Boordaccu’s: welke te kiezen?

Ceriel van Halle

Heb je weinig verstand van, of interesse in, boordaccu’s? Kies dan een goede kwaliteit (duurdere) gel- of AGM accu, speciaal voor marine gebruik. Maar ben je niet vies van een beetje onderhoudsdiscipline, dan is een natte accu een uitstekend en goedkoop alternatief. Lees dit artikel om erachter te komen waarom dit zo is.

Elektriciteit aan boord is onmisbaar geworden: voor de verlichting, om onze mobiele telefoon bij te laden of om de dieselmotor te starten. Veel van ons kunnen ook niet meer navigeren zonder elektriciteit voor de gps-ontvanger of de plotter. De meeste zeilboten hebben daarom een of meer accu’s aan boord.

(Conventionele) Auto’s hebben ook een accu om de motor te starten. Is het verstandig om even naar de bouwmarkt te gaan en een relatief goedkope auto accu in onze boot te installeren? Nee. Een auto accu wordt alleen gebruikt om snel veel stroom te leveren om de motor te starten. Daarna wordt de stroom opgewekt door de dynamo, die alle stroom voor de auto levert en de startaccu vrijwel direct weer volledig oplaadt.

Het verbruikspatroon van een zeilboot is anders. De meeste tijd draait de motor niet, en de accu wordt gedurende lange tijd langzaam en diep ontladen. Soms wordt de accu dan weer helemaal opgeladen (lang aan de walstroom), soms gedeeltelijk (motor aan, kort aan de walstroom of zonnepanelen) en soms helemaal niet. Dit afwijkende verbruikspatroon vereist een ander type accu.

In dit artikel bespreken we hoe een accu werkt, welke verschillende type accu’s er zijn en hoe je hieruit een keuze maakt.

Hoe werkt een accu?
Alle regulier verkrijgbare accu’s werken volgens hetzelfde principe (behalve lithium accu’s, zie kader 1). De verschillende soorten (nat, gel, AGM, licht, start) zijn variaties op dit principe. Om de verschillen beter te begrijpen, volgt eerst een uitleg van het principe.

Een accu bestaat uit meerdere cellen. In volgeladen toestand levert iedere cel 2,1 volt. Dit is altijd zo, onafhankelijk van de capaciteit of constructie van de batterij. Een 12V accu bestaat dus uit minimaal 6 cellen.

Iedere cel bestaat uit 2 soorten platen die geen contact met elkaar maken. Negatieve platen, gemaakt van poreus lood. En positieve platen, gemaakt van lood dioxide. Alle negatieve platen zijn verbonden met de negatieve pool van de accu, alle positieve platen met de positieve pool. Tussen de platen bevindt zich de elektrolyt, die zwavelzuur bevat. Als de positieve en negatieve pool met elkaar verbonden worden (door er een verbruiker/apparaat op aan de sluiten), vindt er een chemische reactie plaats tussen de platen en de elektrolyt, waarbij o.a. 2,1 volt spanningsverschil ontstaat.
Deze chemische reactie zorgt ervoor dat het zwavel uit de elektrolyt zich bindt aan het materiaal van de platen, en een lood/zwavel verbinding vormt.

Een accu loopt leeg omdat er steeds minder puur materiaal (lood en looddioxide) beschikbaar is in de platen. Door een accu op te laden wordt het chemische proces omgedraaid, en wordt de lood/zwavel verbinding weer gescheiden in de pure materialen van de platen en zwavelzuur.

Verschillende soorten accu’s
De verschillende soorten accu’s zijn variaties op dit principe. De verschillen worden veroorzaakt door:

• hoe de elektrolyt (zwavelzuur) is opgeslagen in de accu, en
• de dikte van de platen

Indeling gebaseerd op de opslag van de elektrolyt:

• Nat: bij natte accu’s is de elektrolyt opgelost in gedemineraliseerd water. Er zit dus een vloeistof in de accu, vandaar: natte accu’s.
• Gel: bij gel accu’s is de elektrolyt opgesloten in een gel.
• AGM: AGM staat voor Absorbed Glass Mat. De elektrolyt is gebonden aan een sponsachtige massa glas fiber.

