Marin miljö - massa batterier. Vad göra???

[Viggen]

Båt med solcellsanläggning, vindkraftverk och en faslig massa batterier.
Hej Mitt första inlägg. Om det är felplacerat vänligen ha lite tålamod med "rookisarna", och hjälp mig gärna vart jag borde vända mig.
Jag har ett upplägg för att förse en båt med ström. Upplägget jag fick ta över såg ut så här i korthet:
Totalt cirka 12 batterier (4x140 + 8x50 Ah).
Solpanel 400 W mot batterierna för uppladdning.
Hela batteripacken är kopplad till en inverter som i sin tur är kopplad till X antal vägguttag (230 VAC)
Utöver detta - 3 batterier för intern förbrukning, lanternor etc. Laddas vid behov med en 220 V batteriladdare (Nummer 1)!!!
Samt 2 startbatterier som är parallellkopplade. Laddas vid behov med en 220 V batteriladdare (Nummer 2)!!!
...
Jag har all data som behövs för att förstå ev. problem men jag har inte den kompetensen som behövs för att reda ut det.
Jag har många frågor men främst:
1) Är detta korrekt forum?
2) Om jag skall tänka helt annorlunda än hur batterierna används idag? Ex. så känns det idiotiskt att ta 24V, omvandla det till 220 och sedan använda en batteriladdare för att från 220V ladda med typ 12V.
Jag tror också att man skall se över helheten eftersom jag tänkte sätta dit ytterligare 400 W sol och även en vertikal vinkraftsgenerator på 10 000W.
3) Det finns en lista med de förutsättningar som gäller - ex. behovet av ström olika delar av dygnet, eller behov av värme på natten, eller långfärdsbåt kontra one-day-cruising
Vill ni ta del av ritningarna och förutsättningarna så lägger jag upp det.
Det finns foton på mina ritningar på elsystemet idag efter att jag uppgraderat en del saker. Lägger upp dem om intresse finns. Bifogar en stänkare.
Ola

[CPMS]

Jag tycker spontant att det där inte låter som ett särskilt bra system att bygga vidare på utan att först tänka om lite.

Om jag själv skulle bygga upp det från början hade jag nog försökt förenkla hela elsystemet ganska rejält.

Till att börja med hade jag helst haft en separat MPPT-regulator per solpanel. Dels för redundans, dels för att en skuggad panel inte ska dra ner laddningen från de andra panelerna mer än nödvändigt.

Huvudbanken hade jag nog också funderat på att byta till LiFePO4-batterier i lämplig storlek, i stället för att ha en massa blandade blybatterier. Då får du lägre vikt, bättre användbar kapacitet och oftast inbyggd eller extern BMS beroende på batterityp.

Sedan hade jag försökt välja en huvudspänning och hålla mig till den så långt det går. Om huvudbanken är 24 V, kör 24 V där det är rimligt. Behöver du 12 V till lanternor, pumpar eller annan förbrukning hade jag hellre satt en riktig 24–12 V DC/DC-omvandlare än haft en extra separat 12 V-batteribank som måste laddas via 230 V.

230 V-sidan via inverter är det egentligen inget konstigt med, bara den är rätt dimensionerad och korrekt installerad.

Startbatterierna hade jag däremot hållit separat. Där är vanliga bly/startbatterier fortfarande rimliga på grund av startströmmarna. Har man två parallellkopplade bör de vara så lika som möjligt: samma typ, kapacitet, skick och helst ålder. De bör i första hand laddas av motorns generator. I nödfall är det däremot inget konstigt med att ladda dem från 230 V via en batteriladdare, om alternativet är att inte kunna starta motorn.

Eftersom det är en motorbåt hade jag även funderat på om det går att ladda huvudbanken från motorn, exempelvis via rätt typ av DC/DC-laddare eller separat generatorlösning. Motorn kommer ju ändå gå när båten flyttas.

