Veneen sähköistys nousee esiin viimeistään silloin, kun kompressorijääkaappi, plotteri ja puhelinten lataus tyhjentävät akun jo toisena iltana saaren rannassa. Tässä artikkelissa käydään läpi, miten veneen sähköjärjestelmä mitoitetaan, millainen akku sopii mihinkin käyttöön, miten lataus järjestetään ja milloin invertteri on hyödyllinen. Hyvin suunniteltu kokonaisuus kestää koko veneilykauden ilman yllätyksiä, ja oikeat valinnat säästävät helposti satoja euroja.
Aloita kulutuksen laskemisesta, ei akun ostamisesta
Ammattilainen ei aloita akkukaupasta. Hän laskee ensin, montako ampeerituntia (Ah) veneessä kuluu vuorokaudessa. Laskentaan tarvitaan kunkin laitteen virrankulutus ja päivittäinen käyttöaika.
Tyypillinen esimerkki on 7-8-metrinen kabiinivene, jolla vietetään viikonloppu Saaristomerellä ilman maasähköä. Kompressorijääkaappi kuluttaa 30-45 Ah vuorokaudessa, plotteri ja kaikuluotain yhteensä 1-2 A käynnissä ollessaan, LED-valaistus muutaman ampeeritunnin ja puhelinten sekä tablettien lataus 5-10 Ah. Kun mukaan lasketaan pilssipumppu ja radio, vuorokausikulutus on helposti 60-80 Ah.
Kulutus kannattaa kertoa vähintään kahdella. Silloin kaksi vuorokautta ankkurissa onnistuu ilman, että moottoria tarvitsee käyttää pelkän latauksen vuoksi.
Akkutyypit: lyijy, AGM ja litium
Märkä lyijyakku on halvin vaihtoehto. 100 Ah:n käyttöakku maksaa noin 120-200 €. Sen käytettävissä oleva kapasiteetti on kuitenkin vain noin puolet nimelliskapasiteetista, koska syvät purkaukset lyhentävät käyttöikää nopeasti.
AGM-akku on huoltovapaa ja kestää tärinää paremmin, joten se sopii avoveneisiin ja ohjauspulpettiveneisiin, joissa aallokko hakkaa runkoa. 100 Ah:n AGM-akku maksaa noin 200-350 €, ja suositeltu purkaussyvyys on edelleen noin 50 %.
Litiumrautafosfaattiakku (LiFePO4) maksaa 100 Ah:n koossa noin 400-900 € laadusta ja akunhallintajärjestelmästä (BMS) riippuen. Siitä voidaan käyttää 80-90 % kapasiteetista, se painaa noin kolmanneksen vastaavasta lyijyakusta ja kestää tuhansia latausjaksoja. Purjeveneessä tai pitkiä viikkoja vesillä viettävässä veneessä hintaero maksaa itsensä takaisin 3-5 vuodessa.
Kaikkiin veneisiin litium ei kuitenkaan sovi. Jos venettä käytetään lähinnä päiväretkiin ja moottori käy suurimman osan ajasta, AGM riittää hyvin. Lisäksi LiFePO4-akkua ei saa ladata pakkasella, mikä on otettava huomioon, jos vene on vesillä jo huhtikuussa tai vielä lokakuun pakkasöinä.
Yleinen myytti: starttiakku käy myös käyttöakuksi
Moni pienen veneen omistaja käyttää samaa akkua sekä moottorin käynnistykseen että kaikkiin kulutuslaitteisiin. Ajatus on, että iso auton akku riittää kumpaankin. Se ei riitä.
Starttiakku on suunniteltu antamaan lyhyt ja voimakas virtapiikki. Toistuvat syväpurkaukset tuhoavat sen ohuet levyt yhdessä kaudessa. Pahimmassa tapauksessa yön aikana jääkaappia pyörittänyt akku ei aamulla enää käynnistä moottoria, kun tuuli on kääntynyt ja ranta on muuttunut legerpaikaksi.
Ratkaisu on erottaa toisistaan starttiakku ja käyttöakku. Väliin tulee latausrele, erotusdiodi tai DC-DC-laturi, ja päävirtakatkaisija erottaa piirit toisistaan. Myös pienessä perämoottoriveneessä tämä on edullinen vakuutus, sillä erillinen latausrele maksaa 40-90 €.
Lataus vesillä ja laiturissa
Veneessä on yleensä kolme latauslähdettä: moottorin laturi, maasähkölaturi ja aurinkopaneeli.
Moottorin laturi riittää lyijy- ja AGM-akuille latausreleen kautta. Litiumakun kanssa tarvitaan DC-DC-laturi, esimerkiksi Victron Orion-Tr Smart tai Ctek D250SE. Litiumakku ottaa vastaan niin suuren virran, että perämoottorin tai sisäperämoottorin laturi voi ylikuumentua. Yamahan ja Mercuryn pienten perämoottorien latauskelat antavat usein vain 6-20 A, joten niistä ei kannata odottaa ihmeitä.
Maasähkölaturi on kotisatamassa paras tapa pitää akut täynnä. 15-30 A:n monivaiheinen laturi riittää useimpiin 6-9-metrisiin veneisiin. Laturia valittaessa kannattaa tarkistaa, että sen latausprofiili sopii käytettävään akkutyyppiin. Laturivalikoimassa nämä tiedot löytyvät tuotekuvauksista.
