Segeln mit Yachten
10. E – Anlage
12 V - Anlage, DC
10. E – Anlage
12 V - Anlage, DC
I) Grundlagen
1. Systemfragen
2. Mindestausstattung, Installation, E-Management
3. Strombedarf
4. Vorschriften
1. Systemfragen
2. Mindestausstattung, Installation, E-Management
3. Strombedarf
4. Vorschriften
II) Komponenten
1. Batterien
2. Ladegerät
3. Generator, Lade-Trennsysteme, Ladebooster
4. Sicherungen, Kabel, Stromkreisverteiler
5. LEDs, Austausch von Birnen
6. Solaranlage, Windgeneratoren
7. Wechselrichter, Spannungswandler
230 V - Anlage, AC
1. Batterien
2. Ladegerät
3. Generator, Lade-Trennsysteme, Ladebooster
4. Sicherungen, Kabel, Stromkreisverteiler
5. LEDs, Austausch von Birnen
6. Solaranlage, Windgeneratoren
7. Wechselrichter, Spannungswandler
230 V - Anlage, AC
1. RCBO / FI - Schalter
2. Elektrolyse
2. Elektrolyse
Literatur
Philippi, Katalog, Internetseiten www.philippi-online.de
Pat Manley, "Bootselektrik", Delius Klasing
Kinsberger/Hirche, "Blauwassersegeln heute", Pietsch Verlag
12 V - Anlage
I) Grundlagen
1. Systemfragen
2. Mindestausstattung, Installation, E-Management
3. Strombedarf
4. Vorschriften
2. Mindestausstattung, Installation, E-Management
3. Strombedarf
4. Vorschriften
Abkürzungen:
AC = Alternativ Current, Wechselstrom
DC = Direct Current, Gleichstrom
AC = Alternativ Current, Wechselstrom
DC = Direct Current, Gleichstrom
1. Systemfragen
Im Jahre 2000 stehen sich zwei Ansichten diametral gegenüber:
- „Die beste Lösung wäre, die elektrische Anlage (12 V - Anlage) komplett massefrei aufzubauen,
d. h. dass an dem Rumpf (Motorblock, Kiel) überhaupt kein Potenzial anliegt.
Dies ist in der Praxis aber nur mit erheblichem Aufwand zu verwirklichen …“
(www.bootselektrik-online.de)
Im Gegensatz zu den Befürwortern der Massefreiheit äußerte der Verkaufsleiter von Yanmar, Holland (2001):
- „Jeder in Massefreiheit investierte Euro ist ein ins Wasser geworfener Euro!“
Nur allmählich wendet man sich auch in Deutschland von der "Massefreiheit" ab.
- „Die beste Lösung wäre, die elektrische Anlage (12 V - Anlage) komplett massefrei aufzubauen,
d. h. dass an dem Rumpf (Motorblock, Kiel) überhaupt kein Potenzial anliegt.
Dies ist in der Praxis aber nur mit erheblichem Aufwand zu verwirklichen …“
(www.bootselektrik-online.de)
Im Gegensatz zu den Befürwortern der Massefreiheit äußerte der Verkaufsleiter von Yanmar, Holland (2001):
- „Jeder in Massefreiheit investierte Euro ist ein ins Wasser geworfener Euro!“
Nur allmählich wendet man sich auch in Deutschland von der "Massefreiheit" ab.
Im Palstek (6/11) wurde bezüglich eines Metallschiffes (4.200 Betriebsstunden) angefragt:
"... und der geringe Öldruck im warmen Zustand legen eine Komplettüberholung nahe. Im Zuge dieser Überholung möchte ich zudem den Motor massefrei machen.“
Antwort (Michael Herrmann):
„Von dem Versuch einer Umrüstung auf ein vollständig isoliertes zweipoliges System würde ich aus diversen Gründen abraten.
Zum einen besteht keine Notwendigkeit für einen potenzialfreien Motor. In der Fachwelt hat sich mittlerweile die Überzeugung
"... und der geringe Öldruck im warmen Zustand legen eine Komplettüberholung nahe. Im Zuge dieser Überholung möchte ich zudem den Motor massefrei machen.“
Antwort (Michael Herrmann):
„Von dem Versuch einer Umrüstung auf ein vollständig isoliertes zweipoliges System würde ich aus diversen Gründen abraten.
Zum einen besteht keine Notwendigkeit für einen potenzialfreien Motor. In der Fachwelt hat sich mittlerweile die Überzeugung
durchgesetzt, dass durch einpolig ausgeführte Motoranlagen keine elektrochemische Korrosion am Rumpf verursacht werden kann.