Jag skulle också titta på Victron Energy. De har i princip hela ekosystemet för sådant här: MPPT-regulatorer, inverters, laddare, DC/DC-omvandlare, batteriövervakning, säkrings- och distributionslösningar med mera. De är inte alltid billigast, men de är väletablerade och har bra dokumentation.

https://www.victronenergy.se/markets/ma ... or-cruiser

Det kanske känns surt att byta ut saker som redan finns, men med så många batterier ombord hade jag prioriterat ett renare, enklare och säkrare system framför att bygga vidare på något som redan verkar ganska rörigt.

Och oavsett lösning kommer man inte undan det viktiga grundjobbet: rätt kabelareor, säkringar nära batterierna, huvudbrytare, avskiljare, ordentliga anslutningar och att allt är gjort för marin miljö.

[SeniorLemuren]

Vart hittar du en vertikal vindkraftsgenerator på 10 000W, har du någon länk?

[CPMS]

Kolla även här, titta på senaste avsnitten som har med deras elinstallation att göra så får du lite tips.
Kika och Dan har planerat denna båt och ren batteridrift i många år.
https://www.youtube.com/@SailingUma/videos

Sen har du
https://www.youtube.com/@OnboardLifestyle/videos
Men betydligt svårare att hitta avsnitten som täcker in batteri/solcell bland nästan 400 avsnitt.

[Viggen]

Jag tycker spontant att det där inte låter som ett särskilt bra system att bygga vidare på utan att först tänka om lite.
Håller med om att bygga om det helt.
Flera MPPT absolut.
Huvudbanken hade jag nog också funderat på att byta till LiFePO4-batterier i lämplig storlek, i stället för att ha en massa blandade blybatterier. Då får du lägre vikt, bättre användbar kapacitet och oftast inbyggd eller extern BMS beroende på batterityp.
Batteri LiFePO4 är jag tveksam till beroende på balansen mellan last och laddcykler.
Huvudspänning skall vara 24 och för intern last en enklare DC/DC-omvandlare till 12V.
Eftersom det är en motorbåt hade jag även funderat på om det går att ladda huvudbanken från motorn, exempelvis via rätt typ av DC/DC-laddare eller separat generatorlösning. Motorn kommer ju ändå gå när båten flyttas.
Idag används inte generatorerna på motorerna. Jag vet inte varför men det ligger längre ner på listan. Men det skall absolut kollas.
Bef. startbatterier är lite för stora för behovet känns det som.
Du skrev
"Och oavsett lösning kommer man inte undan det viktiga grundjobbet: rätt kabelareor, säkringar nära batterierna, huvudbrytare, avskiljare, ordentliga anslutningar och att allt är gjort för marin miljö."
Det är just det jag behöver hjälp med. Med befintliga grejor och kanske vind och mer sol på väg in. Hur dimensionera och vilka grejor behövs. Alltså ett förslag/blue print på ett nytt elschema.
Tack för svaren och tipsen.
Jag byter gärna ut saker men främst lösa det med befintliga grejor och göra om totalt och eventuellt med andra doningar och ev. med komplettering.
Ola

Jag tycker spontant att det där inte låter som ett särskilt bra system att bygga vidare på utan att först tänka om lite.

Om jag själv skulle bygga upp det från början hade jag nog försökt förenkla hela elsystemet ganska rejält.

Till att börja med hade jag helst haft en separat MPPT-regulator per solpanel. Dels för redundans, dels för att en skuggad panel inte ska dra ner laddningen från de andra panelerna mer än nödvändigt.

Huvudbanken hade jag nog också funderat på att byta till LiFePO4-batterier i lämplig storlek, i stället för att ha en massa blandade blybatterier. Då får du lägre vikt, bättre användbar kapacitet och oftast inbyggd eller extern BMS beroende på batterityp.

Sedan hade jag försökt välja en huvudspänning och hålla mig till den så långt det går. Om huvudbanken är 24 V, kör 24 V där det är rimligt. Behöver du 12 V till lanternor, pumpar eller annan förbrukning hade jag hellre satt en riktig 24–12 V DC/DC-omvandlare än haft en extra separat 12 V-batteribank som måste laddas via 230 V.

