船上のバッテリー：なぜ電池は一シーズンで寿命を迎えるのか

船のバッテリーは、本来の寿命の半分ほどで終わることが多い。原因はほぼ常に同じで、バッテリーの品質そのものではない。

ここでは、何が電池を消耗させるのか、実際にはどれだけの容量が必要なのか、そして弱った電池と死んだ電池をどう見分けるかを整理する。

バッテリーを本当に消耗させるもの

過放電

鉛バッテリーは半分より下まで放電されることを嫌う。一度でも残量30パーセントまで放電すれば、容量の一部は永久に失われる。それをワンシーズンで二十回繰り返せば、電池は寿命を終える。

ここから単純な帰結が生まれる。多くの人にとって意外な事実だが、100アンペア時のバッテリーから実際に使えるのは50アンペア時だけだ。それを下回る分は、来シーズンから前借りしていることになる。

慢性的な充電不足

二つ目の原因は、それほど分かりやすくはない。停泊中にエンジンを回すのは一時間程度で、オルタネーターは充電の大部分を短時間で供給するが、残り数パーセントを満たすには長い時間がかかる。結果として、バッテリーは何か月も80パーセント充電の状態で過ごすことになる。

鉛バッテリーにとってこれは緩やかな死である。極板には溶解しない硫酸塩の結晶が成長していく。バッテリーは一見動いているようでも、容量は着実に目減りしていく。

高温

気温が25度を超えて10度上がるごとに、寿命は半分になる。換気のないエンジンルームに置かれたバッテリーは、涼しいロッカーにある同じバッテリーより早く劣化する。

放電したままの冬季保管

放電した電解液はほとんど水と変わらず、マイナス10度で凍ってしまう。満充電の状態ならマイナス40度まで耐えられる。冬季保管について詳しくは冬支度に関する記事を参照。

鉛かリチウムか：実用面で何が変わるか

一般論として議論しても意味がないので、船上で実際に何が変わるかを項目ごとに見ていく。

実使用容量。鉛は定格の半分。リチウムはおよそ90パーセント。つまり100Ahのリチウムバッテリーは、200Ahの鉛バッテリーに相当する。

重量。同じ実使用容量であれば、リチウムはおよそ三分の一の重さになる。小型艇ではこれは無視できない差になる。

充電速度。鉛は最後の20パーセントをゆっくりと、渋々受け入れる。リチウムはほぼ満充電になるまでフルパワーで充電を受け入れる。実際には、「なんとなく充電された」ではなく、エンジンを一時間動かせば十分ということになる。

寿命。鉛は丁寧に扱って三〜五年。リチウムは凍結や過熱を避ければ十年以上。

価格。購入時にはリチウムが二〜三倍高い。だが年あたりのコストで見れば、その差はそれほど大きくない。

リチウムが必要とするもの。専用のバッテリー管理システム、そして多くの場合、別の充電器とオルタネーターの充電プロファイルの変更が必要になる。他は何も変えずに鉛をリチウムに置き換えることは、通常できない。これが移行時に隠れた出費の主な原因となる。

どれだけの容量が必要か

計算は単純で、教科書のような公式は必要ない。

1. 電流を消費する機器と、一日あたりの稼働時間をすべて書き出す。冷蔵庫、照明、オートパイロット、計器類、携帯電話の充電、ポンプなど。
2. 消費電流に稼働時間を掛け、それぞれを合計する。これで一日あたりの消費量がアンペア時で得られる。
3. 充電と充電の間隔の日数を掛ける。
4. 鉛の場合はさらに2倍する。リチウムの場合は1.1倍する。

よくある間違いは冷蔵庫を計算に入れ忘れることだ。冷蔵庫は一日中稼働しており、暑い時期には全消費量の半分以上を占める。

二つ目の間違いは、機器の定格消費電力で計算し、実際の稼働状況を考慮しないことだ。オートパイロットは穏やかな海面と強風下とでは消費電流が何倍も違う。

電池がすでに寿命かどうかの見分け方

無負荷時の電圧。満充電の鉛バッテリーは、静置状態でおよそ12.7Vを示す。一晩経って12.2V以下まで下がっているなら、充電が抜けているか、容量がすでに失われている。

急速な上昇と急速な低下。10分で「満充電」になり、1時間で空になる——これは寿命が尽きた電池の典型的な症状である。充電は表面的にしか受け付けられていない。

バンク内の電池間の差。組になったバッテリーの一方だけが熱くなったり、電圧が異なったりする場合、その一台がもう一台を道連れにする。両方とも交換する。

ケースの膨張、異臭、液漏れ。これが見られたら議論の余地はなく、直ちに交換する。

寿命を二倍に延ばすための原則

• 始動用バッテリーとハウスバッテリーは別にする。始動用は短時間に大電流を出すためのもの、ハウスバッテリーは長時間にわたって小電流を出すためのものである。一台で両方の役割を兼ねさせると、どちらの役目も満足に果たせない。
• 「もう十分」ではなく、最後まで充電する。二週間に一度は、陸電またはオルタネーターから100パーセントまで充電させる。
• 異なるバッテリーを同じバンクに混在させない。年式が違う、種類が違う、容量が違う——そうした組み合わせでは、最も弱い一台が他のすべてを道連れにする。
• 端子を清潔に保つ。端子の酸化は抵抗を生み、それによってバッテリーは決して満充電にならなくなる。
• バッテリーモニターを取り付ける。電圧計が示す情報はわずかだが、アンペア時計は実態を示す。これは即座に元が取れる唯一の機器である。

交換が必要な場合に測っておくもの

バッテリーには寸法と端子配置に厳しい制約があり、船上のバッテリーボックスに余裕があることはめったにない。

• バッテリーの銘板全体——種類、容量、コールドクランキングアンペア。
• 箱に収まった状態のバッテリーの写真——端子がどちら側にあるか、周囲にどれだけ空間があるかが分かるように。
• バッテリーボックスの寸法——端子とふたを含めた長さ、幅、高さ。
• 充電器とその設定——リチウムへの移行を検討している場合。多くの場合、充電器も交換が必要になる。

これだけの情報があれば、以前のモデルが生産終了になっていても互換性のある製品を選べる。バッテリーには豊富なサイズ展開があり、代替品はほとんどの場合見つかる。

まとめ

バッテリーを消耗させるのは経年劣化ではなく、過放電と慢性的な充電不足である。実使用容量は正直に見積もること——鉛の場合、それはケースに書かれた数値の半分である。始動用とハウスバッテリーを分け、アンペア時計を取り付け、二週間に一度は満充電にする。これだけで、電池は本来の半分ではなく、本来の寿命をまっとうできる。