KfZ-Batterie Entladung unter Salzwasser

[Yappie]

Tag zusammen,
Habe Euch via google als Elektro-Expertenforum gefunden und hoffe, ihr könnte mir bei einer Frage zu einer Risikoabschätzung im Zusammenhang mit meinem Schiff weiterhelfen. Ich selber habe leider nur ein begrenztes Elektronik-Wissen (weil bin nicht vom Fach):

Ich habe in meinem Boot 4x 12V 100Ah AGM Batterien parallel angeschlossen. Was würde Eurer Meinung nach bei einem massiven Wassereinbruch damit passieren, bei welchem Meerwasser die gesamte Batteriebank vollständig unter Wasser setzen würde (die Batteriebank wäre vollständig untergetaucht). Meine Frage zielt darauf ab, ob oder wie lange meine an dieser Batteriebank angeschlossenen elektr. Bilgenpumpen noch laufen würden.

Meine Annahme ist, dass es zu einer Entladung der Batterien käme (weil Kurzschluss durch Meerwasser), die Batterien aber zunächst noch Strom für die Pumpen liefern würden.

Frage aber: Wie lange noch? Minuten? Stunden? Da die Leitfähigkeit von Seewasser ja deutlich geringer ist als Kupferlitze, würde das evtl. etwas dauern? Man kann das irgendwie berechnen mit der Leitfähigkeit bei Meerwasser von ca. 5 Siemens pro m. Aber wie berechnet man das?

Wäre klasse, wenn ihr mich unterstützen könntet! Danke im voraus!

 

[Octavian1977]

Die Schwierigkeit darin besteht den "Querschnitt" des Meerwassers zu bestimmen.
Die Batterie würde ja in dem Szenario komplett untertauchen, der Querschnitt wäre damit recht hoch.
Das Ganze hängt dann natürlich auch sehr stark von der in der Batterie gespeicherten Energie ab.

 

[Octavian1977]

Um das experimentell nach zu prüfen würde ich versuchen mal mit einem Widerstandsmessgerät den Widerstand von Meerwasser in dieser Situation prüfen.
Also einfach mal die Messtrippen im Abstand der Batteriepole ins Wasser halten und den Wert ablesen.

Diesen Widerstandswert müsste man dann rechnerisch über jeden Batterieblock legen und rechnen wie lange das dauert.
Dann müsste man noch wissen welche Leistung Deine Pumpen haben und ab welchem Spannungsschwellwert diese nicht mehr arbeiten.

 

[bigdie]

Das Problem sind sicher nicht die Batterien, weil der Abstand der Anschlüsse ja relativ groß ist. Viel schlimmer ist das Wasser dort, wo du die Pumpen schaltest, wo Sicherungen sind Steckdosen usw, weil da der Abstan ja nur mm beträgt. Und dann ist ja auch Salzwasser nicht gleich Salzwasser. In der Ostsee, ist der Salzgehalt geringer als in der Nordsee und im Atlantig ist er wohl noch höher.

 

[Pumukel]

Das Problem ist nicht der Widerstand des Salzwassers der ist nicht ausreichend deine Batterie kurzzuschliesen.
Die Akkus werden garantiert noch einige Minuten bis zu Stunden Energie liefern können.
Viel Problematisch ist die Chlorbildung durch die Elektrolyse des Salzwassers. Bekanntlich ist Chlor ein starkes Atemgift. Wenn du auf Nummer sicher gehen willst dann verhindere durch ein geeignetes Gehäuse das die Akkus überhaupt mit Salzwasser in Berührung kommen können.

 

[Yappie]

Die Batterie sei voll geladen. Es handelt sich um AGM VLRA (also geschlossen und kein oder nur kaum Chlorgas). Standort sei Nordsee (Salinität 3,2%). Wir können aber auch pauschal mit 5 Siemens pro Meter rechnen. Die Sicherungen der Pumpen und deren minimal notwendige Arbeitsspannung können wir ja erstmal unbetrachtet lassen. Mir geht es zunächst mal nur um die Batterien: Mir ist völlig unklar, ob wir über Sekunden, Minuten oder sogar Stunden in diesem Zusammenhang reden. Ich würde gerne auf Basis einer halbwegs fundierten Berechnung sehen, ob mit Sekunden Minuten oder gar Stunden zu rechnen ist und weiss leider nicht, wie man das berechnet...

 

[bigdie]

Ist ganz einfach, lade eine Batterie und stelle sie ins Wasser, mit Batterieklemmen. Und daran schließt du ein Voltmeter. Und wenn das 10,5V anzeigt, ist der Akku leer. Dann west du ziemlich genau, wieviel Strom da geflossen ist.
Und wieviel Strom die Pumpen brauchen weist du ja auch. Der Rest ist Mathematik. Den Strom durch das Salzwasser berechnen halte ich für unmöglich, der hängt nicht nur von der Enternung der Pole ab sondern auch von der Metallfläche die mit dem Wasser in Berührung ist und auch von der Fläche der Batterieklemmen und natürlich auch wie weit die Batterie von anderen Masseflächen weg ist. Wenn dein Bootsrumpf aus Metall ist und die Bordwand ist 2cm vom Pluspol entfernt, dann fließt natürlich dort viel mehr Strom, als wenn die Batterie in einer Kunststoffkiste steht und der Strom nur direkt von Plus zur Minusklemme fließen kann

 

[Yappie]

["...Ist ganz einfach, lade eine Batterie und stelle sie ins Wasser..."]
ist ja gut gemeint, aber bei einer solchen Tiefentladung ist meine teure noch fast neue AGM schon stark beschädigt. Tiefentladung ist Gift. Der Abstand der Pole oder zumindest die Pole selber müssten glaub ich genormt sein. Der Bootsrumpf ist GfK. Kann man das nicht halbwegs fundiert abschätzen?

 

[Yappie]

Nachtrag: Die Batterien sind in einem dafür vorgesehenen Kunststoffbehälter. Der Abstand der Polklemmen ist 32cm. Durchmesser Pluspol: 19mm, Minuspol 17mm. Höhe der Pole: 3cm.

 

[Pumukel]

So dann mal mit deinen Angaben grob gerecht 5S sind (1:Ohm):m Das entspricht einem Widerstand von 0,2 Ohm je Meter nehmen wir an die Entfernung der Pole beträgt 20 cm dann entspricht das einen 5 tel des obrigen Wertes (100cm:20cm=5) also hättest du grob gerechnet einen R von 0,04 Ohm .So weiter im Text rechnen wir das du da bei 12V und 400Ah diesen R dazwischen hast . Dann fließen da rund 12V :0,04V:A = 300A Und damit geht dein Akku binnen weniger Minuten in die Knie obwohl er bei 400Ah diesen Strom ca länger als 1 Stunde liefern könnte.
Da aber die Energie in diesem R nicht verloren geht und zum Teil in Wärme aber eben auch zur Elektrolyse verwendet wird , wird es durch die Bildung von Chlor sehr schnell gefährlich. Siehe auch SimplyScience - Die Kochsalz-Elektrolyse: Salz + Wasser + Strom ergibt ...?
Deshalb hatten U-Boot fahrer auch mächtige Probleme wenn Seewasser in die Akkubehälter gelangte.
Ich rate dir dringend baue die Akkus Wasserdicht mit Druckausgleich ein.

 

[Octavian1977]

Das Chlorgas entsteht nicht in der Batterie sondern bei der Elektrolyse das Salzwassers in dem die Batterie ja dann untertaucht.