.1 V יגרום למצבר זה gassing, ובלא יכולת השלמת אלקטרוליט יגרם למצבר נזק בלתי הפיך. בספרות מציינים שרוב מצברי הג’ל בסירות סיימו את חייהם מסיבה זו.

מצברי AGM – Absorbed Glass Mat

מצברים אלה הם וריאציה מתקדמת ומשופרת של מצברי הג’ל וזוכים להצלחה בשנים אחרונות כמחליפים של אלה. כאן האלקטרוליט נספג בתהליך יצורו אל תוך לוחות סיבי זכוכית, במבנה הפנימי של ‘סנדוויץ דחוס’ ,מוצק לחלוטין. הוא נחשב יעיל ועמיד יותר ממצברי ג’ל. גם הוא אטום ( אך בעל שסתומי שחרור לחץ בחירום) וניתן להציבו בכל תנוחה ללא סכנה דליפה נוזלים או גזים רעילים, ובעל פריקה עצמית קטנה מאד . בדומה למצבר ג’ל גם הוא רגיש -אם כי פחות-לטעינת יתר/מתח גבוה, העלולה לקצר את חייו. יש כאלה שבמקום לוחות שטוחים יש להם לוח ספיראלי-מעגלי ( בדומה לסרט מדבק) והוא נחשב בעל נצילות נפח טובה יותר. למרות התאמתו העיקרית להתנעה , יש חברות שטוענות לשיפורים שביצעו בו להתאמה טובה יותר למצבר house, ובכל מקרה הוא מתאים לכך הרבה יותר ממצבר התנעה עם נוזל.
לסיכום מספר נקודות חשובות:

1. כל מצבר זקוק לתשומת לב , מי יותר ומי פחות , וכולם זקוקים בעיקר למשטר טעינה ופריקה נכונים ומבוקרים( ועל כך בהמשך) בהתאם לסוגם וגודלם.
2. בגלל ההבדל הקטן במתח בין מצבר ריק לחלוטין (11.8V ) למצבר מלא לגמרי ( 12.6V ), שעוני בקרת מתח אנלוגיים( מחט ) אינם מדויקים מספיק, ורצוי להצטייד בשעונים דיגיטאליים.
לבקרה מדויקת ואמיתית , רצוי להשתמש במכשיר משוכלל יותר ,המראה לא רק מתח ( VOLT ) , אלא גם צריכת זרם עכשווית ( AMP ) וצריכה מצטברת ( Amp/hour ), וכן מראה בכל רגע כמה Amp/Hour ‘חסרים’ עד למילוי המצבר, הכול בשעון דיגיטלי אחד. נתון אחרון זה חשוב לשמירת בריאותו של המצבר ע”י מניעה של טעינת יתר או תת טעינה. מכשירים אלה הפכו בשנים אחרונות פופולאריים בכלי שייט למרות מחירם גבוה ( מעל 150$ ).
3. יש לבחור את עוצמתם של המצברים בהתאם לצריכה. המקובל בממוצע ל- CRUISING ‘רציני’, פי שתיים וחצי לפחות מהצריכה היומית באמפר/שעה (למצבר house ). השייט החופי שאינו מפליג יותר ממספר שעות בין טעינה לטעינה , יכול להסתפק בפחות.
4. מאידך , יש לבחור את עוצמת המצברים לא חזקה מדי ליכולת הטעינה הממוצעת של האלטרנאטור ו/או מטען חוף , כדי למנוע מצב של תת-טעינה מתמשך. כאן המספרים פחות מדויקים באשר זה תלוי בסוג המצבר ובמשטר הטעינה של האלטרנאטור ומטען החוף. ככלל אצבע, בשילוב של אלטרנאטור בעל רגולאטור ( ווסת מתח) רגיל ומצבר רטוב ממוצע ,האלטרנאטור צריך להיות בעל אמפרז’ של 25%-40% מקיבולת המצברים הנטענים יחדיו. בטעינת אלטרנאטור או מטען בעל וסת מתח משופר או ‘חכם’ ( מהסוג הקרוי ‘רב שלבי’ ) יכול להוריד זאת ל- 20%-30% באלטרנאטור ואף פחות למטען חוף ‘רב שלבי’. מצברים יבשים ( ללא נוזל ) יכולים ‘לספוג’ יותר זרם בטעינה יחסית לרטובים , ויטענו מהר יותר.
5. יש להקפיד בחיבור חשמלי נכון וחזק, גם בחיבורים וגם לכבלים (כבלים מסוג רב-גידי ורצוי מצופים בדיל למניעת קורוזיה במשך השנים). חיבורי החשמל צריכים להיות מכוסים למניעת מגע ביניהם , וסכנת קצר.
6. יש להציבם במקום ללא סכנת רטיבות, במקום מאוורר ( למצברים רטובים).
7. חייבים לקבע ולעגן אותם היטב , שלא יזוזו בטלטולי כלי השייט, הרבים יותר מהמקובל ברכב (אך לא ברכב שטח… – המערכת)