Dagegen können durch Isolationsfehler in vollständig isolierten Systemen kapitale Korrosionsschäden entstehen.
Mit anderen Worten:
Die Wahrscheinlichkeit gravierender elektrochemischer Korrosion würde sich durch die Umrüstung erhöhen.
Zum anderen würde sich die Betriebssicherheit des Motors erheblich verschlechtern.
Die Anzahl der elektrischen Verbindungen müsste auf mehr als das doppelte erweitert werden – und schon allein der Versuch,
eine Lichtmaschine nachträglich zu isolieren, mündet gewöhnlich in nicht sehr zuverlässigen Detaillösungen.
Drittens: Herkömmliche Anlasser lassen sich nicht von der Motormasse entkoppeln,
Drittens: Herkömmliche Anlasser lassen sich nicht von der Motormasse entkoppeln,
da über die Wicklungen des Magnetschalters und des Motors immer eine indirekte Verbindung bestehen bleibt – selbst wenn
die Verbindung zum Minuspol der Batterie mit einem Relais gekappt wird.“
In Holland wusste man offensichtlich schon 10 Jahre früher, was in Dtld. erst 2011 publik wird.
(Dieses System ist dennoch für Alu-Schiffe wegen der Korrosionsproblematik wichtig.)
In Holland wusste man offensichtlich schon 10 Jahre früher, was in Dtld. erst 2011 publik wird.
(Dieses System ist dennoch für Alu-Schiffe wegen der Korrosionsproblematik wichtig.)
Nach DIN EN ISO 10133 (veröffentlicht 2002) sind für kommerziell verwendete Schiffe unabhängig vom Rumpfmaterial
nur noch zwei Systeme zulässig:
a) Vollständig isoliertes Zweileitersystem
Dieses System ist für Alu-Schiffe in Betracht zu ziehen.
b) Zweileitersystem mit negativer Masse (= Batterie-Minus an Masse/Erde)
Dieses System empfiehlt sich für GFK- , Woodchore- und Stahlschiffe.
Dieses System ist für Alu-Schiffe in Betracht zu ziehen.
b) Zweileitersystem mit negativer Masse (= Batterie-Minus an Masse/Erde)
Dieses System empfiehlt sich für GFK- , Woodchore- und Stahlschiffe.
Erdung
Beim "Zweileitersystem mit negativer Masse" wird der Minuspol der Batterien "auf Masse“ gelegt,
Beim "Zweileitersystem mit negativer Masse" wird der Minuspol der Batterien "auf Masse“ gelegt,
d. h. mit dem Kiel oder Motorblock verbunden, welche ihrerseits mit dem Seewasser (der "Erde") verbunden sind.
Der Germ. Lloyd schreibt:
„ …the negative pole of the power supply is to be earthed centrally and open to checking.
„ …the negative pole of the power supply is to be earthed centrally and open to checking.
Possible earths are … a metal ballast keel not laminated-in or an earthing plate located submerged.”
Für die Konzeption der E-Anlage müssen auch Fragen des Blitzschutzes bedacht werden.
Weil nicht nur der Kiel sondern auch der Motorblock mit dem Minus (der Starterbatterie) verbunden ist (s. o.), erzeugt man ein
Für die Konzeption der E-Anlage müssen auch Fragen des Blitzschutzes bedacht werden.
Weil nicht nur der Kiel sondern auch der Motorblock mit dem Minus (der Starterbatterie) verbunden ist (s. o.), erzeugt man ein
galvanisches Element mit entsprechender Elektrolyse.
Ihr kann mit Zinkanoden begegnet werden.
Ihr kann mit Zinkanoden begegnet werden.
Die Probleme beginnen, wenn Zinkanoden abfallen oder wenn sie vorzeitig aufgebraucht sind.
Um dies auszuschließen, kann man darauf verzichten, Kiel und Motorblock miteinander zu verbinden (Potentialausgleich).
Um dies auszuschließen, kann man darauf verzichten, Kiel und Motorblock miteinander zu verbinden (Potentialausgleich).
Die Erdung sieht dann folgendermaßen aus:
Der Minus der Start-Batterie ist am Motorblock geerdet. Dieser ist über Welle und Propeller mit dem Seewasser verbunden.
Der Minus beider Batterien ist verbunden
Wenn man konsequent Motorblock und Kiel elektrisch getrennt hält, kann man nur einen eingeschränkten Potentialausgleich
Wenn man konsequent Motorblock und Kiel elektrisch getrennt hält, kann man nur einen eingeschränkten Potentialausgleich
(für Blitzschutz) verwirklichen: der Motorblock bleibt ausgenommen.