Natte accu’s bevatten vloeistof. Die vloeistof verdampt langzaam en moet met enige regelmaat bijgevuld wordt. In gel- en AGM accu’s zit geen vloeistof en die hoeft dus ook niet aangevuld te worden. Ze worden daarom helemaal afgesloten (gesealed) geleverd en worden ook SLA (Sealed Lead Acid) of droge accu’s genoemd. Hoewel gel- en AGM accu’s verschillend zijn geconstrueerd, is er in de praktijk nauwelijks verschil in kosten, prestaties, levensduur en voor- en nadelen. Daarom worden ze als één groep behandeld in dit artikel.

Gel- en AGM accu’s staan ook bekend als onderhoudsvrije accu’s. Dit is enigszins misleidend, omdat dit alleen slaat op het feit dat er geen vloeistof bijgevuld hoeft te worden. Alle accu’s, inclusief gel- en AGM accu’s hebben enig onderhoud nodig voor goede prestaties en een lange levensduur.

Indeling gebaseerd op de dikte van de platen:

Dunne platen: chemische reacties waarbij moleculen van vorm veranderen kosten tijd. Die reactie gaat sneller als de moleculen dicht op elkaar zitten. Dus, hoe dunner de platen in een accu en hoe dichter bij elkaar, des te sneller de reactie (en het leveren van stroom) gaat. Accu’s die snel veel stroom moeten leveren (bijvoorbeeld startaccu’s, maar denk ook aan radars, magnetrons en AC-DC converters) zijn gemaakt van dunnere platen. Een nadeel van dunne platen is dat ze kwetsbaar zijn, vooral in ontladen toestand (de lood/zwavel verbinding is bros en valt makkelijk van de plaat). Ze worden al kwetsbaar bij een ontlading van 10%.

Dikke platen: Een accu met dikkere platen is robuuster. Maar omdat de chemische elementen verder uit elkaar zitten, duurt de chemische reactie langer en kan de accu kan niet snel en veel stroom leveren. Dat is geen probleem als we er verbruikers op aansluiten die weinig stroom vragen, bijvoorbeeld verlichting. Daarom worden deze accu’s ook wel lichtaccu’s. Omdat deze accu’s robuuster zijn, zijn ze ook beter bestand tegen diepere ontlading. Daarom worden ze ook wel deepcycle accu’s genoemd. Deepcycle accu’s kunnen tot 50%, of sommigen wel tot 80%, ontladen worden. Een nadeel van dit type accu is dat bijladen langzamer gaat, om dezelfde reden waarom ontladen langzamer gaat. Andere namen voor dit type accu zijn serviceaccu, tractieaccu, golf-cart accu en stationaire accu.
Het verschil tussen start- en lichtaccu’s is een kwestie van gradatie. Er is geen duidelijke scheidslijn tussen de twee.

De juiste accu kiezen

Welke accu het beste is voor jouw zeilboot, is afhankelijk van hoe de accu gebruikt wordt. Natte accu’s zijn verkrijgbaar als start en licht accu. Als je een relatief goedkope accu bij de bouwmarkt koopt is dit meestal een natte start accu met dunne platen.

Voordelen natte accu’s:

• Relatief goedkoop, waarbij de licht accu weer duurder is vanwege de robuustere constructie.
• Makkelijk verkrijgbaar.
• Lange levensduur bij juist gebruik en juist onderhoud

Nadelen natte accu’s:

• Bij zeegang kan de vloeistof in de accu gaan klotsen en de platen beschadigen.
• Bij het laden kan waterstofgas vrijkomen. Dit is explosief. Daarom moeten natte accu’s goed geventileerd worden.
• Juist gebruik is belangrijk: een startaccu als lichtaccu gebruiken levert een korte levensduur op. Soms gaat de accu dan al na 40/50 ontladingen kapot.
• Juist onderhoud is belangrijk: als de vloeistof niet regelmatig wordt aangevuld, komen de platen droog te staan en gaat de accu kapot. Natte accu’s zijn ook relatief gevoelig voor verzwavelen (zie kader 2) en moeten altijd in opgeladen toestand bewaard worden.
• Omdat natte accu’s vloeistof bevatten en openingen hebben om te ontgassen, moeten ze altijd rechtop worden gemonteerd. Als een zeilboot helt, is er een risico dat zwavelzuur lekt.