8. אין לערבב מצברים מסוג שונה באשר כל סוג זקוק לטעינה במשטר, ולעתים אף מתח, שונה. בערבוב כזה תמיד יהיה אחד מהם שיזכה לטעינת יתר או תת-טעינה.
9. באם אפשר, רצוי שאף עוצמתם תהיה באותו סדר גודל (לפחות אלה המשמשים ל – house ), מסיבה דומה.
10. יש להרחיקם ממקור אפשרי של אש , חום או ניצוץ חשמלי .

ועכשיו נדבר על מטענים

נסקור את אמצעי הטעינה העיקריים למצברי הסירה – אלטרנאטור ומטען חוף. בלי להיכנס לפירוט טכני מעייף, אשתדל להעביר כאן מידע בסיסי על האפשרויות השונות ,תוך התמקדות בחידושים בנושא. נסקור כאן את האלטרנאטור תוך מיקוד השיפורים שבווסת החיצוני התלת שלבי ובאלטרנאטור הימי נתמקד בחידושים במטעני חוף (220 וולט). “השכלתי” בנידון כשייט חובב מבוססת על פרסומים (כולם באנגלית), ספרים טכניים שונים, מאמרים בנושא בירחוני שייט וניסיון אישי. אתכם הסליחה על העדר תרגום מדויק לעתים של ביטויים טכניים (מהנדס חשמל יכתוב זאת אולי בצורה מדויקת ומדעית יותר). חלק מהאמצעים החדישים המוזכרים אף יישמתי בסירותיי בהצלחה ניכרת. הדגש במאמר זה הוא על סירות מפרש. באשר לסירות מנוע (ורכב גלגלי – המערכת) המפעילות טעינת אלטרנאטור כל זמן הפלגתן, הבעיה קיימת אבל קטנה יותר.

