Stroomvoorziening


Inhoudsopgave - Stroomvoorziening


De accu

Inleiding

De dynamo zorgt voor het opladen van zowel de start- als de boordaccu. Een diodebrug of een scheidingsrelais scheidt de start- en boordaccu van elkaar om te voorkomen dat beide accu's elkaar leeg trekken. Laden blijft uiteraard wel mogelijk.

Er is gelijkstroom nodig om de elektrische energie om te zetten in chemische energie voor opslag in loodaccu's. De dioden van de dynamo zetten de geïnduceerde wisselstroom om in gelijkstroom. De standaard dynamo is in staat, mits er veel gereden wordt, om zowel de woon- als de startaccu op spanning te houden.

Soms is er extra hulp nodig. Veelal is dat het geval wanneer je met de kampeerauto op één plaats blijft staan. Zonnestroom is daar heel geschikt voor, maar een generator of windenergie zijn uitstekende alternatieven. Ga naar het onderwerp energiebalans voor meer informatie hierover.

De accu

Samen met de dynamo zorgt de accu voor de stroomvoorziening van de kampeerauto. Er zijn verschillende soorten oplaadbare accu’s. De meest toegepaste, is de lood-zwavelzuuraccu. Het bestaat uit een kunststof bak met daarin een mengsel van zwavelzuur en gedistileerd water (elektrolyt genoemd), waarin lodenplaten zijn opgehangen.


Het water kan verdampen, vandaar dat er vuldoppen zijn aangebracht om de accu bij te kunnen vullen. Steeds meer accu's hebben geen vuldoppen: dat zijn de onderhoudsarme of -vrije accu's.

Het opladen van de accu gebeurt door een externe spanningsbron. Dat kan een dynamo, een acculader, een zonnepaneel of een aggregaat zijn. Aan de laadspanning zijn grenzen verbonden om te voorkomen dat overmatig waterstof vrijkomt.

Zo komt bij een laadspanning van meer dan 2,4V per cel veel waterstofgas vrij dat in contact met de zuurstof uit de lucht het gevaarlijke knalgas kan vormen. Dit gas is zeer explosief. Bij een 12V accu is de bovengrens 14,25V, bij 24V is dat 28,5V, bij 25 °C.

Er is een verband tussen de ladingsgraad en de soortelijke massa van het water/zwavelzuur mengsel. Zie onderstaande tabel.

Ladingstoestand

percentage acculading accuspanning soortelijke massa percentage ontladen accu
0% 11,64 1,100 100%
20% 11,88 1,140 80%
40% 12,09 1,175 60%
60% 12,30 1,210 40%
80% 12,51 1,245 20%
100% 12,72 1,280 0%

De soortelijke massa meet men met een zuurweger en de spanning met een voltmeter.

Startaccu

Een startaccu heeft veel dunne platen per cel waarbij het totale oppervlak van de platen groot is. Deze accu’s zijn hierdoor geschikt om in korte tijd hoge stromen te leveren. Het aantal keren dat een startaccu ontladen kan worden is beperkt.

Als bijvoorbeeld bij het starten van een motor de accu maar nauwelijks ontladen wordt (ongeveer 0,01%) zal de accu een aantal jaren mee gaan. Als accu voor cyclische toepassing (boordaccu) zijn deze accu’s ongeschikt.

Lees hier meer over de startaccu in de winter.

Hoe laad je een lege startaccu op? Bekijk de video!

Tractie accu

Deze is te verdelen in een semi-tractie en een tractie accu. Een semi-tractie accu heeft minder, maar wel dikkere platen per cel. Deze accu’s leveren relatief gezien minder startstroom, maar kunnen wel vaker en dieper ontladen worden (200 tot 500 volledige cycli). Dit soort accu’s zijn prima geschikt als boordaccu en kan in geval van nood als startaccu worden gebruikt.

De tractie accu heeft minder, maar wel zeer dikke platen, waardoor veelvuldig en zeer diep ontladen mogelijk is (1000 volledige cycli). Tractie accu’s vindt men vaak in heftrucks en in kleine, elektrische machines zoals industriële schrob- en veegmachines. Bij tractie accu’s is een afwijkende laadmethode vereist. Dit type accu is niet geschikt als boordaccu.

Sommige accu's hebben elektrolyt waarbij de verdamping van water heel gering is. Een veiligheidsventiel is voldoende. Bij andere accu's is het elektrolyt gebonden aan een soort gelei, de zogenaamde gel-accu's.