Hoewel het lijstje nadelen van natte accu’s langer is, is dit type bij juist gebruik en onderhoud een goed alternatief, en vooral goedkoper. Het sleutelwoord is regelmatig onderhoud. En veel zeilers zijn daar niet zo goed in. Dat maakt gel- en AGM accu’s interessant.

Gel- en AGM accu’s combineren de sterke punten van start- en lichtaccu’s.

Voordelen gel- en AGM accu’s:

• Gel en glasmat maken het, in vergelijking met natte accu’s, mogelijk met dunnere platen te werken. Hierdoor kunnen ze snel relatief veel stroom leveren. Niet zo snel en zo veel als echte natte startaccu’s, maar wel genoeg voor de meeste startmotoren. Om dezelfde reden kunnen ze ook vrij snel bijgeladen worden.
• Door hun droge constructie is het brosser worden van de platen bij ontladen minder schadelijk voor de accu. Ze kunnen dieper ontladen worden, zonder blijvende schadelijke effecten.
• Omdat ze gesealed zijn kunnen ze onder een hoek (of zelfs ondersteboven) gemonteerd worden.
• Ze zijn ook minder gevoelig voor verzwavelen.

Nadelen gel- en AGM accu’s:

• Duurder dan natte accu’s.
• Gevoelig voor overladen: Als een accu overladen wordt, dan wordt deze warm. Een deel van de elektrolyt zal dan verdampen (ook in gel- en AGM accu’s). Wordt het te warm en de druk te hoog, dan zal via een ingebouwd overdruk ventiel een deel van de elektrolyt verdampen. Omdat het niet mogelijk is om gel- en AGM accu’s bij te vullen, resulteert dit in permanente schade. Het is dus belangrijkrijk om dit type accu’s tegen overlading te beschermen, door het gebruik van een goede laadregulator.

Dus, welke accu te kiezen? Ben je gedisciplineerd in het onderhouden van je accu’s en heb je de mogelijkheid om aparte start- en service accu’s te installeren? Dan kunnen natte accu’s een uitstekende en goedkope keus zijn. Maar vergeet je wel eens de accu bij te laden en is accu onderhoud niet je sterkste kant? Of kan je maar één accu installeren die zowel een startmotor moet aandrijven als de stroom voor verlichting en apparatuur moet leveren? Dan is een gel- of AGM accu waarschijnlijk de beste keus.

Kader 1: Lithium accu’s

Lithium accu’s zijn anders geconstrueerd dan op lood gebaseerde accu’s. Lithium accu’s worden niet uitgebreid in de dit artikel behandeld, omdat ze (nog) niet veel gebruikt worden in zeilboten. Om toch enkele eigenschappen te noemen:

• Vooralsnog (veel) duurder dan lood accu’s.
• Aanmerkelijk lichter in gewicht (tot een factor 4).
• Kunnen diep ontladen worden (tot 100%), zonder schadelijke bijeffecten. Gaan ook veel langer mee.
• Afhankelijk van het type lithium batterij meer of minder brand- en explosie gevaarlijk, omdat ze van brandbare materialen zijn gemaakt.
• Vereisen specifieke laad apparatuur.

Kader 2: Verzwavelen

Gedurende de ontlading wordt het pure materiaal van de platen omgezet in een lood/zwavel verbinding. Eerst is deze lood/zwavel verbinding zacht en kan door bijladen weer makkelijk omgezet worden in zwavelzuur en de pure materialen. Wordt de accu echter langere tijd niet (volledig) bijgeladen, dan hardt de lood/zwavel verbinding uit en kan met normaal bijladen niet meer omgezet worden. Dit levert capaciteitsverlies op en heet ‘verzwavelen’. Natte accu’s zijn hier gevoeliger voor dan gel- en AGM accu’s. Om verzwavelen te voorkomen, is het voor alle soorten accu’s belangrijk om ze zoveel mogelijk in volledig opgeladen toestand te bewaren.