Spotřeba nafty a nabíjení akumulátorů pomocí motoru
Jak je to se spotřebou paliva v případě, že potřebujete dobíjet baterky pomocí alternátoru? Kolik nafty je třeba počítat na hodinu dobíjení?
Probereme si případ, kdy nám nezbyde nic jiného než nabíjet baterie alternátorem motoru bez toho, abychom zároveň pluli na motor. Nejdříve se vrátíme o několik kroků zpět a popíšeme si logiku stojící za výběrem alternátoru na plachetnici.
Typ alternátoru
Něžný automobilový alternátor není na loď vhodný z jednoduchého důvodu. Výkon (rating) alternátoru – např. 55A ,se udává při 6000 ot. a tedy i při převodu 2:1 to znamená 3000 ot. motoru. Při volnoběžných otáčkách motoru alternátor nedobíjí vůbec, nebo velmi málo. Do cca. 4000 ot. (alternátoru) nemůžeme očekávat žádné zázraky. Potřebujeme tedy alternátor určený pro práci v nízkých otáčkách. Většinou se označují jako „low RPM alternators“. Protože se používají třeba v autobusech, nejsou příliš vzácné a jsou na malý lodní diesel osazeny přímo od výrobce. Jsou schopné dodávat 80 % výkonu při 2000 – 2500 ot. tedy při 1000 – 1250 ot. motoru (maximální výkon dají kolem 3500 ot. alternátoru, tedy 1750 ot. motoru).
Výkon alternátoru
Vhodný výkon alternátoru závisí nejen na velikosti baterií, ale i na jejich typu. Ideální je takový výkon, který jsou baterie schopny vstřebat v první fázi nabíjení, tedy do cca. 80 % své kapacity. Tato schopnost závisí na typu a provedení baterie a pohybuje se od 25 % kapacity po 50 %. Pokud tedy máme baterii o kapacitě 220 Ah, je podle typu schopná nabíjení proudem od 55 A do 110 A. Vezmeme modelový motor Yanmar, který je standardně osazen 125 A alternátorem. Pokud jsme schopni nabíjet proudem 55 A je zbytečně velký. Pokud 110 A, tak je tak akorát, protože po zahřátí výkon alternátoru o něco klesá.
Zdlouhavé nabíjení
Posuňme se opět dopředu k našemu nabíjení. Vymodelujme si situaci, že kapacita našich baterií je 400 Ah a akceptují proud 160 A (40 % kapacity je běžný údaj pro slušné AMG baterie). Alternátor má výkon výše uvedených 125 A.
Baterie máme kriticky vybité, jinak bychom asi netrápili sebe ani okolí hlukem motoru. Řekněme si tedy, že jsme na 30 % kapacity pod kterou nechceme kvůli životnosti baterie jít a naopak se potřebujeme dostat na 80 % (více nemá cenu, nabíjení nad 80 % probíhá velmi pomalu) před nadcházející nocí.
Co nás tedy čeká? Potřebujeme baterii doplnit ze 30 % tedy 120 Ah na 80 % tedy 320 Ah. Rozdíl je 200 Ah a k dispozici máme alternátor s nominálním výkonem 125 A. Budeme optimisticky počítat s reálným nabíjecím proudem 120 A. Čeká nás 200 Ah : 120 A = 1,7 h nabíjení při asi 1750 ot. motoru.
Větší alternátor?
Není to lákavá perspektiva. Můžeme si pomoci větším alternátorem? Jak jsme spočítali, nejvyšší nabíjecí proud je 160 A, který by dobu nabíjení zkrátil na 200 Ah : 160 A = 1,25 h. Investovat do výměny alternátoru by v tomto případě podle mého nemělo až takový smysl.
Spotřeba při dobíjení
Pokud bychom si ještě chtěli něco říci o spotřebě, tak jeden renomovaný výrobce udává jako dobrý odhad příkon 1 hp (0,73 kW) potřebný pro 25 A proudu ve 12 V systému. My tedy pro naše dobití potřebujeme výkon 120 A : 25 A x 0,73 kW = 3,5 kW po dobu 1,7 h a tedy 3,5 kW x 1,7 h = 6 kWh energie. Při spotřebě 220 g/kWh by tedy měla být spotřeba 6 kWh x 0,22 l/kWh = 1,3 l nafty. Byla by to nejspíše pravda, pokud bychom si tento výkon odebírali s běžně zatíženého motoru. Protože ale motor jede prakticky na volnoběh (mnoho energie a tedy i paliva spotřebuje jen na svůj běh) tipoval bych spotřebu kolem 2,5 l.