Lyhyt kurkistus veneen sähköihin

SÄHKÖ
Tässä käsitellään vain veneen 12V sähköjärjestelmää mahdollisimman yksinkertaisesti.
Ilmaisuissa on käytetty mieluummmin selkokielisyyttä, kuin tarkasti teknisiä.
Pieneltä matematiikalta ei voida välttyä.
Sähkön perus-ominaisuuksia kuvataan viidellä arvolla:
(edessä kirjain, jota käytetään yhtälöissä, suluissa laatu):

• U, JÄNNITE (V, Voltti) -kuinka kova ’paine’ järjestelmässä on
• I, VIRTA (A, Ampperi)-kuinka nopeasti sähkö kulkee
• R, VASTUS (Ω, Ohmi)-kuinka hyvin sähkö pääsee kulkemaan
• P, TEHO (Watti) -moottorin tai lampun teho
• E, VARAUS (Wh, Wattitunti) -Paljonko akussa on sähköä
  Varaus ilmoitetaan yleensä 12V järjestelmissä myös yksiköllä Ah, Ampperi-tunti, kun akun
  jännitteeksi oletetaan 12.6V.
  Tällöin esim 65 Ah akussa on 12.6V*65Ah = 819Wh, eli 0.82 kWh.
  Yhtälöitä
  U = I * R,
  I = U / R,
  R = U / I
  P = U * I,
  P = U * U / R
  E = U * I * t (t on aika)
  Veneellä riittää, kun osaa mitata jännitteen ja vastuksen.
  AKUT
• Veneiden ja autojen sähköjärjestelmien jännitteen sanotaan olevan 12 V,
  vaikka jännite on 12 V – 14.2 V. Laskuissa kannattaa käyttää 12.6 V.
• Terveen lyijyakun lepojännite on 12.6 V, kun se on seisonut yli puoli tuntia johdot irrotettuna
• Jännite laskee akkua käytettäessä, mutta palaa yleensä tuohon lepotilaansa 12.6 V, kun mikään ei
  käytä sähköä, eikä akkua ladata. Akun jännitteestä on vaikea päätellä, kuinka paljon siellä on
  sähköä tai kuinka hyvä akku on. Akun huonontuessa sen lepojännite laskee. 12.3 V on jo
  vaihtorajalla, 12.1 V voi jo aiheuttaa vaikeuksia veneessä.
• Moottorin käydessä tai muuten ladatessa jännite pitää olla 13.8 V – 14.2 V, ellei akkua samalla
  kuormiteta. 13.8 jättää akun hieman vajaaksi.
• Akku on rikki, jos lepojännite on alle 10.5V. Akun jännitettä ei koskaan saisi päästää alle 10V
• Lyijyakun jännitteen pitää olla normaalikäytössä 11 V – 14.2V. Korkeampi on parempi.
• Mitä vähemmän akkua kuormittaa, sitä paremmin se kestää. Akun purkaminen tyhjäksi pilaa akun.
  PERUS LYIJYAKKU VAATII YLLÄPITO-HUOLTOA
• Huoltovapaa tarkoittaa sitä, että akku on tehty siten, ettei sitä pysty huoltamaan. Useimmista
  näistäkin saa tulpat näkyviin repimällä päältä teipit pois ja vipuamalla peitekannnen irti. Joissain
  tulpat ovat osa peitekantta.
• Akun nestepinta pitää tarkistaa vuosittain, mieluummin useamminkin ja lisätä tarvittaessa tislattua
  vettä, jota saa autoliikkeistä nimellä akkuvesi.
• AkkuHAPPOA EI lisätä, ellei todella tiedetä, mitä ollaan tekemässä. Mieluummin ei silloinkaan.
• Pilaantuneita akkuja voidaan joskus elvyttää, mutta nykyisillä hinnoilla se ei kannata.
• Nesteen pitää peittää reilusti kennoissa olevat lyijylevyt. Nestepinta n. 2-3cm reiän alapuolella.
• AKUN NESTE ON SYÖVYTTÄVÄÄ. Jos sitä joutuu akun ulkopuolelle, huuhdellaan paikat
  saippualiuoksella tai vaikka maidolla. Se ei kuitenkaan syövytä välittömästi reikiä ihoon eikä
  tavaroihin, vaan vaikutus näkyy vasta seuraavana aamuna.ERILAISET AKUT
  Perus lyijyakku on huollettavissa. Siinä lyijylevyt ovat akkunesteessä suojaamattomina.
  AGM on kuin normaali perusakku, paitsi että levyjen välissä on lasikuitumatto, jonka tehtävänä on
  estää lyijylevyistä irtoavan roskan tippuminen kennon pohjalle, missä se voi tehdä oikosulun.
  Lasikuitu EI vaikuta akun muihin ominaisuuksiin mainosteksteistä huolimatta. AGM-akut on
  yleensä tehty niin, että niitä ei pysty huoltamaan. Oikein valmistetussa AGM-akussa voitaisiin
  käyttää ohuempia lyijylevyjä tiheämmässä, kuin perusakussa, jolloin saman painoisen tai kokoisen
  akun varauskyky voisi olla perusakkua suurempi. Harvoin tätä kuitenkaan näkee
  Geeliakku. Akkunesteeseen on lisätty aineksia, jotka tekevät nesteestä hyytelöä. Geeliakku on
  tarkoitettu lentokoneisiin ja erikoislaitteisiin, joissa akku saattaa joutua väärinpäin. Hyytelö ei valu
  ulos akusta.
  Geeliakkua ei pysty huoltamaan. Monien mallien kyky antaa starttivirtaa on lisäksi rajoittunut.
  Litiumakku LiIon ja LiFePo4 vaativat enemmän tietämystä. Paras kysyä asian selvittäneiltä.
  Pahimmillaan niillä saa veneensä vakuutuskuntoon. LiIon-akkua ei voi kytkeä normaaliin laturiin.
  LiFePo4 akun voi kytkeä, mutta väliin pitää pistää virranrajoitin (DC-DC-sovitin), jotta laturi ei
  hajoaisi. Lisäksi saatetaan tarvita iso diodi tämän virranrajoittimen ohittamiseen riippuen
  virranrajoittimen tyypistä.
  Akkujen ominaisuuksia parannetaan lisäämällä lyijylevyihin muita kemikaaleja. Kuparia (Cu),
  hopeaa (Ag), kalsiumia (Ca) tai antimonia. Näiden tehtävänä on parantaa akun kestävyyttä ja
  virranantokykyä. Joillekin näin parannelluille akuille suositellaan normaalia korkeampaa
  latausjännitettä 14.7V, joka kiehuttaisi normaaliakun pilalle. Nämä toimivat kuitenkin myös
  normaalien laturien kanssa, mutta eivät tällöin anna luvattua varausta.
• 
  Mittaaminen
  Sähkövikojen selvittely perustuu mittaamiseen ja päättelemiseen. Kytkentöjen selvittelemiseksi
  käytetään kynää ja paperia. Johdot kannttaa merkitä vaikka teipeillä.
• 
  Jännitteen mittaus