האלטרנאטור , אמצעי הטעינה העצמי של המנוע , האמצעי הראשוני ביותר.
עשרות שנים היווה הגנראטור/אלטרנאטור vמשולב בווסת מתח פנימי (רגולאטור) מכני או אלקטרוני והמונע ברצועה ע”י המנוע את אמצעי הטעינה העצמית , ש”הושאל” ו”הושתל” בסירות ללא שינוי כמעט מתעשיית הרכב. רק ב- 10 – 15 שנה אחרונות נעשו במערכת זו שיפורים להתאמתה לצורכי החשמל הגדלים של כלי השייט. בתצורה הסטנדרטית צוידו( וזה עדיין תקף לסירות בנות עשור ומעלה) הסירות באלטרנאטורים בני 35-55 אמפר בהתאם לגודל המנוע, ובעלי וסת מתח של 13.8 וולט. בואו נבחן נתונים אלה,לאור הצרכים של סירה בימינו.
ראשית , ככלל אצבע, עוצמת האלטרנאטור ה”רגיל” צריכה להיות 25%-30% מסך המצברים הנטענים, מה שאומר התאמה מכסימלית למצבר 100-150 אמפר/שעה. בפועל לסירה המפליגה “רחוק” והמתרחקת ממטען חוף לימים ספורים,(קפריסין , תורכיה), רצוי, כדי לא לרוקן מצברים, שיהיו לה מצברים בעוצמה של פי 3 ואף פי 4 מהצריכה היומית .(הזכרתי במאמר קודם על מצברים שלא רצוי לרוקן מצבר רגיל אל מתחת ל60% מהקיבולת, כלומר שימוש ב 40% לפני טעינה מחדש, ושצריכה “ממוצעת” לסירה המפעילה מכשירים ,מקרר,תאורה,הגה אוטומטי וכולי היא כ- 60-70 אמפר/שעה ביום). על כן נדרש מצבר “צרכנים” של180-200 אמפר/שעה , בנוסף למצבר 65 אמפר/שעה ( בממוצע) להתנעה, סה”כ בסביבות 240-260 אמפר/שעה. בהחלט גבולי מאד מבחינת יכולת האלטרנאטור. או לא מספיק.
לזה יש להוסיף מספר מגבלות נוספות ,משמעותיות לא פחות:
1.חום גבוה בסביבת העבודה מורידים את יכולתו של האלטרנאטור ב15-25% ויש לבדוק באיזה חום מוגדרת יכולתו .( לצרכים שלנו ,הדרישה היא בסביבות 90 מעלות!!)
2 . יכולת הטעינה המכסימלית נמצאה בסיבובי מנוע ביניים ,ודאי לא בסיבובים נמוכים. יש להוסיף לכך שלמנוע דיזל לא בריא להפעילו בסיבובי סרק וללא עומס (גיר משולב) לפרקי זמן ממושכים ( להטענת מצברים בעגינה).
3. עקב מאפייני הוסת שהוזכר, עוצמתו התיאורטית של האלטרנאטור תבוא לידי ביטוי רק שהמצבר מרוקן למדי ,וככל שהוא מתמלא עוצמת הזרם יורדת דרסטית, ובפועל יהי קשה למלא את המצברים מעבר ל80-90% ,בפעולה “רגילה” של המנוע, מצב לא בריא למצברים.

לעניין זה נמצאו מספר פתרונות המיושמים כסטנדרט בסירות כיום:
1. העלאת מתח טעינה מ13.8 ל 14 וולט.
2. הגברת יכולת טעינה טובה גם בסל”ד נמוך יחסית.
3. הגדלת עוצמת האלטרנאטורים מ 35-55 בעבר ל 55-70 אמפר כיום . (למנועים בגודל “ממוצע” ,לסירות בסביבות 30-45 רגל).

ווסת טעינה רב שלבי

שיפורים אלה משמעותיים אבל… לא אופטימאליים. האמת היא שלמילוי יעיל (וכמעט) מושלם של מצברים בעלי אלקטרוליט נוזלי צריך מתח טעינה של 14.4 – 14.6 וולט , אך לזמן מוגבל. לאורך זמן מתח זה יגרום טעינת יתר ונזק למצבר . על כן מתח טעינה של 14 וולט –או 13.8 בעבר, הייתה “פשרה” בה אולי המצבר יתקשה להיטען במלאו אך גם לא יגרם לו נזק של טעינה יתר. במקביל יצאו לשוק מצברי ג’ל ובהמשך AGM ,מצברים בעלי תכונות טובות (ראה לעיל) אך הדורשים מתח טעינה נמוך יותר (14.1 לג’ל ומעט יותר לAGM ). בהמשך , לשמירת הטעינה המלאה ומתן תשובה לצרכנים “קטנים” ללא טעינת יתר, צריך לשמור על מתח 13.1-13.3 וולט ( לג’ל 13.7 וולט).
הפתרון הוא “וסת חיצוני רב שלבי”, כתוספת לאלטרנאטור. קופסה שחורה קטנה וחדישה ,הנשלטת מעבד דיגיטאלי ויודעת לטעון טעינה ראשונית חזקה בזרם חזק, עד להגעה למתח 14.4 וולט (שלב 1) , טעינה מבוקרת במתח זה לעוד פרק זמן הניתן לכיוון (שלב 2 ), ובהמשך לרדת במתח ל13.3-13.1 וולט (שלב 3 ). כיום ישנם מספר יצרנים המוכרים וסת חיצוני כזה , שיש בו לרוב שכלולים נוספים ויכולת התאמה שלהם ע”י הצרכן למצברים שונים (מצברי ג’ל וAGM דורשים כאמור מתח שונה) , אם בסוגם ואם בגודלם ואף לכוונם על פי מידת החום הסביבתי בתא המנוע ובתא המצברים.
וסתים אלו תואמים את רוב יצרני האלטרנאטורים הנמצאים כיום בשוק( אך רצוי לדעת מה המנוע/אלטרנאטור שיש לך כשאתה קונה אותם) , וברוב המקרים ניתנים להרכבה עצמית פשוטה של צרכן ע”פ שרטוט נילווה מפורט. ואם הוא מתקלקל , ניתן לחזור בשינוי חיבורים מהיר לווסת הפנימי המקורי שנישאר ב “Stand-By“. זהו פתרון “אלגנטי” , הדורש מעט שינויים אך נותן תמורה רבה:

1. ישפר את יכולת מילוי המצבר עד הסוף.
2. מניעת טעינת יתר או תת טעינה וכך יעריך את חיי המצבר.
3. יעשה זאת ב 30 – 50% מהזמן הנדרש בהפעלת אלטרנאטור עם וסת
מקורי פנימי .

החיסרון היחיד הוא כרגיל המחיר המתחיל ( בחו”ל) בסביבות 190 $ . אבל עדיין זהו שיפור “זול” יחסית לאמצעים אחרים. כמו כן יש לכוון את הוסת כך שהאלטרנאטור לא יעבוד במלוא עוצמתו (באמפר ) לאורך שעות ( למרות שהוא “מוגדר” לעבודה באמפרז’ מסוים, הוא לא מיועד באמת לעשות כך לאורך שעות רבות. לרוב ,מי שיבדוק במד-זרם , ייווכח שרמת הזרם יורדת כבר לאחר כ- 10 דקות באלטרנאטור רגיל, ובווסת רב שלבי 30-40 דקות. תלוי במצב המצבר). וסתים אלו מיוצרים לרוב ע”י אותם יצרנים שמייצרים מטענים רב שלביים ( המבוססים על ווסת דומה בפעולתו), וניתן למצוא אותם גם בארה”ב וגם באירופה. בארץ לא נתקלתי בהם בחנויות שייט, אך סביר שהם מיובאים על פי דרישה.
בשוק קיימים וסתים חיצוניים נוספים, דומים בטכנולוגיה וזולים יותר, אך אינם תלת או ארבע שלביים אלא דו שלביים, לעתים נקראים BOOSTER, והם פחות מומלצים, באשר בחלק מהמקרים הם עלולים להפעיל את האלטרנאטור או את המצבר בעומס גדול מידי.

אלטרנאטור ימי

אפשרות נוספת –יקרה ורדיקלית יותר- לשיפור הטעינה העצמית , היא החלפה “לאלטרנאטור ימי” . הוא מיועד למי שהגדיל את עוצמת המצברים ל250+ אמפר/שעה ו/או למי שמפעיל לאורך זמן צרכני 12 וולט “כבדים” תוך כדי הפלגה.
מספר תכונות מאפיינות אותו לעומת האלטרנאטור הרגיל :
1. עוצמת טעינה של 75 אמפר לקטנים שבהם( למצברים 200-300 אמפ/שעה) , הגדולים מגיעים ל 250 אמפר.
2. התאמה לעבודה עם וסת רב שלבי חיצוני ( לרוב נמכר בנפרד)
3. התאמה לעבודה בעומס מוגבר וחום גבוה , במידה משמעותית רבה יותר מהאחרים , המאפשרת לו עבודה רצופה בעוצמה מקסימאלית כמעט ללא הגבלה. זאת ע”י מסבים גדולים יותר, מכלולים מכאניים וחשמליים מחוזקים וקירור עצמי משופר

4. שיפור טעינה בסיבובים נמוכים.
5. ציפוי משופר נגד-קורוזיה למכלולים השונים להתאמה טובה יתר לסביבה ימית.
ועוד כמה הערות על אלטרנאטורים ימיים:

1. הקטנים שבהם , 75-90 אמפר , יתאימו לרוב הדרישות ואף דומים בגודלם ובאביזרי החיבור למנועים הסטנדרטים בסירות , לאלטרנאטורים הרגילים בעלי רצועה אחת, אך צריך לוודא התאמה כשבאים לרכוש מכשיר זה.