Summertime
Dies war der Beratungsstand, als Summertime seine E-Anlage erhielt. (2005)
Joachim F. Muhs schreibt noch 1999:
„Jedoch wird eine Erdung auf Yachten mit Kleinspannungsnetz immer nur in Sonderfällen nötig.“
(Yachtelektrik, Delius Klasing, 1999)
Auf meine Anfrage bei Philippi (Nov. 2010), ob man Kiel und Motorblock verbinden solle (Minus an Masse),
Dies war der Beratungsstand, als Summertime seine E-Anlage erhielt. (2005)
Joachim F. Muhs schreibt noch 1999:
„Jedoch wird eine Erdung auf Yachten mit Kleinspannungsnetz immer nur in Sonderfällen nötig.“
(Yachtelektrik, Delius Klasing, 1999)
Auf meine Anfrage bei Philippi (Nov. 2010), ob man Kiel und Motorblock verbinden solle (Minus an Masse),
wurde mir sinngemäß gesagt:
Elektrolyse und Blitzschutz stehen sich im Prinzip gegenüber. Ein Mehr auf der einen Seite führt zu einem Weniger
auf der anderen Seite.
Weil Privatschiffe den Regelungen für die Berufsschifffahrt nicht unterliegen, liegt die Entscheidung beim Eigner.
Ich habe daraufhin den Kiel als Blitzschutzableiter genommen, die Batterien sind mit dem Motorblock verbunden.
Elektrolyse und Blitzschutz stehen sich im Prinzip gegenüber. Ein Mehr auf der einen Seite führt zu einem Weniger
auf der anderen Seite.
Weil Privatschiffe den Regelungen für die Berufsschifffahrt nicht unterliegen, liegt die Entscheidung beim Eigner.
Ich habe daraufhin den Kiel als Blitzschutzableiter genommen, die Batterien sind mit dem Motorblock verbunden.
Eine Verbindung zwischen Kiel und Motorblock (Potentialausgleich) habe ich vermieden.
Es kommt hinzu, dass das Schiff ins Mittelmeer verlegt werden sollte (was 2015 erfolgte).
Es kommt hinzu, dass das Schiff ins Mittelmeer verlegt werden sollte (was 2015 erfolgte).
Hier erhöht sich die Elektrolysegefahr wegen des aggressiven Milieus beträchtlich (höherer Salzgehalt des Wassers,
höhere Durchschnittstemperatur).
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(I. Grundlagen)
2. Mindestausstattung, Installation, E- Management
2. Mindestausstattung, Installation, E- Management
Die Firma Philippi in Remseck am Neckar hat sich auf die Stromversorgung an Bord spezialisiert.
Im Katalog und auf ihren Internetseiten werden wesentliche Dinge erläutert. Katalog anfordern!
Und man wird beraten. www.philippi-online.de
Im Katalog und auf ihren Internetseiten werden wesentliche Dinge erläutert. Katalog anfordern!
Und man wird beraten. www.philippi-online.de
2.1 Man benötigt für den Aufbau einer elektrischen Grundversorgung wenigstens:
- Start-Batterie
- Service-Batterie
- Trennrelais (um die beiden Batterien getrennt laden zu können)
- Generator (Lichtmaschine) = Ladegerät am Motor
- Haupt-Sicherungen
- Stromkreisverteiler
= Schaltpanel am Navigationstisch mit kleinen Sicherungsautomaten
- Ladegerät für Landstrom
- Verkabelung
- Start-Batterie
- Service-Batterie
- Trennrelais (um die beiden Batterien getrennt laden zu können)
- Generator (Lichtmaschine) = Ladegerät am Motor
- Haupt-Sicherungen
- Stromkreisverteiler
= Schaltpanel am Navigationstisch mit kleinen Sicherungsautomaten
- Ladegerät für Landstrom
- Verkabelung
2.2 Batterie
Heute (2012) ist eine Trennung in wenigstens zwei Batterien Standard, nämlich Start- und Service-Batterie.
Hinzu kämen evtl.: Batterien für Ankerwinsch, Amateurfunk, Bugstrahlruder.
Die Probleme:
- Je höher der Strombedarf desto größer müssen die Batterien sein.
- Je größer die Batterie desto schwerer und teurer.
- Batterien gehen kaputt und müssen - mehr oder weniger periodisch - ersetzt werden.
2.3 Kabel
Die Stärke der Kabel muss der Stromführung angepasst werden.
Die Vorschriften dazu stammen vom Germ. Lloyd.
