For lithium DIY-batterier, hvorfor bruker ikke alle 48V?

[ALOSV]

Kort sagt: hvorfor bruker folk 12V og ikke 48V-systemer som er billigere og kraftigere?

 

Hei folkens. Ser at det er mye info både her og andre steder og jeg har lest masse, men er litt utbrent og har ikke tid til å lese alt akkurat nå. Har mulighet til å plukke opp noen brukte lithium-ion celler på søndag (Nissan leaf hybrid) ifm påsken. Det er 40Ah 4.2V celler (3.7 nominell). 200kr stk. Tre celler i serie blir 12V, 6 celler 24V, 13 celler 48V (48.1). 

 

Jeg bygger båt nå for første gang og har for øyeblikket ingen batterier i båten. Ønsker å holde forbruket nede, i første omgang er det snakk om 1-2 vannpumper, 1 lensepumpe, lanterner, led lys, 1-2 datavifter (kjøkken/toalett) og lading av mobil/PC. Dette krever ikke mer enn ca 1200W eller ett 12V 100Ah lithium batteri og kanskje et 200W solpanel etter mine beregninger (ball park figure). Dette vil koste meg 2500kr totalt (9 celler) med (3 stk) daly BMS fra Kina med BT funksjonalitet (én BMS per tre celler). Kontra ca 7000kr for et nytt LiFePO4 batteri tilsvarende. (Har vurdert å bestille egne LiFePO4-celler da disse er tryggest men jeg klarer ikke forstå meg på kvalitetsforskjellene eller import- og tollregler. For denne diskusjonen er det irrelevant.)

 

Men så tenkte jeg, hvorfor kjører jeg ikke bare 48V? 13 celler gir meg ett 48V 40Ah (2.6kW) batteri til 3200kr (totalt med BMS). Dette gir en kapasitets- og prisøkning på 31% hvor kostnader på alt av komponenter, MPPT, ledninger og ikke minst spenningstap vil være betydelig redusert. (Høyere spenning, lavere strøm, billigere komponenter). Eneste jeg trenger ekstra er en 48-12V omformer (siden 58V forbruksutstyr for båt i praksis ikke kan oppdrives) feks fra Victron som koster 1500kr for 20A. 

 

Hvorfor gjør ikke alle dette? Har jeg misforstått noe her? Kompis av meg sier han bare brukte 2000kr totalt på alt av med ledninger, brytere etc i båten (12V og 220V landstrøm) som jeg ikke synes var så mye. Han har riktignok ingen solceller og svært få 12V-forbrukere.. 

 

Største ulempene jeg kan se er:

- sikkerhet. Mulighet for potensielt livsfarlig støt ved ekstremt uforsvarlig håndtering under spesielle omstendigheter (våte hender, kutt i huden, kontakt med både positiv og negativ poler).

-om jeg ønsker å utvide banken må jeg ha 13 celler til, altså 3200kr er minstepris for økning (dobling). 

 

Alle innspill tas imot med takk. 

[Bårdp]

48V anlegg er på alle måter bedre en 12V anlegg. Men batterier fra biler bør ikke brukes i båt der bør en gå for LiFe batterier som er langt mer sikre.

[Swingswong]

Jeg kan begynne med dette:

Is LiFePO4 better than lithium ion? The LiFePO4 battery has the edge over lithium ion, both in terms of cycle life (it lasts 4-5x longer), and safety. This is a key advantage because lithium ion batteries can overheat and even catch fire, while LiFePO4 does not.

 

 

[SveinHa]

48V er jo ikke akkurat særlig livsfarlig men det er jo en god del mer futt i enn 12V... Spørsmålet er vel hvor lett det er å få tak i f.eks. lensepumpe på 48V og til hvilken pris. 12V er jo den store standarden for både bil og båt med et enormt utvalg av komponenter...

 

Men når en snakker om høyere effekter blir jo saken en helt annen. Jeg holder på å bygge solselleanlegg på 8kW og da er det selvsagt snakk om 48v men jeg skal jo heller ikke ha lavspent utstyr tilkoblet...

Redigert 15.April.2022 av SveinHa (see edit history)

[NilsPils]

Stort sett alt av båtutstyr er laget for 12 eller 24 Volt. Pumper, kjøleskap, lensepumper, toilett, lamper . . . .

[Jens_P]

Høyere spenning gjør at det kan brukes tynnere kabler for å overføre samme effekt.

Alternativt kan samme kabel overføre mer effekt når spenning økes.

Fysisk vil samme batteripakke innholde samme energimengde i Wh/kWh uavhengig av om den kobles opp som 12V, 24V eller 48V.

Som andre påpeker er utvalg av utstyr for 48V dårlig, inkludert dynamo for montering på motor. Så du må i såfall inn med omformere til/fra 48V for å få brukt det med tilhørende økt kostnad.

[Komodo]

  Jens_P skrev On 15.4.2022 at 9.53:

... utvalg av utstyr for 48V dårlig, inkludert dynamo for montering på motor.