Aurinkopaneeli on erityisesti saaristossa liikkuvien purjeveneilijöiden suosikki. 100-200 W:n paneeli tuottaa Suomen kesäpäivänä noin 25-60 Ah, mikä riittää kattamaan suuren osan jääkaapin kulutuksesta. Paneeli tarvitsee MPPT-säätimen, jonka hinta on 80-200 €.
Invertteri: milloin tarvitaan 230 volttia
Invertteri muuttaa 12 V:n tasavirran 230 V:n vaihtovirraksi. Sitä tarvitaan kannettavan tietokoneen, sähköhammasharjan tai pienen kahvinkeittimen käyttämiseen.
Veneeseen kannattaa valita ainoastaan puhdasta siniaaltoa tuottava invertteri. Modifioitu siniaalto on halvempi, mutta se voi rikkoa herkän elektroniikan ja aiheuttaa häiriöitä VHF-radioon. Laadukas 500-1000 W:n siniaaltoinvertteri maksaa noin 150-500 €.
Kokenut veneilijä muistaa myös virrankulutuksen. 1000 W:n kahvinkeitin ottaa 12 V:n akustosta noin 90 A. Viiden minuutin keittäminen ei vielä haittaa, mutta vedenkeitin tai hiustenkuivain tyhjentää lyijyakun nopeasti. Pienessä veneessä 300 W:n invertteri riittää yleensä läppärin ja latureiden käyttöön.
Yleisimmät virheet veneen sähköistyksessä
- Sulake puuttuu akun läheltä. Jokainen plusjohto suojataan sulakkeella mahdollisimman lähellä akkua, käytännössä 15-20 cm:n sisällä. Suojaamaton kaapeli on veneessä yleinen tulipalon syy.
- Liian ohuet kaapelit. Pitkällä kaapelilla jännite laskee, jolloin plotteri käynnistyy uudelleen ja ankkurivinssi hyytyy. Kaapelin poikkipinta mitoitetaan virran ja kaapelin kokonaispituuden mukaan.
- Litiumakku ilman lämpötilasuojausta. Halvoista akuista puuttuu usein BMS:n pakkaslatauksen esto, ja kevään ensimmäiset lataukset voivat vaurioittaa kennoja.
- Akun varaustilaa arvioidaan jännitemittarilla. Akkumonitori, esimerkiksi Victron SmartShunt (noin 130-170 €), mittaa todellisen kulutuksen ja kertoo jäljellä olevan kapasiteetin ampeeritunteina.
Moderni elektroniikka nostaa kulutusta enemmän kuin moni arvaa. Erityisesti suuret plotterinäytöt ja tutkat on syytä huomioida jo suunnitteluvaiheessa. Lisätietoa laitteista löytyy artikkelista veneen elektroniikka: kaikuluotain, plotteri ja autopilotti.
Maasähkö, turvallisuus ja talvisäilytys
230 V:n maasähköasennukset kuuluvat sähköalan ammattilaiselle. Vikavirtasuojakytkin on välttämätön, ja metallirunkoisessa alumiiniveneessä tai sisäperämoottoriveneessä galvaaninen erotin suojaa runkoa ja vetolaitetta sähkökemialliselta korroosiolta laiturin muiden veneiden aiheuttamilta vuotovirroilta.
Syksyllä akut ladataan täyteen ennen talvisäilytystä. Täysi lyijyakku kestää kovan pakkasen, mutta tyhjä voi jäätyä ja haljeta jo -10 °C:ssa. Litiumakku säilyy parhaiten 50-70 %:n varaustilassa ja pakkaselta suojattuna. Jos vene on telakkahallissa, ylläpitolaturi pitää lyijyakun kunnossa koko talven.
Sähköveneilyyn siirtymistä harkitseville on oma artikkeli sähköperämoottoreista ja hybrideistä. Niissä akuston mitoitus on vielä keskeisemmässä roolissa.
UKK
Kuinka suuri käyttöakku veneeseen tarvitaan?
Kerro vuorokausikulutus niiden päivien määrällä, jotka haluat olla ilman latausta. Lyijy- ja AGM-akuissa tulos kerrotaan kahdella ja litiumakuissa noin 1,2:lla. Jääkaapillisessa viikonloppuveneessä 150-200 Ah:n AGM-akusto tai 100-120 Ah:n litiumakku on tyypillinen ratkaisu.
Voiko lyijyakun vaihtaa suoraan litiumakkuun?
Ei sellaisenaan. Moottorin laturin ja litiumakun väliin tarvitaan DC-DC-laturi, ja maasähkölaturissa on oltava litiumprofiili. Myös akkumonitorin asetukset on päivitettävä.
Tarvitaanko veneessä invertteriä?
Vain, jos mukana on 230 V:n laitteita, joille ei löydy 12 V:n vaihtoehtoa. Puhelimet, tabletit ja monet tietokoneet voi ladata suoraan 12 V:n tai USB-C-liitännästä, mikä on energiatehokkaampaa.
Yhteenveto: suunnittele kokonaisuus kerralla
Toimiva sähköjärjestelmä perustuu kolmeen asiaan: oikein mitoitettuun käyttöakkuun, akkutyypille sopivaan lataukseen ja asianmukaiseen sulakesuojaukseen. Kannattaa tehdä kulutuslaskelma, erottaa starttiakku käyttöakusta ja hankkia akkumonitori. Kun nämä ovat kunnossa, jääkaappi pysyy kylmänä ja moottori käynnistyy myös kolmantena aamuna ankkuripaikalla.