• Asetetaan mittarin valintakiekko asentoon 20V DC.
• Kytketään yleismittarin miinusjohto akun miinusnapaan ja plusjohto plusnapaan.
• Heilutellaan hieman mittapiikkejä huonon kontaktin varalta
  • Vastusmittaus
    Harvemmin tarvittava taito, mutta hyödyllinen.
• Sammuta moottori, irroita maasähkö irroita akun liitin tai käännä kytkin pois.
• Mittarin valintakiekosta 2000 Ohm
• Mittarin toinen johdin mitattavan laitteen toiseen liittimeen ja toinen toiseen
• Jos näytöllä on 0.00, on mitattavan vastus mittausalueelle sopivaa pienempi – Käännetään
  valintakiekko pienemmmälle. Jos se pienimmälläkin näyttää 0.00, on laitteessa oikosulku

• Jos näytössä on numeroita, sähkö kulkee, otetaan lukema talteen
• Jos näytöllä on – – -, on yhteys mahdollisesti katki
  Oikosulku tarkoittaa sitä, että sähkö kulkee esteittä mitattavan laitteen läpi. Esimerkiksi johdon
  päästä päähän tai katkaisimen läpi. Tai kaksi johdinta nojailee toisiinsa ilman lupaa.
  Nollasta poikkeava arvo kertoo laitteen ominaisuuksista. Tässä tarvitaan matematiiikkaa:
  Jos lukema (Ω ) oli vaikkapa 48, ja akun jännitteeksi (V) ajatellaan 12.6V, saadaan laitteen läpi
  kulkevaksi virraksi normaalikäytössä 12.6 V/48 Ω=0,2625A (U/R=I).
  Useimmmissa tapauksissa ei tarvita yleismittaria kaapelointien ja kytkimien tutkimiseen. Edellä
  kuvatun 12V hehkulampun ja johdonpätkien lisäksi tarvitaan 12V jännitelähde. Kytketään
  jännitelähde, polttimo ja mitattava laite peräkkäin ja katsotaan, hehkuuko lamppu.
• 
  