230 V-sidan via inverter är det egentligen inget konstigt med, bara den är rätt dimensionerad och korrekt installerad.

Startbatterierna hade jag däremot hållit separat. Där är vanliga bly/startbatterier fortfarande rimliga på grund av startströmmarna. Har man två parallellkopplade bör de vara så lika som möjligt: samma typ, kapacitet, skick och helst ålder. De bör i första hand laddas av motorns generator. I nödfall är det däremot inget konstigt med att ladda dem från 230 V via en batteriladdare, om alternativet är att inte kunna starta motorn.

Eftersom det är en motorbåt hade jag även funderat på om det går att ladda huvudbanken från motorn, exempelvis via rätt typ av DC/DC-laddare eller separat generatorlösning. Motorn kommer ju ändå gå när båten flyttas.

Jag skulle också titta på Victron Energy. De har i princip hela ekosystemet för sådant här: MPPT-regulatorer, inverters, laddare, DC/DC-omvandlare, batteriövervakning, säkrings- och distributionslösningar med mera. De är inte alltid billigast, men de är väletablerade och har bra dokumentation.

https://www.victronenergy.se/markets/ma ... or-cruiser

Det kanske känns surt att byta ut saker som redan finns, men med så många batterier ombord hade jag prioriterat ett renare, enklare och säkrare system framför att bygga vidare på något som redan verkar ganska rörigt.

Och oavsett lösning kommer man inte undan det viktiga grundjobbet: rätt kabelareor, säkringar nära batterierna, huvudbrytare, avskiljare, ordentliga anslutningar och att allt är gjort för marin miljö.

[Viggen]

10.000 är lite att ta i..Jag hittade inte nominell effekt så jag glömde bort att ta bort 10.000W. Räknar med 500 W.

Vart hittar du en vertikal vindkraftsgenerator på 10 000W, har du någon länk?

[Viggen]

Tack för info!

Kolla även här, titta på senaste avsnitten som har med deras elinstallation att göra så får du lite tips.
Kika och Dan har planerat denna båt och ren batteridrift i många år.
https://www.youtube.com/@SailingUma/videos

Sen har du
https://www.youtube.com/@OnboardLifestyle/videos
Men betydligt svårare att hitta avsnitten som täcker in batteri/solcell bland nästan 400 avsnitt.

[CPMS]

Sailing Uma
Börja på avsnitt 462 och titta framåt på dom avsnitt som har Victron blått på thumbnailen eller något med batteri/elsystem i namnet på avsnittet så bör du få lite tips
på en bra anläggning.

[Viggen]

Tack för länkar men Victron är inte min plånbok. Byta 12 st fullt fungerande 50Ah och 2 st 100Ah mot motsvarande Victronbatterier skulle kosta mellan 50-70'.
Upplägget de har är bra men man kan få mycket mer för pengarna. Det är inte produkterna som är relevanta utan helhetslösningen...och det är den jag är osäker på.

Sailing Uma
Börja på avsnitt 462 och titta framåt på dom avsnitt som har Victron blått på thumbnailen eller något med batteri/elsystem i namnet på avsnittet så bör du få lite tips
på en bra anläggning.

[CPMS]

Jag menar inte att du måste byta ut det du har utan att titta på hur dom byggt upp sitt system för att få lite ideer.
Annars så är väl mitt första inlägg inte kattpiss men använd dina batterier.

Lista på mitt förslag:
Systemspänning: 24V eller 12V beroende på inverter
Valfria batterier alt LIFEPO4
Inverter 24V - 230V
DC-DC 24V - 12V för förbrukare
Startbatteri för motorstart, laddas huvudsakligen av motorns generator.
Nödladdning fast monterad 24V - 12V laddare eller 230V - 12V alt portabel laddare
Solpanel med MPPT laddar batterier
extra generator 24V på motor för laddning av batterier

Skicka in modelbeteckningen på invertern.
Bild eller beskrivning/schema på vilka batterier du har i stora banken och hur dom är kopplade i banken och till invertern.
Modell på solpanelen och MPPT laddaren

[Viggen]