Vis hele sitatet  

Jeg har ikke noen erfaring med 48V dynamoer, men et kjapt google-søk tyder på at det finnes en del av det. F.eks. denne som er oppgitt til 100A ved 48V.

https://www.auroragenerators.com/product-page/48-volt-dc-generator

 

[Hulda]

Jeg kan fortelle hvorfor ikke Hulda har 48 V:

• Ikke et eneste lys ville funke
• Ingen reléer, og dem er det mange av
• Ingen elektromotorer, og dem er det en del av, ikke engang dassen ville kjøre
• Hovedmotoren ville måtte byttes
• All navigasjon inkl. radar vil ikke funke
• Sikkert noe jeg har glemt

Skulle jeg bygget en ny båt med elektrisk fremdrift, ville jeg vurdert 48 V. Men da som splittet anlegg. 

[Jens_P]

  Komodo skrev On 15.4.2022 at 10.18:

F.eks. denne som er oppgitt til 100A ved 48V.

https://www.auroragenerators.com/product-page/48-volt-dc-generator

Vis hele sitatet  

For all del, det finnes.

Ditt eksempel koster $1.499 ≈ NOK 13 000 i dagens kurs.

 

Nettet flommer ikke akkurat over av 48V utstyr.

Definitivt ikke hyllevare hos Biltema eller tilsvarende.

 

Er nok ikke uten grunn at mange el-biler har 12V utstyr og eget 12V batteri.

 

 

 

Redigert 15.April.2022 av Jens_P (see edit history)

[Hulda]

Spenning er kun en energibærer som gjør at komponenter kan bygges mindre og lettere med samme effekt. Så har man ikke problemer med plass og vekt, er dobling eller firedobling av spenningen for spesielt interesserte. 

[Lars H.]

Vel, det er jo en del praktiske fordeler. Til baugpropellen kjøpte jeg dyre, uhåndterlige kabler på 95mm². Hadde vinsjen vært for 48V (med samme effekten) kunne jeg klart meg med 25mm² kabler.

 

Jeg leste for noen år siden at det var under vurdering å øke spenningen i vanlige biler. Det har jeg ikke hørt noe mer om. Men det var ihvertfall en stor forbedring da det ble overgang fra 6V til 12V.

[Hulda]

Jeg har til og med søkelys på Hulda som er 220 V.  1,5 kvadrat ledninger. 

[tilplan]

Kompromisset her for å kunne redusere kabeltverrsnitt og samtidig ha tilgang på standardkomponenter er vel å gå for 24V. Greit å gjøre det enkelt for seg selv om en ikke har spesiell kompetanse som tilsier noe annet. Størst tilgang er det vel på 12V-komponenter, så jeg hadde nok satset på det. 

Redigert 15.April.2022 av tilplan (see edit history)

[JRK]

Litt på siden,

For den som ønsker mer spenning i hverdagen så finnes det noen protytyper av yrkesbåter med 220 Volt likespenning.

Om man ønsker å kombinere batterier med dieselgenerator er dette en løsning med mindre tap enn konvensjonelle systemer. Mye utstyr i dag for 230V AC har jo  switchmode supply og mange av disse kan man godt kjøre på likestrøm

[Hedwig]

  Lars H. skrev On 15.4.2022 at 14.19:

Vel, det er jo en del praktiske fordeler. Til baugpropellen kjøpte jeg dyre, uhåndterlige kabler på 95mm². Hadde vinsjen vært for 48V (med samme effekten) kunne jeg klart meg med 25mm² kabler.

 

Jeg leste for noen år siden at det var under vurdering å øke spenningen i vanlige biler. Det har jeg ikke hørt noe mer om. Men det var ihvertfall en stor forbedring da det ble overgang fra 6V til 12V.

Vis hele sitatet  

Elon Musk har snakket om dette flere ganger. Blant annet i intervju med Sandy Munro, det begge mente at 48v ville vært bedre. Trakk frem, som du gjør, mindre spenningstap, tynnere ledninger, etc. 

 

Mistenker at det er qwerty vs dvorak situasjon. Det hadde kanskje vært bedre med 48v. Men alt utstyr og kompetanse baserer seg på 12 og 24. Hvis alle hadde valgt 48V ville det kanskje være bedre, men for en enkelt er ulempene ved å gå for noe annet er større enn fordelene. 
Så skal det også sies at mtp hvor mange båter som fortsatt bruker 12V, på tross av at 24V har vært kjent så lenge, så tyder det på at ikke 12V spenning oppfattes som et for stort problem. 

[Vestkystseiler]

  Lars H. skrev On 15.4.2022 at 14.19:

il baugpropellen kjøpte jeg dyre, uhåndterlige kabler på 95mm². Hadde vinsjen vært for 48V (med samme effekten) kunne jeg klart meg med 25mm² kabler.

Vis hele sitatet  

Tja, siden (energi)tapet i kabelen er proporsjonal med kvadratet av strømstyrken, klarer du deg med 1//16 av kabeltverrsnittet dersom du firedobler spenningen.

Dvs. at dersom du trenger 95mm2 ved 12V, greier du deg med 6 mm2 ved 48V.

[Lars H.]

Da må jeg ha regnet feil?

Kan du være så snill å sette opp korrekt regnestykke?

