Was man an einem Blei-Säure-Batteriebank prüft.
126 Modelle von 22 Herstellern. Darunter die Hersteller im Überblick und die vollständige Modellliste.
Was eine Blei-Säure-Bank von anderen Chemien abhebt
Eine Blei-Säure-Bank arbeitet nach derselben umkehrbaren Reaktion wie eine Autobatterie, hochskaliert in einzelne 2V-Zellen, die in Reihe zur DC-Kreisspannung des Schiffs zusammengeschaltet werden, typisch 24V für Anlass- und Steuerkreise oder bis zu 220V für größere Notbänke. Verglichen mit Nickel-Cadmium- oder Lithium-Eisenphosphat-Alternativen verträgt Blei-Säure eine dauernde Erhaltungsladung ohne tätigen Zellausgleich, entlädt sich langsam genug für seltenen Bereitschaftsdienst, und ihre Versagensart ist ein allmählicher Kapazitätsverlust statt eines plötzlichen thermischen Durchgehens. Der Tausch dafür sind Gewicht, eine kürzere Zyklenlebensdauer bei tiefer Entladung und die Notwendigkeit regelmäßiger Elektrolytpflege bei geschlossenen Bauarten.
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Hauptkomponenten
Zellen und Platten
Jede Zelle enthält positive und negative Bleiplatten, durch mikroporöse Scheider getrennt und in verdünnte Schwefelsäure getaucht. Geschlossene Zellen halten den Elektrolyten zum Nachfüllen mit destilliertem Wasser zugänglich; VRLA-Zellen (Gel oder AGM) halten den Elektrolyten festgelegt und sind bis auf ein Überdruckventil dicht, was den Wartungszugang gegen ein geringeres Risiko von Säureaustritt und den Verzicht auf einen eigenen säurefesten Raum tauscht.
Batteriekasten und Lüftung
Beim Laden entsteht Wasserstoff, weshalb Kasten und der Raum, in dem er steht, eine natürliche oder erzwungene Lüftung brauchen, bemessen, die Wasserstoffkonzentration deutlich unter der unteren Explosionsgrenze zu halten. Die Klassevorschriften fordern typisch, dass der Batterieraum gegen andere Räume gasdicht ist, mit einem Lüftungsschacht unmittelbar ins Freie und ohne Zündquellen wie Schalter oder Armaturen im Raum selbst.
Ladegerät und Verteilung
Ein dreistufiges Ladegerät (Haupt-, Nachlade- und Erhaltungsstufe) hält die Bank geladen, ohne den Elektrolyten zu verkochen. Notbänke speisen ihre Verbraucher über eine eigene Verteilungstafel mit einer Absicherung, bemessen auf den vom Zellhersteller angegebenen Kurzschlussstrom, denn ein kurzgeschlossener Blei-Säure-Strang kann kurzzeitig mehrere tausend Ampere liefern.
Auswahl und Auslegung
Die Auslegung beginnt bei der angeschlossenen Last in Amperestunden über die geforderte Ausdauer, mindert dann für die niedrigste erwartete Temperatur (die Kapazität fällt unterhalb von 0°C merklich) und für den Alterungszuschlag, den der Betreiber zum Ersatzzeitpunkt haben will.
- Die von der Klasse geforderte Ausdauer für Navigationslichter, Alarme und Funk: üblich 6 bis 36 Stunden je nach Schiffstyp und Ausrüstung.
- Die Amperestundenkapazität bei der vom Hersteller angegebenen Entladerate C10 oder C20 und nicht der Wert bei höherer Rate.
- Erhaltungsladespannung und Temperaturausgleichsbereich des Ladegeräts, abgestimmt auf die Zellchemie.
- Grundfläche und Gewicht, denn eine voll bemessene Bank für eine große Notlast kann mehrere hundert Kilogramm erreichen.
Vorschriften und Klasseanforderungen
SOLAS Kap. II-1 setzt die Ausdauer, die für die Notstromquelle auf den erfassten Schiffstypen gefordert ist, und die Klassifikationsgesellschaften geben in ihren Vorschriften für elektrische Anlagen Lüftung, Auffangvorkehrungen und Absicherung des Batterieraums vor. Die wiederkehrende Besichtigung umfasst typisch eine Kapazitäts- oder Lastprüfung, die Untersuchung der Klemmen auf Korrosion und den Nachweis, dass der Lüftungsschacht frei ist und keine unzugelassene Ausrüstung in den Raum gestellt wurde.
Typische Fehler
| Fehler | Ursache | Folge |
|---|---|---|
| Sulfatierung der Platten | Lange Lagerung bei niedrigem Ladezustand oder Unterladung | Dauerhafter Kapazitätsverlust, die Bank besteht die Ausdauerprüfung nicht |
| Elektrolytverlust | Überladung verkocht das Wasser geschlossener Zellen, versäumtes Nachfüllen | Freiliegende Platten, beschleunigte Korrosion, geringere Lebensdauer |
| Klemmenkorrosion | Säurenebel, der mit den Verbindern reagiert, schlechte Lüftung | Verbindungen mit hohem Widerstand, Spannungsabfall unter Last, Brandgefahr |
| Thermisches Durchgehen bei VRLA | Ladegerätfehler hält die Spannung zu hoch | Aufblähen des Gehäuses, Abblasen, im äußersten Fall Brand |
Worauf es beim Lieferanten ankommt
- Zelldatenblätter mit der Kapazität bei den Raten C10, C20 und C100, damit die Ausdauerrechnung nicht auf zu günstigen Werten beruht.
- Eine Zertifizierung passend zu den Flaggen- und Klasseanforderungen des Fahrzeugs, keine allgemeine Industriebemessung.
- Die Verfügbarkeit passender Ersatzzellen noch Jahre nach der Erstlieferung, denn alte und neue Zellen in einem Strang zu mischen verkürzt die Lebensdauer der neuen.
- Eine klare Anleitung zur Verträglichkeit mit dem Ladegerät, besonders zu den Einstellungen des Temperaturausgleichs.
Nie Zellen verschiedenen Alters oder verschiedener Kapazität in denselben Strang mischen; die schwächste Zelle bestimmt die nutzbare Kapazität der ganzen Bank und lässt die übrigen durch wiederholte Tiefentladung vorzeitig altern.