Doorzoek het forum
Zoeken met Startpagina
Startpagina Thema's
beheerder
De (lood‐zuur) accu zoals wij die kennen is al bedacht in de 19e eeuw. Het is een
betrouwbare energiebron gebleken. Misschien wat lomp, maar aangebracht in een
voertuig telt dat vaak wat minder en het is vaak de enige grote bron van elektrische
energie die we met ons mee hoeven te nemen. Onderweg laadt het laadcircuit van
ons voertuig de accu automatisch op.
Maar wat als we een accu willen laden zonder laadcircuit van een auto, motor of
boot? Of we willen de accu van de motor tijdens de winterstalling in topconditie
houden? Misschien heeft u wel een wat oudere accu die een oppepper kan
gebruiken.
In dergelijke gevallen is een acculader die werkt via netstroom een uitkomst. In dit
document gaan we nader in op de werking van de acculader en geven u praktische
tips om uw accu in topconditie te brengen en te houden. U zult zien dat ook achter
het acculaden weer een hele wereld schuil gaat!
Dit document is met de grootste zorg samengesteld. De auteur/uitgever kan echter
niet uitsluiten dat er fouten in de tekst aanwezig zijn.
Accu’s – Introductie
Een accu is eigenlijk een onmisbare energiebron als u, daar waar geen stopcontact
voorhanden is, elektrische apparatuur wilt gebruiken. In combinatie met een goede
omvormer naar 220 volt heeft u zelfs overal een stopcontact voorhanden.
De meest voorkomende accu geeft een gelijkspanning af van circa 12 volt. Voor
bepaalde toepassingen, bijvoorbeeld vrachtwagens of boten, zijn er 24 volt accu’s.
Dit artikel gaat uit van een 12 volt accu. De geschetste principes zijn echter ook van
toepassing op 24 volt accu’s.
Een accu is een energiereservoir. Je kunt er energie uithalen en ook instappen.
Vergelijk dit met een emmer die je kunt vullen met water. Zolang je ‘m niet gebruikt
blijft hij vol (afgezien van een klein lekje of druppelende kraan) en als je water
aftapt loopt hij leeg. Het uitstromende water kan energie geven aan bijvoorbeeld
een schoepenradje, dat elektriciteit zou kunnen opwekken.
Een accu bestaat in essentie uit een combinatie van lood en zuur, en wordt daarom
in de volksmond een lood(zuur‐) accu genoemd. De loodplaten hangen letterlijk in
een bak met zwavelzuur. Een accu is opgebouwd uit cellen. Eén enkele cel heeft,
indien opgeladen, een spanning tussen de + en – aansluiting van ruim 2 volt. Een 12
volt accu bestaat daarom uit 6 van dergelijke cellen die aan elkaar zijn geschakeld
(serieschakeling). Een 24 volt accu bestaat uit 12 cellen van 2 volt, uiteraard
ondergebracht in één behuizing.
De ideale accu voldoet aan de volgende criteria
-Je kunt hem helemaal vullen
-Alle energie die erin gaat, kan er ook weer uit
-De energie kan er zeer snel uit worden gehaald (voor veel vermogen)
-Je kunt hem oneindig vaak op‐ en ontladen
-Hij heeft geen zelfontlading
-Hij vraagt geen onderhoud
Het zal u waarschijnlijk niet verbazen dat dit ideaal niet kan worden bereikt. In een
voortdurend streven om toch in de buurt te komen, bestaan er veel verschillende
soorten accu’s, gevoerd door nog meer merken.
Voor serieus mobiel gebruik valt de startaccu af. Een startaccu van een auto is
gemaakt om gedurende een korte tijd veel stroom te kunnen leveren. Dit type accu
mag niet teveel worden ontladen. Er kan dus relatief weinig energie uit worden
gehaald. Het verschil met een huishoudaccu is voornamelijk de oppervlakte van de
platen met lood in de accu. Naarmate de oppervlakte van de accuplaten toeneemt,
kan het zuur makkelijker de platen binnendringen wat een grotere stroomafgifte
mogelijk maakt. Het voornaamste kenmerk van een startaccu is dan ook dat deze
grote en dunne platen heeft. De startaccu is niet geschikt voor cyclische belastingen
(dat wil zeggen voortdurend laden en ontladen) in een 12/24 Volt‐systeem om de
verlichting te voeden. Een startaccu is relatief goedkoop.
Voor mobiel gebruik is er de (semi)
tractie accu.
De semitractie accu wordt het
meeste gebruikt voor recreatieve doeleinden en wordt meestal aangeduid als
huishoudaccu. Hij is ten opzichte van een startaccu duurder in aanschaf, maar veel
fijner om te gebruiken. De accu kan veel dieper worden ontladen. In een gel‐accu is
het vloeibare loodzuur gevangen in een gel. Dit biedt voordelen zoals een nog
diepere ontlading, geringe zelfontlading en flexibele montagemogelijkheden. Daar
staat wel een hoog prijskaartje tegenover evenals een lagere capaciteit in
verhouding tot zijn gewicht dan de vloeistofaccu.
Welke accu u ook heeft, zorg er voor dat een accu nooit langere tijd ontladen blijft.
Een accu, welk type u ook heeft, vindt het niet fijn om ontladen te zijn. Een ontladen
of “lege” accu is aan vorming van sulfaat onderhevig. Dit onoplosbare zout
verzamelt zich onderin de batterij en tussen de loodplaten. Een te lange slechte
laadconditie verergert de sulfaatvorming en bedreigt de levensduur van de batterij
met daaraan gepaard gaand capaciteitsverlies.
Heeft u een accu gedurende langere tijd gebruikt, laad hem dan weer helemaal op
zodra dat enigszins kan. Ook een accu die lange tijd niet gebruikt is moet regelmatig
worden bijgeladen omdat hij aan zelfontlading onderhevig is. Een normale, ‘natte’,
accu kan wel tot 10% van zijn lading per maand spontaan verliezen, een goede gelaccu
circa 2%. De energie die een accu kan leveren is tevens afhankelijk van de
omgevingstemperatuur. Dit verklaart het bekende fenomeen van weigerende
startaccu’s, die in ieder geval niet tot minder dan 80% van hun capaciteit mogen
worden ontladen, in de winter.
Hoe weet ik wanneer een accu leeg is?
Wat is nu de beste manier om te bepalen hoever een accu ontladen? De beste manier
is door het meten van de zuurgraad van de elektrolyt in de accu. Dit is zwavelzuur
en gezien de zeer bijtende eigenschappen, sterk af te raden. De beste volgende
methode is door te meten wat de spanning van de onbelaste accu is.
Voor een goede meting mag de accu niet belast zijn en na een belasting 10 minuten
rust hebben gehad. Meet de spanning met een goede, bij voorkeur digitale,
voltmeter. Mobilenergy.nl levert hiervoor een goedkope, accurate digitale meter die
geschikt is voor zowel 12 als 24 volt accu’s.
Laadtoestand accu % ontladen s.m. elektrolyt Rustspanning in
volt
100% 0 1,28 12,72
80% 20 1,245 12,51
60% 40 1,21 12,30
40% 60 1,175 12,09
20% 80 1,14 11,88
0% 100 1,10 11,64
Tabel 1 Relatie tussen laadtoestand 12 volt accu, klem (rust)
spanning en zuurgraad
Hoe accu’s correct te laden
Een accu is een opslagvat voor energie. Om er iets uit te halen (ontladen) moeten we
hem eerst vullen (laden). Er moet dus energie worden toegevoegd. Zoals u
misschien bekend is, is voor energie in een elektrisch circuit spanning en stroom
nodig. In zijn eenvoudigste vorm bestaat een acculader uit een spanningsbron
(voeding) en een weerstand om de stroom te begrenzen. Deze combinatie laat,
aangesloten op een accu, een stroom vloeien. De spanning over de accuklemmen en
de stroom zorgen ervoor dat er energie in de accu vloeit. De aangebrachte spanning
op de accuklemmen moet echter wel binnen een kritisch bereik liggen.
Om de batterij te laden, moet door een externe spanningsbron de celspanning
worden opgevoerd tot een waarde boven de 2,1 Volt. Aan de laadspanning zijn
grenzen verbonden i.v.m. de overmatige vorming van waterstofgas (de
“gasspanning”). Bij 2,35‐2,4 Volt per cel zal die ongewenste gasvorming optreden.
Bij een gewone 12 Volt batterij is dat bij 14,1 tot 14,4 Volt batterijspanning.
Tussen het laadsysteem en de accu moet daarom een laadregelaar geplaatst zijn, die
voorkomt dat de accu te lang geladen wordt. Een accu wordt als geladen verondersteld, als de spanning tijdens het laden 14,2V bedraagt en het laden dient
dan gestopt te worden.
Er zijn een aantal methodes om een accu te laden, waaronder:
-Via de dynamo en het bijbehorende laadcircuit van het voertuig (noodzakelijk
voor startaccu’s). Gebruikelijke want gemakkelijke, doch vrij rigide, manier om
een accu voortdurend tijdens het rijden bij te laden. Bovendien gooit de lange
bedrading van de autodynamo naar de huishoudaccu roet in het eten. Door de
weerstand daarvan blijft de laadstroom een stuk lager dan gewenst is.
Hierdoor wordt de accu niet voldoende opgeladen. Een vrij complexe
elektronische schakeling, booster genaamd, kan hier uitkomst brengen. Helaas
zijn maar weinig caravans of campers hiermee uitgerust.
-Via een zonnepaneel. Deze methode zorgt voor continu bijladen van de accu,
zodat u deze niet steeds zelf aan een acculader hoeft te koppelen. Helaas is een
zonnepaneel nog een duur luxe‐item en voor velen daarom niet toepasbaar.
-Via een acculader die gevoed wordt door 220 volt (stopcontact). Deze methode
staat de meest accurate lading van een accu toe.
Op de laatste methode, laden via een 220 volt lader, gaan we nu nader in.
Laden met een 2,3,of 4trapslader?
Hoewel we, zoals eerder gezegd, eenvoudig kunnen opladen via een (begrensde)
spanningsbron met een bepaalde weerstand heeft de praktijk uitgewezen dat dit
niet de meest ideale manier van opladen is. Daarnaast is deze methode ook vaak
onpraktisch omdat u zelf in de gaten moet houden wanneer het laden moet stoppen.
Deze manier is daarbij niet geschikt voor continu laden (‘druppelladen’) en er is
gevaar voor overlading, en bijkomende vergassing van het accuzuur
Voor het optimaal laden van een accu is gebleken dat deze het beste in een aantal
stappen kan worden opgeladen.
Deze stappen worden genoemd:
1. Bulk: opladen via een constante laadstroom. Hiermee wordt de accu op de
juiste spanning gebracht (ca 14,4 volt) om vervolgens door te gaan naar de
absorption fase. In deze fase ontvangt de accu de meeste lading. De accu is na
deze fase 75 tot 90% geladen.
2. Absorbtion: lading op basis van een constante laadspanning. De laadstroom
neemt steeds meer af. De bulk‐ en absorptionfase samen zorgen feitelijk voor
het volledig laden van de accu (tot 100%). Hoe meer de accu ontladen was, des
te langer duren deze fases samen.
3. Float of trickle (druppel): tevens op basis van een constante laadspanning. Hier
start de onderhoudsmode van de accu (vaak wordt deze stand de
‘druppelstand’ genoemd). De accuspanning wordt verlaagd en dan gaat de accu
in ’storage’ modus. De lagere ’storage’ spanning vermindert corrosie van de
positieve platen.
4. Storage: In deze blijft de laden vervolgens continu actief. De laadspanning ligt
op of iets boven het niveau van de onbelaste spanning tussen de accuklemmen.
Alleen 4‐traps laders kennen dit volledige onderhoudsschema. Deze laders zijn
ideaal voor het continu onderhouden van accu’s van campers en motoren tijdens
hun winterstalling.
Een 4‐traps acculader zorgt ervoor dat alle fasen nauwkeurig worden doorlopen
met een zo optimaal mogelijk geladen en geconditioneerde accu als gevolg.
Als een accu niet regelmatig diep ontladen wordt, kan een 2‐traps laadcurve
gebruikt worden (bulk gevolgd door float). Tijdens de eerste fase wordt de accu
geladen met een begrensde stroom (de ’bulk’ fase). Zodra een vooraf ingestelde
spanning wordt bereikt, wordt de accu op die spanning gehouden (de ’float’ fase).
Deze laadmethode wordt gebruikt voor startaccu’s in voertuigen, en in
ononderbroken stroomvoorzieningen. Ontladen van de accu en tegelijk laden is met
dergelijke laadcircuits mogelijk.
Een nadeel van de 2‐traps lader is dat de batterij bij overschakelen van bulk naar
float niet helemaal geladen is, maar slechts 75 tot 90%. In float mode wordt de
batterij maar heel langzaam bijgeladen. Een dergelijke lader is daarom niet echt
geschikt voor mobiele toepassingen waarbij de capaciteit van de batterij optimaal
moet worden benut.
Het moge duidelijk zijn dat snel laden gecombineerd met continue, optimale
performance eigenlijk alleen te realiseren is met een 4‐traps lader. Deze lader sluit
je aan, stel je in en regelt verder alles zelf. Heel comfortabel: geen geknoei met
timers, voortdurend aankoppelen aan de accu is geen probleem. Uw accu gaat
langer en beter mee. De laders die Mobilenergy.nl bijvoorbeeld verkoopt, laden alle met 4 fases om de accu volledig in de watten te leggen zodat u er jaren plezier van
heeft.
Laderkeuze: de optimale laadstroom
De laadstroom gedurende de eerste fase (bulk) van het laden moet bij voorkeur 0,2
C niet overschrijden. Hierbij is C de capaciteit van uw accu in Ampère‐uren (Ah).
Bijvoorbeeld maximaal 20 Ampère voor een 100 Ah accu. De laders die
Mobilenergy.nl verkoopt hebben altijd keuze tussen 2 laadstromen. Wij dekken met
de volgende modellen de accugroottes van 10 tot 600 Ah:
2+4 Ampère lader voor 12 volt accu’s
4+8 Ampère lader voor 12 volt accu’s
6+12 Ampère lader voor 12 volt accu’s
12+24 Ampère lader voor 12 volt accu's
3+6 Ampère lader voor 24 volt accu’s
Wat gebeurt er bij een te kleine laadstroom?
Als maar lang genoeg geladen wordt dan krijg je met iedere laadstroom de accu wel
vol, zo wordt over het algemeen gedacht. Maar helaas kan een accu beschadigd
worden bij een te kleine laadstroom. Een korte uitleg: door de zwaartekracht zal het
vrijkomende zware zuur (tijdens het laden) onderin de accu blijven. Als de
laadstroom groot genoeg is, zal een voldoende gassing in de accu ontstaan. Hierdoor
ontstaat een goede zuurmenging in de accu, waardoor het soortelijk gewicht van het
accuzuur boven‐ en onderin de accu nagenoeg gelijk is. Dit vergroot de levensduur
van de accu aanzienlijk. Neem daarom altijd een lader met een laadstroom van
tenminste 8% van de nominale capaciteit van de accu.
Hoe lang duurt het voordat mijn accu weer vol is?
Dit hangt af van een aantal factoren: de capaciteit van de accu, de grootte van de
laadstroom, ontlading en kwaliteit van de accu, en of er nog actieve verbruikers zijn
aangesloten op de accu. Bij een ontladen accu is de laadtijd als volgt te bepalen:
Laadtijd = accucapaciteit gedeeld door de laadstroom + 4 uur
Bijvoorbeeld, een 200Ah accu wordt geladen met 24 Ampere laadstroom. De laadtijd
bij een ontladen accu is dan ongeveer 200/24+4 = 12 uur.
Zijn er nog verbruikers aangesloten op de accu dan moet de door deze onttrokken
stroom van de laadstroom worden afgetrokken. Als de verbruikers altijd
aangesloten zijn dan wordt aangeraden een lader met een grotere laadstroom te
nemen.
Onderhoud: wat is druppelladen?
Druppelladen wil zeggen dat een opgeladen accu op peil moet worden gehouden
gedurende een langere tijd, bijvoorbeeld in een winterstalling. Voor druppelladen
van bijvoorbeeld een 200Ah accu is slechts een lader van zeg 2 Ampère nodig. Maar
dan moet u wel zeker weten dat de accu volgeladen is, want een dergelijk lader kan
nooit een lege accu vol krijgen. Druppelladen is feitelijk de laatste (3e of 4e fase) van
het laadproces, en vereist een lader die in deze speciale modus kan schakelen.
Bron:www.mobilenergy.nl