Annars så är väl mitt första inlägg inte kattpiss men använd dina batterier.
Jag tyckte det var ett mycket bra inlägg. Inte för mycket skitsnack vilket jag värdesätter. Tvärtom gjorde det mig lite taggad att befästa mina farhågor att detta känns inte rätt och att jag är delvis rätt på det.
Systemspänning: 24V eller 12V beroende på inverter
24 V blir det.
Inverter 24V - 230V
DC-DC 24V - 12V för förbrukare
Startbatteri för motorstart, laddas huvudsakligen av motorns generator.
Nödladdning fast monterad 24V - 12V laddare eller 230V - 12V alt portabel laddare
Solpanel med MPPT laddar batterier
extra generator 24V på motor för laddning av batterier

Skicka in modelbeteckningen på invertern.
Bild eller beskrivning/schema på vilka batterier du har i stora banken och hur dom är kopplade i banken och till invertern.
Modell på solpanelen och MPPT laddaren
Lämnar en mer uppdaterad bild av systemet samt en påbörjad lista med "förutsättningar". Men svarar också i detta meddelande.
Inverter SM-2400-24 (se spec i bilden eller på webben) Rated Power : 3000VA/2400W.
MPPT T40
Batteribankar som det ser ut idag. Bat pack 1: 2 x 140 + 6 x 50 12 V, Bat pack 2: 2 x 140 12 V, Bat pack 3: 1 x 100 + 2 x 50
Den stora banken är alltså på 2 nya 140Ah 12V samt 8 x 50Ah. Alla batterier på minussidan har lika långa kablar. Generellt har jag försökt använda stora kabeldimensioner men är osäker på hur man skall göra om man har olika batterier i samma pack.
Startbatterierna (2) är också på 140Ah men inte samma modell som de andra två 140.
I övrigt tänker jag sätta Smart shuntar efter MPPT samt säkringar och circuit breaker efter batterierna.

[CPMS]

Som jag ser det bör grundarkitekturen vara ungefär:

Solpanel 1 → egen MPPT → 24 V huvudbank
Solpanel 2 → egen MPPT → 24 V huvudbank
Eventuell vindgenerator → egen vindregulator/broms/dumplast → 24 V huvudbank
24 V huvudbank → inverter → 230 V laster
24 V huvudbank → DC/DC 24/12 V → 12 V förbrukning
Motor/generator → laddning av startbatterier och eventuellt huvudbank via rätt DC/DC-laddare
Bryggström → laddare/inverterladdare → huvudbank och 230 V direktbruk

Med befintliga batterier skulle jag försöka få ner antalet banker. En 24 V huvud-/förbrukningsbank och separata startbatterier är mycket enklare än flera olika förbrukningsbanker som laddas kors och tvärs via 230 V-laddare.

För dimensionering behövs sedan lastlista och maxströmmar.

Med de batterier du har idag verkar huvudbanken dessutom inte vara 24 V 580 Ah, utan snarare cirka 24 V 290 Ah. Två 12 V-batterier i serie ger dubbel spänning men samma Ah. Så den nominella energin blir ungefär 24 V × 290 Ah, alltså runt 7 kWh. Användbar energi med bly är dock betydligt lägre om man vill ha livslängd.

Ett 12 V 200 Ah LiFePO4 med inbyggd BMS går ibland att hitta betydligt billigare än Victron, men då får man förstås själv bedöma kvalitet, dokumentation och BMS.

Två 12 V 200 Ah LiFePO4 i serie ger ungefär 24 V 200 Ah, alltså cirka 4,8 kWh nominellt. Det är mindre än dagens nominella blybank, men den användbara energin kan ändå hamna ganska nära eftersom LiFePO4 kan utnyttjas djupare än bly.

Därför blir LiFePO4-alternativet inte riktigt lika brutalt som om man ersätter varje blybatteri ett-till-ett. Man ska jämföra användbar kWh, inte antal batterier. Men nackdelen är att din nuvarande MPPT verkar vara gjord för blyladdning, så vid LiFePO4-byte bör även sol-laddningen ses över.