De gel-accu

Deze wordt veel als boordaccu toegepast. Een belangrijk deel van de bezwaren die aan de natte accu kleven zijn ondervangen. De belangrijkste voordelen van gel-accu's zijn:

  • geringere zelfontlading
  • diepere ontlading mogelijk
  • kan vaker worden ontladen
  • beter geschikt voor serie- en parallelschakeling
  • onderhoudsvrij en gesloten bouwwijze
  • geen ventilatie noodzakelijk bij juiste lading

Geen zuurschade

Gel-accu's hebben een langere levensduur dan semi-tractie accu's. Zuurschade aan de kampeerauto en kleding is nauwelijks mogelijk. Er zitten ook enige nadelen aan de toepassing van gel-accu's, hoewel die door gebruik van een juiste laadinrichting geheel zijn te ondervangen:

  • de laadinrichting mag de maximum spanning van 2,38 Volt per cel bij 20 °C niet overschrijden
  • bij omgevingstemperatuur boven 20 °C moet de laadspanning naar beneden worden afgeregeld, om gasvorming in de batterij te voorkomen
  • er moet een temperatuurbewaking aanwezig zijn
  • bij transport is meer zorg nodig in verband met beschadiging aan de accubak

Temperatuursensor

De gel-accu heeft een gesloten behuizing met een overdrukventiel in het deksel. In de accu is een lichte overdruk. In principe kunnen deze accu's ook gassen. Maar onder normale omstandigheden met een laadspanning onder 2,38 Volt per cel gassen ze niet.

Drietrapsladen

Een gel-accu kan niet zondermeer in het elektrisch systeem worden opgenomen. Naast de temperatuurcompensatie is er ook een drietrapsregelaar nodig. Deze drietrapsregelaar is nodig om de accu goed geladen te krijgen. Is dit type regelaar niet aanwezig, dan is er geen optimaal rendement uit de accu te halen.

Een gel-accu kan zonder bezwaar gedurende enige tijd met een hoge stroom worden geladen. Zodra de gasspanning wordt bereikt, moet naar een lagere stroom worden teruggeschakeld.

Wanneer de accu vol is, schakelt de drietrapsreglaar terug naar een float-spanning van 13,8 volt. Het voordeel is bijvoorbeeld dat met minder uren hoeft te worden gereden om de accu beter geladen te krijgen.

AGM-accu

De letters AGM staan voor Absorption Glass Mat en is ook een onderhoudsvrije accu. Het elektrolyt (water en zwavelzuur) is opgenomen in een glasfiber mat met een hele fijne structuur.

Bij het opladen ontstaat er, net zoals bij elke andere accu, waterstofgas en zuurstof. Via de haarfijne buisjes van de glasfibermat vindt transport van het gas plaats. Deze mat dient tevens als isolatiemateriaal tussen de platen. De inwendige weerstand van de accu is zeer laag. Hoge ontlaadstromen zijn dan ook geen probleem.

Ook de AGM-accu is zeer geschikt voor toepassing als boordaccu in de kampeerauto.

Levensduur

Bepalend voor de levensduur van de gel- en AGM-accu:

  • De juiste laadspanning. Indien te laag raakt de accu niet vol. het sulfaat op de platen verhardt en de accu verliest aan capaciteit. Indien te hoog gaat de accu gassen en er is waterverlies waardoor de accu uitdroogt.
  • De juiste ontlading. Te diepe ontlading, dat is meer dan de capaciteit van de accu, verkort de levensduur van de accu aanmerkelijk.
  • Betrouwbare laadapparatuur. Goedkope en ouderwetse laders en dynamo's hebben vaak een spanningsvariatie op hun uitgangsspanning.
  • De juiste omstandigheden. Gebruik een 3-traps laadkarakteristiek. Voorkom te hoge temperatuur en laadt temperatuur compenseert.

Onder bovenstaande condities gaan de gel- en AGM-accu's gemiddeld zes jaar mee. Met een floatspanning en een gemiddelde omgevingstemperatuur van 25 °C heeft de accu na 5-6 jaar nog 80% van zijn originele capaciteit over. Is de gemiddelde temperatuur lager dan neemt de levensduur zelfs toe.

Bekijk de video om te zien hoe een stroomuitgiftepunt werkt: