Acculaders een bron van energie.

In een ander stukje heb ik het over Nat/vloeistof,MF,Calcium/calcium,VRLA,GEL,AGM (Vlies) accu’s  gehad, die moeten allemaal weer een keer worden op of doorgeladen,vandaar dit vervolg.

Het doel van de batterij                                                                                                                       
Het doel van de batterij is het opslaan van elektrische energie, welke op elk willekeurig tijdstip gebruikt kan worden. Ik vergelijk een accu vaak met een spaarpot. Iedereen kent de spaarpot, een eeuwenoud product. Een product met als eigenschap dat je er iets in moet stoppen om vermogen te krijgen en de wetenschap dat de inhoud minder wordt bij gebruik ervan.

Wat gebeurt er in een cel tijdens het laden?                                                                           
Tijdens het laden vindt het omgekeerde plaats als bij het ontladen, doordat elektrische energie wordt toegevoerd in richting tegengesteld aan die bij het ontladen; hierdoor vindt wederom een chemische reactie plaats, waarbij uit het loodsulfaat van de platen zwavelzuur vrijkomt, waardoor het soortelijk gewicht van het elektrolyt weer toeneemt. Verder wordt aan het einde van de lading het water ontleed in waterstofgas en zuurstofgas, welke gassen in een bepaalde verhouding een explosief mengsel kunnen vormen. In verband hiermee is het dus duidelijk waarom de aanwezigheid van open vuur of vonken in de nabijheid van een batterij tijdens het laden zeer gevaarlijk kan zijn!

De Philips Gelijkrichter is in 1923 door N.S.F. in opdracht ontworpen. Philips plaatste in dat jaar een advertentie met de vraag welke firma een goede acculader zou kunnen ontwerpen en produceren. N.S.F. (Nederlandse Seintoestellen Fabriek in Hilversum) gaat in op deze uitdaging. Philips hield zich toen der tijd alleen bezig met gloeilampen en radiobuizen, je zou kunnen zeggen dat dit de eerste stap van Philips was richting de fabricage van apparatuur. Ik weet nog dat mijn vader de bootaccu oplaadde met zo’n lader op zolder, die was dan sinister verlicht.

Conventionele laders
Met conventionele laders worden alle 50 Hz laders bedoeld. Zij transformeren de hoge netspanning met behulp van een grote zware transformator aan de walstroom zijde omlaag naar een lagere wisselstroomspanning aan de accu zijde. Een gelijkrichter maakt van de 50 Hz wisselstroom een gelijkstroom voor de accu. Dit is geen zuivere gelijkstroom en spanning, maar deze pulseert enigszins. Dit wordt rimpelspanning genoemd en veroorzaakt het brommende geluid in de lader en de accu. 
Netspanningfluctuaties aan de walstroom zijde van de transformator veroorzaken overeenkomstige schommelingen aan de accu zijde, waardoor de lader kan afslaan. Tijdens het transformatieproces treden omzetverliezen op in de vorm van nutteloze warmte, waardoor het elektrisch rendement betrekkelijk laag ligt. Met andere woorden: er gaat meer elektrische energie naar de primaire zijde van de lader, dan er aan de secundaire zijde uitkomt. Afhankelijk van het vermogen van de lader ligt de normale laadtijd voor een batterij die 60% ontladen is, globaal ergens tussen de 6 en 12 uur.

Waarschuwing: gebruik nooit een trafolader (een trafolader is te herkennen aan zijn relatief hoge gewicht) voor het laden van een aangesloten accu. Op het moment dat de accu bijna vol is dan kan de rimpelspanning zorgen voor een piek van 16 volt of hoger. Boord of de motormanagement computer en navigatieapparatuur,decoder en bv. een LCD tv begeven het definitief boven een spanning van 15,5 volt.

Automatisch laden met de drie trapslader                                                                     
De eerste trap is de bulkfase. Met een minimale spanning (voltage) wordt er maximaal stroom (ampères) geladen. De laadspanning is afhankelijk van de ladingsgraad van de accu op dat moment en de laadspanning past zich steeds aan de status van de accuspanning aan. De accu neemt in deze fase alle stroom aan die de lader kan leveren tot hij tot 80% geladen is (AGM en GEL accu’s tot 90%). Tijdens het bulken is er geen of weinig weerstand. Het is dus belangrijk dat de lader voldoende vermogen levert, zo’n 10-20% van de accucapaciteit. Aan het einde van de bulkfase loopt de spanning en de weerstand en dus de temperatuur op. Dit luidt de tweede fase, de absorptiefase of de nalaad fase.

Tijdens deze tweede trap wordt de accu met een maximale voltage (14,4 volt voor een 12 volts accu) tot 100% volgeladen. In deze fase is het belangrijk dat geen rimpelspanning optreedt in de lader. De spanning is constant en de laadstroom is afhankelijk van de ladingsgraad van de accu. Deze fase is de meest kritische fase voor iedere accu.                               
De snelheid van de 2e ladingsfase duurt 3-4 uur en is afhankelijk van de conditie, de soort en de temperatuur van de accu.

Op het moment dat de accu voor 100% is geladen, schakelt een elektronische 3 trapslader automatisch over naar de 3e trap; de float fase of druppelfase. Tijdens deze 3e fase wordt de accu in conditie gebracht. Voor accu’s waarvan de cellen ongelijke metingen laten zien is deze fase belangrijk.

Bepaalde laders kunnen gedurende het hele jaar op de accu aangesloten blijven en zorgen, volledig automatisch, periodiek voor de juiste lading. In feite kunnen deze laadapparaten in veel gevallen direct bij de accu’s permanent worden aangesloten aan de accu en direct op het net worden aangesloten zodra de omstandigheden dit toelaten. Alle gevoelige apparatuur kan in zo’n geval blijven aangesloten.                                                                             

Technici gebruiken deze apparaten ook wel tijdens het wisselen van accu’s van piekspanning gevoelige apparatuur, machines of auto’s die een boordcomputer of navigatie-installatie bezitten.

Temperatuur gecontroleerd laden                                                          
Een aantal acculaders is voorzien van temperatuurcompensatie. Dit houdt in dat de lader de laadspanning aanpast aan de accutemperatuur. Hiertoe dient een temperatuur sensor op de accu te worden aangebracht. Een koude accu mag namelijk met een hogere laadspanning geladen worden dan een warme accu, omdat de gasspanning daalt bij hogere temperaturen.

Lader capaciteit                                                                                                                                
Over het algemeen is een lader tussen de 10 en 20% van de accu inhoud in Ampères aanbevolen. Dit is om de laadtijd niet te lang te laten duren maar ook om bij het “koken” een goede menging van de accuvloeistof te bewerkstellen. Bij lader van bv. 5% lukt dit niet.

Om parallel of in serie geschakelde accu’s goed te kunnen laden is het belangrijk deze op de juiste wijze te verbinden, zodat alle accu’s worden ontladen en geladen. Wanneer dit niet is gedaan zal er een accu zeer snel door het bv. niet goed doorladen een hogere weerstand krijgen als de andere in het accu pakket. Met als gevolg een snellere veroudering van deze accu en achteruitgang van het gehele accupakket.

Goede laders zijn oa. Victron, Mastervolt, Studer, Sterling, Proosten.

Gr. Wim IJtunnel1