Om du vill använda befintliga grejer hade jag tänkt så här:

24 V huvudbank som central förbrukningsbank.
Solpaneler via separat MPPT/MPPT till 24 V-banken.
24 V till 12 V via DC/DC-omvandlare för lanternor, pumpar och annan 12 V-förbrukning.
230 V via invertern för de laster som verkligen behöver 230 V.
Startbatterier separat, i första hand laddade från motorernas generatorer.
Landström används när båten ligger vid brygga, både för 230 V-direktbruk och laddning.

Eftersom båten mest ligger vid brygga hade jag nog försökt låta batterier och inverter vila så mycket som möjligt när landström finns. Då kör man 230 V-lasterna direkt från landströmmen och låter en riktig laddare hålla huvudbank och startbatterier i rätt laddläge.

När båten går för motor finns det däremot ingen större anledning att inte använda motorernas generatorer. Då bör de kunna ladda startbatterierna och eventuellt även huvudbanken via rätt lösning, exempelvis DC/DC-laddare eller annan korrekt laddfördelning.

Eftersom du verkar vara öppen för att använda en DC/DC-omvandlare för 12 V-förbrukningen hade jag funderat på om det går att förenkla batterisystemet redan nu. Om två av de större 140 Ah-batterierna är av samma typ, ungefär samma ålder och i likvärdigt skick, kanske de i stället kan seriekopplas och ingå i 24 V-huvudbanken tillsammans med de två stora som redan sitter där.

Sedan hade jag faktiskt provat att köra båten så ett tag och utvärderat om kapaciteten verkligen räcker eller inte. Det är lätt att utgå från att "mer batterier är alltid bättre", men med ytterligare en 300–400 W solpanel och på sikt kanske även laddning från motorernas generatorer, kan det visa sig att en mindre men mer enhetlig batteribank fungerar alldeles utmärkt.

Om det fungerar i praktiken kanske du till och med kan klara dig utan de mindre 50 Ah-batterierna i huvudbanken. Färre batterier innebär mindre vikt, mindre platsåtgång, färre anslutningar och framför allt betydligt mindre risk för problem med obalans mellan batterier av olika kapacitet, ålder och skick.

Det är förstås något som behöver verifieras genom att räkna på energiförbrukningen och sedan prova i verklig drift, men personligen hade jag nog börjat i den änden i stället för att automatiskt utgå från att så många batterier som möjligt är den bästa lösningen.

Startbatterierna skulle jag däremot hålla helt separata. Där hade jag hellre använt en riktig batteriomkopplare (OFF–A–B–A+B). Då har du två oberoende startbatterier som kan laddas var för sig, men du kan välja vilket som ska användas eller parallellkoppla dem om det verkligen behövs. Det är en beprövad lösning i båtvärlden och ger en extra säkerhet om ett batteri skulle fallera eller bli urladdat.

Det jag däremot hade försökt undvika är stora batteribankar med många batterier av olika kapacitet, ålder och skick parallellkopplade. Ju fler olika batterier man blandar, desto svårare blir det att få en bank som laddar och urladdar jämnt. Det fungerar ofta, men det är sällan optimalt.

Det är också därför jag återkommer till LiFePO4, inte för att jag tycker att du ska kasta fungerande batterier, utan för att ett framtida byte faktiskt skulle kunna förenkla hela systemet. Om man räknar på användbar energimängd i stället för antal batterier behövs sannolikt betydligt färre batterier än man först tror. Men det är ett senare beslut – jag hade i första hand försökt få en bra och logisk systemarkitektur med de komponenter du redan har.

Det jag hade velat veta mer exakt nu är främst:
Hur stor samtidig 12 V-last behövs? Det avgör storleken på 24–12 V DC/DC-omvandlaren.
Hur långa kabelvägar är det mellan batteribank, inverter, MPPT och förbrukningscentral?
Och om vindkraftverket blir aktuellt: levereras det med egen regulator, broms/dumplast och rätt laddlösning för 24 V-bank?

Utifrån det kan man börja rita ett vettigt blockschema med säkringar, brytare, kabelareor och laddvägar.

[Viggen]

Tack skall kolla på detta i eftermiddag.