  Yksinkertaisin laite
  jännitteen toteamiseen on
  hehkulamppu, jossa on
  kiinni johdot
  Sarjaankytkentä
• Kun kaksi laitetta on kytketty peräkkäin, niiden läpi kulkee sama
  virta, mutta niiden jännitteet riippuvat niiden vastuksista. Kun
  kytkee kaksi akkua peräkkäin, plus miinukseen, saadaan
  kaksinkertainen jännite, jolla on helppo rikkoa veneen sähkölaitteet.
  Varaus pysyy samana. Kahdesta 65Ah akusta saadaan 65Ah.
  Rinnankytkentä
• Kun kaksi laitetta on kytketty vierekkäin, niiden jännite on sama
• Kaikki veneen laitteet ovat rinnakkain.
• Kun kytkee kaksi akkua rinnakkain, plussat plussiin ja miinukset
  miinuksiin, saadaan 12V, mutta tarvittaessa isompi virta ja varaus.
  Kahdesta 65Ah akusta saadaan 130Ah.
• Kahta erilaista tai -kuntoista akkua ei kannata kytkeä rinnan,
  koska huonompi syö parempaa.Laitteiston kytkentä
  Yleensä veneessä on kahdet akut: starttiakku ja hupiakku.
  Akut erotetaan laitteista pääkytkimillä. Laturista irrottamista ei saa tehdä koneen käydessä, koska
  laturi voi hajota.
  Starttiakku erotetaan kulutuslaitteista kun moottori ei käy, jottei starttiakku tyhjenisi. Joko käsin
  käytetyillä kytkimillä, diodeilla tai automaattireleellä. Automaattirele on vaivattomin. Sen kautta
  hupiakku alkaa latautua laturin noustessa riittävän korkeaksi. Käsikytkimessä on vaarana, että
  starttiakku tyhjenee, jos hupiakkua käytetään liikaa. Diodeita käytetään vain pienen laturin
  yhteydessä.
  Aurinkopanelia ei kytketä suoraan akkuihin, koska jännite voi nousta liian korkeaksi. Väliin tulee
  lataussäädin, jollaisia on kahta tyyppiä: PWM ja MPPT. MPPT lataa akkua hieman
  huonommissakin olosuhteissa. Käytännössä ero on aika pieni. Säätimen jälkeen virta on hyvä jakaa
  diodeilla akuille. Virrankestoisuuden pitää olla riittävä. Isoja virtoja käsitelllessä diodeissa pitää olla
  jäähdytyslevyt.
  Säätimen ja akkujen välistä johtoa EI SAA irrottaa, kun paneli on kytkettynä. Säädin voi hajota.
  Invertteri
  ei oikeastaan ole invertteri, vaikka mainosmiehet ovat alkaneet käyttää tätä nimeä.
  Sana ’invertteri’ tarkoittaa jännitteen kääntäjää.
  Invertteri tekee 12V tasajännitteestä 240V vaihtovirtaa. Jos 240V laite tarvitsee vaikkapa 5A virtaa,
  sen teho on 240V5A=1200W (UI=P). 12V jännitteellä 1200W/12.6V=95A (P/U=I).
  100A akku pystyisi antamaan tälle laitteelle virtaa yhden tunnin.
  Mikäli käytettävään laitteeseen on saatavilla 12V virtalähde, kannattaa mieluummin hankkia
  sellainen. Esimerkiksi kännykät, tietokoneet, televisiot, porakoneet, partakoneet.
  Hiustenkuivaimia, leivänpaahtimia ja sähkökeittimiä käytetään vaan rannassa maasähköllä.
  Invertterin käyttö veneessä on aina hieman riskialtista 240V jännitteen ja suurten virtojen takia.
  Huomattavaa
• LED-valaisimia, elektroniikkaa ja muita puolijohteita ei pysty mittaamaan yleismittarilla ilman
  erikoisjärjestelyitä.
• Elektroniikan pitää olla oikein päin kytkettynä jännitteisiin. Muuten voi savu nousta.
• Suurin osa sähkölaitteiden ongelmista johtuu liittimistä ja hapettumista.
• Vesitiivis tarkoittaa sitä, että kosteus pääsee sisään, mutta vesi ei pääse ulos.
• Liittiminä kannattaa suosia jousikuormitteisia (esim. Wago).
• Johtimina käytetään mahdollisimman paksuja ja ainoastaan monisäikeisiä.
• Halpa verkkovirtalaturi ilman jännitteenrajoitinta voi tuhota akun, joten sen jännitettä pitää koko
  ajan tarkkailla.
• Veneessä kannattaa olla kiinteä digitaali-jännitemittari ja sitä kannattaa oppia ymmärtämään.
  Lisäksi
  Hyvin harvassa liikkeessä kannattaa kysyä myyjältä mitään teknistä. Myyjä on kaupallinen
  koulutus, ei teknisten alojen. Laitteiden tekniset tiedot hän lukee tuotteen pakkauksen kyljestä,
  mistä ostajakin voi sen lukea.
  Julkaisija:
  Turun Työväen Pursiseura ry
  2025
  Moitteet, kehut, lisäys-, parannus- ja korjausehdotukset:
  ptmusta@hotmail.com.