 

Gjerne med et eksempel der både 12V vinsjen og 48V vinsjen er på 2,4kW og 8m kabel.

Så kan jeg se på det og lære imorgen.

Redigert 15.April.2022 av Lars H. (see edit history)

[mthoms]

  Lars H. skrev On 15.4.2022 at 21.18:

Da må jeg ha regnet feil?

Vis hele sitatet  

Den bedste vittighed til dato. Når jeg husker hvad Lars har skrevet om strøm gennem tiden, så vil jeg ikke blive forbavset om han tillader sig selv én regnefejl om året ... og er vel nået til 1998 nu.

 

50A på 6mm2 over 8m? ikke i min båd.

[Komodo]

  Vestkystseiler skrev On 15.4.2022 at 18.43:

Tja, siden (energi)tapet i kabelen er proporsjonal med kvadratet av strømstyrken, klarer du deg med 1//16 av kabeltverrsnittet dersom du firedobler spenningen.

Dvs. at dersom du trenger 95mm2 ved 12V, greier du deg med 6 mm2 ved 48V.

Vis hele sitatet  

Er dette virkelig riktig? I så tilfelle må jeg oppdatere kunnskapene mine om strøm, spenning og ledningsevne en smule. Dette var nytt for meg. 

[Olevine]

 

Jeg måtte sjekke om dette stemmer, og fant flg på denne nettsiden: http://energipolitisk.no/temasider/tap-i-nettet/

Høy spenning vil redusere det prosentvise tapet ved overføring av elektrisitet. Men for alle spenningsnivå gjelder de fysiske lover som tilsier at en dobling av mengden strøm vil firedoble tapene.

[Lars H.]

Kanskje rydde litt opp i hva en mener med tap, effekttap (Watt) eller spenningstap (Volt)?

Når det gjelder spenningstap, burde det være enkelt.

• Om en dobler lengden på kabelen dobles motstanden (Ohm)
• Om en dobler kvadratet på kabelen halveres motstanden (Ohm)
• Med den samme strømmen (Ampere), dobles spenningstapet (Volt) når lengden dobles.
• Med den samme strømmen (Ampere), halveres spenningstapet (Volt) når kvadratet dobles
• Om en dobler strømmen (Ampere) i en kabel, dobles spenningsfallet (Volt)
•  
•  

Og slik kan en fortsette. Idag har jeg vært en tur i båten og gjort de siste forberedelsen for årets første båttur over helgen fikk bl.annet fylt opp vann og koblet litt elektrisk, håper jeg ikke har surret med Ohm's lov. Nå roper Trude at det er middag og at oksesteiken er ferdig.

 

Ha en riktig fortsatt God Påske alle båtvenner!

 

Lars H.

 

 

[Hulda]

Det samme, @Lars H.

Jeg gidder ikke å lære meg dette ledningssurret når det er andre her inne som har papirer på at de kan det :-) En gang hobbyelektriker, alltid hobbyelektriker.

[Lars H.]

  Hulda skrev On 16.4.2022 at 17.42:

Det samme, @Lars H..  .  .   En gang hobbyelektriker, alltid hobbyelektriker.

Vis hele sitatet  

 

Jeg er data/elektronikk ingeniør. Men jeg er også hobbyelektrikker, hobby rørlegger, hobby maler, hobby bilmekaniker, hobby baker(?), hobby snekker, hobby gartner (huff nei), hobby  .  .  .  .

 

Slik har jeg klart meg i snart 79 år. Er det da en kan kalle seg en altmuligmann/handyman .  .  .  . ?

Uansett, jeg sparte nok noen kroner da jeg satte opp pipen til peisen.

Redigert 16.April.2022 av Lars H. (see edit history)

[Bårdp]

Jeg lever av og lever tavler og motordrivs til større fiskefartøy, forskningsfartøy, og andre arbeidsmåter. Som det er nå får de store tilskudd for og installere batteripakke og DC anlegg. Sandar DC bus spenning i dag på båter med batteripakker er nominelt 1000V. Noe som innebærer at standard 690V AC motorer kan benyttes til det meste.

[NilsPils]

Litt tilbake til det med spenning, ledningstverrsnitt og tap.

 

Selvfølgelig har Lars rett i at dersom du dobler kvadratet på ledningstverrsnittet halverer du motstande og omvendt. Men med mitt resonement etter et par glass rødvin får jeg dessuten at:

 

 - Dersom du går fra 12V til 48 V og samtidig minsker ledningstverrsnittet til 1/4 kan du også minske strømmen til 1/4 for å overføre samme effekt.

 - Du få også samme spenningstapet i ledningen i antall volt som før. Det kan for eksempel være 1 volt.

 - Men 1 V er i prosent fire ganger så mye for 12V som 1V er for 48V.

 - Effektmessig taper du ved 48V bare 1/4 så mye av effekten pga. motstanden i ledningen.

 - Effektmessig kunne du brukt 1/16 av ledningtverrsnittet med samme prosentuelle tap.

 

Men så kommer spørsmålene

 -  tåler ledninge det større effetttapet?

 -  tåler jeg mer rødvin nå . ??