[toolbox]

Men om vi går tillbaka till ruta 1, vad är det du vill åstadkomma med alla batterierna? Tre batteribankar är som du antagligen vet väldigt ovanligt, normalt har man ett batteri för motorstart (möjligen två separata, en per motor) och en stor förbrukningsbank för resten. Har man en tredje är det för bogpropeller när den ligger långt ifrån startbatteriet (som oftast laddas direkt av motor när bogpropellern behövs).

Du har inte berättat varför du behöver 24V. Har du extremt strömkrävande 230V-prylar? Är det inte onödigt komplicerat med både 12 och 24 Volt samtidigt i båten? Många laddare, DC/DC, mm.

Sedan bör du ha en plan för att hantera batterier som behöver bytas ut så att det nya elsystemet du bygger fungerar bra. Vad är planen när du måste byta batteri i din 8-batteri-bank? Det är ju inte jättebra ekonomiskt sett att stoppa in ett nytt batteri tillsammans med äldre som kanske är på väg att ta slut.

[SeniorLemuren]

Måste hoppa in här. Jag har en 42 fots motorbåt som jag bott i på heltid i 12 år. Dock inte nu längre, men jag känner igen problemen.
Som jag förstått så tänker du koppla ihop 2 st nya 12V 140 Ah batterier och ett antal 12V 50 Ah batterier. Det ska du slå ur tankarna omgående.
Att bygga en batteribank för t.ex. en 2 kW inverter ställer extremt höga krav på batterierna. Din tänkta lösning att blanda 2 st nya 140 Ah och 8 st begagnade 50 Ah blybatterier medför stora tekniska problem och risker ombord:
Problemen med den blandade blybanken:

1. Brand- och skaderisk: När du seriekopplar batterier med olika kapacitet (140 Ah och 50 Ah) kommer de mindre batterierna att tömmas först. När de är tomma tvingar de stora batterierna ström igenom dem baklänges. Det förstör batterierna direkt och kan leda till extrem värmeutveckling, smälta kablar eller batteribrand.
2. De gamla batterierna förstör de nya: Gamla eller olika stora batterier olika inre resistans. När de parallellkopplas fungerar de mindre batterierna som en "parasit" som ligger och laddar ur dina två helt nya 140 Ah-batterier dygnet runt. Hela banken blir inte bättre än de sämsta batterierna.
3. Invertern kommer att larma: En 2 kW inverter drar över 80 Ampere vid maxbelastning. När du belastar denna blandade bank så hårt kommer spänningen att dyka snabbt. Invertern kommer högst troligt att stänga av sig och tjuta för "låg batterispänning", trots att batterierna nyss var fulladdade.
4. Vikten: 10 stycken blybatterier väger runt 250 kg, vilket är onödig tungt i en båt.

Lösningen: Byt till ett Litiumbatteri (LiFePO4)
Den bästa och säkraste lösningen är att köpa ett enda 24V 200Ah litiumbatteri (eller seriekoppla två nya 12V 100Ah litiumbatterier).

* Samma mängd el: Eftersom ett litiumbatteri kan laddas ur nästan helt (80–90 %) utan att ta skada, får du ut exakt lika mycket användbar el ur ett 200Ah litiumbatteri som ur en dubbelt så stor blybank (där man bara kan nyttja 50 %).
* Klarar 2 kW enkelt: Litium håller en spikrak spänning (ca 26V) även under extremt hård belastning. Invertern kommer att fungera perfekt utan att larma.
* Säkerhet: Litiumbatterier har inbyggt elektroniskt skydd (BMS) som automatiskt stänger av batteriet vid kortslutning, överbelastning eller om det blir för varmt.
* Vikt och livslängd: Litiumpaketet väger bara ca 30–35 kg (sparar över 200 kg i båten) och håller för ca 3 000–5 000 urladdningar. Det är ungefär 10 gånger längre livslängd än en optimal blybank. Så även om inköpspriset är högt så blir det billigare i slutändan.
Slutsats: Att blanda gamla och nya batterier av olika storlek är en direkt farlig genväg som i slutändan kommer att förstöra dina nya 140 Ah-batterier och inte fungera med invertern. Litium är säkrare, lättare och billigare i längden.