2. אלטרנאטור מעל 100 אמפר , יבוא לרוב ( וטוב שכך) עם חיבור של שתי רצועות , מה שמחייב כנראה החלפת הפולי במנוע ובדיקת התאמה לחלל תא המנוע.
3. אלטרנאטור גדול, בעיקר אלה של 100 אמפר ומעלה, מייצר מטבע עוצמתו המוגדלת יותר חום וצריך לוודא אוורור מתאים של תא המנוע. בחלק מסירות “פס ייצור” דוחפים את המנוע לחללים קטנים ,בעלי אוורור פסיבי שלא תמיד יעיל, גם בתנאים רגילים.
4. העניין הכספי משמעותי גם כאן. מחיר אלטרנאטור ימי בחו”ל מתחיל ב 350 $. ולזה צריך להוסיף את הווסת הנמכר לרוב בנפרד.

(אלטרנאטורים ימיים גדולים יכולים להיות מעניינים גם עבור ג’יפאים לאו דווקא עבור טעינת מצברים – לא תמצאו הרבה ג’יפים עם קיבולת מצברים של יותר מ120 אמפר/שעה – אלא דווקא כמקור זרם לרתכת on-board. – המערכת)
להשלמת התמונה , רצוי לצייד את הסירה באמצעי בקרה חדישים של מצב החשמל והמצברים: שעוני מד מתח ומד זרם המחוברים למצברים ולא ליציאה של האלטרנאטור בלבד,רצוי דיגיטאליים , משום שההבדל בין מצבר מלא (12.6-12.8 וולט) למצבר חצי מלא (12.4 וולט) לריק (12.0 וולט ) הוא קטן לתצוגה אנלוגית יעילה. למקפידים יש כיום מכשירים (Battery Monitor ) בעלי מספר פונקציות בשעון אחד, המראים בנוסף למתח המצבר וכמות הזרם הכוללת היוצאת או בטעינה נכנסת אליו גם את כמות האמפר/שעה הנדרשים בכל רגע כדי להביא את המצבר לטעינה מלאה. זוהי פונקציה חשובה למניעת טעינת יתר או תת-טעינה. היקרים יותר עושים זאת לשני מצברים במקביל .הוא ניתן לרכישה בחו”ל ( לא נתקלתי בו בארץ,אולי בגלל מחירו) ומחירם מתחיל בסביבות 200$. לי יש ניסיון מצוין עם מכשיר כזה ,עם תצוגה בקוקפיט , שפעל ללא תקלות שנים רבות ועזר לשמור על תקינות המצברים ולגילוי מוקדם של בעיות.

למי שרוצה להשכיל בנושא אמליץ על שני ספרים באנגלית,(קצת עבים ויקרים אבל שווים..) אך מפורטים ומיועדים לשייט החובב :

1.”Boat owners Mechanical and Electrical Manual “ הוצאת Adlard Coles Nautical,UK ,by Nigel Calder .(ספר “חובה” הכולל גם את התחום המכני של סירות)

2.”The Marine Electrical and Electronics Bible”- by John C.Payne ,הוצאת Adlard Coles Nautical ‘ UK , .(אבל פורסם במקור בארה”ב)


Contact Image

פרטי התקשרות

כתובת

סניף יפו: נמל יפו 10, תל אביב - יפו
סניף הרצליה: מרינה הרצליה בניין המנהלה קומה ראשונה

טלפון/פקס

טלפון: 077-2120366
פקס: 077-2120367

אימייל

[email protected]

Contact Thumbnail

צרו קשר

Call Now Button Top
שינוי גודל גופנים
×