Jeżeli chcę zamontować nowe akumulatory, to niestety nie odbywa się to całkiem bezboleśnie, cały system elektryczny musi się dostosować do nowych warunków:
- Możliwość ładowania prądem 0,5-1C oraz rozładowania nawet prądem 2C powoduje, że możliwe są duże prądy w przypadku planowanego działania instalacji, oraz bardzo duże w przypadku potencjalnych awarii. Dlatego dużo bardziej istotne są prawidłowe bezpieczniki zabezpieczające baterie i to odpowiedniej klasy (BatteryTerminal Fuse), o odpowiedniej szybkości.
- Możliwe duże prądy ładowania powodują również konieczność sprawdzenia i ponownego przeliczenia przekrojów kabli, jest prawdopodobne, że konieczna będzie ich wymiana. Szczególnie dotyczy to połączeń z alternatorem.
- Jedną z głównych zalet LFP jest możliwość przyjęcia dużego prądu ładowania, co jest przede wszystkim istotne przy ładowaniu z alternatora. Aby zamiana miała sens, warto wymienić alternator na większy, taki by wykorzystywał nowe możliwości. Alternatory dające nawet 300A są możliwe do zamontowania, a takie do 180A są nawet w rozsądnej cenie. Niestety zamiana na większy alternator niesie ze sobą dalsze konsekwencje, szczególnie dla starszych silników. Takie moce są nie do udźwignięcia przez normalny pasek klinowy. Nawet podwójny, Do tego trzeba dokonać lekkiej przebudowy na taśmę wielorowkową. Jest to możliwe dla większości silników, są do kupienia (za spore pieniądze) zestawy dla poszczególnych modeli, można też zrobić to samemu. Zamiana ma również tę zaletę, że pasek wielorowkowy jest znacznie trwalszy od klinowego i daje mniejsze obciążenie na łożyska innych podzespołów, np pompy wody. Niemniej jednak cała operacja wymaga nakładów i pewnej sprawności technicznej. Tak jak pisałem wcześniej, trzeba też starannie przeliczyć kable do alternatora, te w „standardowym” układzie są zwykle rozpaczliwie cienkie.
- Bardzo istotne jest sterowanie (regulator) alternatora. Wyjąwszy dedykowane „morskie” alternatory, większość z nich ma wewnętrzne regulatory dostosowane do pracy z akumulatorowymi kwasowymi (jak w samochodach) i do pracy na niepełnym obciążeniu. Przez większość czasu, akumulatory w samochodzie są w pełni naładowane, więc prądy nie są duże, i obciążenie alternatora nie jest znaczne. Zupełnie inaczej jest przy sposobie pracy na jachcie, szczególnie, jak po zamontowaniu nowych baterii zostawia się alternator z poprzedniego układu. Nisi opór wewnętrzny baterii powoduje, że alternator pracuje na pełnej mocy przez cały czas działania. Grzeje się i możliwe są awarie, szczególnie jego części elektronicznych. Antycypując taką sytuację, producenci tak ustawili parametry ładowania, by nie przeciążać alternatora, dzięki czemu nie pracuje on z maksymalną wydajnością. Tych problemów można się pozbyć instalując zewnętrzny regulator ładowania, który może mieć wiele zalet:
- jest zamontowany poza alternatorem, dzięki czemu część najbardziej narażona na temperaturę jest w chłodniejszym miejscu.
- stosuje czujniki temperatury zarówno alternatora jak i baterii, dzięki czemu jest w stanie dostosować prąd wzbudzenia tak, aby zoptymalizować ładowanie.
- można wybrać algorytmy ładowania dostosowane do różnych chemii baterii, i ładowanie wielostopniowe.
- niektóre mają opcję „soft start”, która jest szczególnie istotna przy paskach klinowych: ponieważ na początku jest największy opór, to pasek ma tendencję do ślizgania się zaraz po uruchomieniu silnika. Aby pasek się nie niszczył, opór na alternatorze jest zwiększany stopniowo.
- niektóre mają opcję ograniczającą prąd ładowania: przełącza się to w sytuacji, kiedy wiemy, że będziemy płynąć sporo na silniku: zamiast bardzo intensywnego wykorzystania alternatora przez pierwsze godziny, cały układ pracuje na mniejszym obciążeniu przez dłuższy czas.
- Inne elektryczne urządzenia na jachcie sterujące ładowaniem, muszą mieć program, ustawienia dostosowane do LFP: inne są napięcia, więc inne dostają sygnały z sieci o poziomach naładowania, inne są też czasy poszczególnych cykli ładowania. Mając starsze urządzenia, czasami konieczna będzie ich wymiana by w pełni korzystać z dobrodziejstw nowych baterii.
- Ostatni, bardzo istotny temat wymagający rozważenia to rozruch silnika. W większości sytuacji korzysta się ze zwykłego ołowiowego akumulatora rozruchowego, który jest jakoś wydzielony od reszty systemu.Zarówno ze względów bezpieczeństwa (konieczność zachowania możliwość odpalenia silnika zawsze), jak i ze względu na inną charakterystykę pracy: jak w samochodzie taki akumulator nie lubi być rozładowany, źle znosi pracę cykliczną, powinien zawsze być na 100% pełen. Normalnie załatwia się to za pomocą przełączników, separatorów diodowych, czy innych automatycznych dynksów (Cyryx ct Victrona). Słabo jednak one się spisują w przypadku różnej chemii, gdzie są inne poziomy napięcia, przy dużej różnicy (rozładowany akumulator ołowiowy) prądy które mogą się pojawić w systemie mogą być dla niego niebezpieczne. Jest na ten ten temat wiele różnych pomysłów jak to pogodzić. Po dłuższym zastanowieniu się zdecydowałem się na rozwiązanie następujące:
- układ związany z silnikiem zostawiam w jego pierwotnej (traktorowej) wersji. Akumulator kwasowy, ładowany prostym alternatorem o niedużej mocy (dedykowanym do mojego silnika, wartym 250zł). Przez większość czasu akumulator jest w pełni naładowany, obciążenia na pasku i alternatorze są niewielkie, system obliczeniowo jest najbliższy do pierwotnego. System jest odrębny od reszty elektryki (prawie)
- całą resztę systemu dostosowuję do LFP: montuję duży (180A) alternator na taśmie i z napinaczem, dodaję zewnętrzny regulator, dostosowuję algorytmy na ładowarce i sterownikach solarów.
- jedyne połączenie obu systemów to inteligenta, mała (18A) ładowarka DC-DC zapewniająca podładowywanie akumulatora silnikowego, kiedy będzie to konieczne.