Ausreichende Informationen findet man auch im Katalog von Philippi.
Üblicherweise führen zwei dicke Kabel (Plus- und Minuskabel, 35 mm2) zu einem Verteilerkasten (E-Panel),
dort auf zwei getrennte Sammelschienen, welche Anklemm-Vorrichtungen haben.
Von hier werden die dünneren Kabel zu den Verbrauchern abgezweigt.
Zulässiger Spannungsabfall nach GL: 10 % am Verbraucher; bei Positionslaternen 5 %.
Die Vielzahl der Kabel bündelt man zweckmäßigerweise und führt sie in handelsüblichen Kabelkanälen (Baumarkt).
Zulässiger Spannungsabfall nach GL: 10 % am Verbraucher; bei Positionslaternen 5 %.
Die Vielzahl der Kabel bündelt man zweckmäßigerweise und führt sie in handelsüblichen Kabelkanälen (Baumarkt).
Sie sollten leicht zugänglich sein, denn man muss erstaunlich oft weitere Kabel ergänzen. Hilfreich sind Kabelbinder.
Weil die Verteilerkästen keine Sicherungsmöglichkeit für Hochstromverbraucher, z. B. die Ankerwinsch, enthielten (2006),
Weil die Verteilerkästen keine Sicherungsmöglichkeit für Hochstromverbraucher, z. B. die Ankerwinsch, enthielten (2006),
hat Philippi für mich einen zweiten Verteilerkasten entwickelt, der dem o. g. E-Panel vorgeschaltet
und mit Sicherungen bestückt wurde.
s. auch: II Komponenten, 4. Sicherungen, Kabel ... weiter unten
Kabelverbindungen
Ader-Endhülsen und Profiwerkzeug verwenden.
s. II / 3. Elektrik, Praktische Arbeiten
s. auch: II Komponenten, 4. Sicherungen, Kabel ... weiter unten
Kabelverbindungen
Ader-Endhülsen und Profiwerkzeug verwenden.
s. II / 3. Elektrik, Praktische Arbeiten
2.4 Strom-Verteileranlagen
Sie enthalten die Sicherungen und die Schalter.
Ich habe zwei Verteiler realisiert (s. o.):
- Hauptverteiler (HVT, "1. Verteiler")
von dem alle Kabel mit hohem Stromfluss abgehen:
zu Ankerwinsch, Verteiler am Navitisch (E-Panel), Kühlschrank, Wasserpumpe.
- Verteiler am Navi-Tisch (STV, "E-Panel", "2. Verteiler")
Er ist der Verteiler für die kleinen Stromverbraucher
- Verteiler am Navi-Tisch (STV, "E-Panel", "2. Verteiler")
Er ist der Verteiler für die kleinen Stromverbraucher
und weist außer den Schaltern und zugehörigen Sicherungen in der Regel weitere (Komfort-)Komponenten auf:
- Volt-Meter: zur Batterieüberwachung (Spannungsmessung)
- Ampere-Meter: zur Beobachtung des Lade- und Entladestroms
- Messanzeigen für die Tanks: Diesel, Wasser
- Stromabnahmedose (Zigarettenanzünder-Dose)
- eine Grafik des Schiffes mit Dioden für die Lichter (Positionslichter, Ankerlicht etc.)
- Volt-Meter: zur Batterieüberwachung (Spannungsmessung)
- Ampere-Meter: zur Beobachtung des Lade- und Entladestroms
- Messanzeigen für die Tanks: Diesel, Wasser
- Stromabnahmedose (Zigarettenanzünder-Dose)
- eine Grafik des Schiffes mit Dioden für die Lichter (Positionslichter, Ankerlicht etc.)
2.5 Sicherungen
- Hauptsicherungen
Sie sichern die dicken Stromkabel mit hohem Stromfluss ab. (Üblicherweise nimmt man dafür Automaten.)
- für Kabel, die von den Batterien abgehen:
Die Sicherungen sollten dabei möglichst nahe an den Batterien angebracht werden, damit bei
zu hohem Stromfluss (Kurzschluss) die gefährdete Strecke möglichst kurz ist (Kabelbrand).
Ich habe diese Sicherungen im Hauptverteilerkasten untergebracht.
Das Starterkabel
... kann nicht abgesichert werden. Es muss möglichst kurz ausfallen (Platz der Batterie möglichst nahe am Motor),
entsprechend dick ausgelegt und zusätzlich mechanisch gesichert sein (z. B. in einem Kabelkanal geführt werden).
- Hauptsicherungen
Sie sichern die dicken Stromkabel mit hohem Stromfluss ab. (Üblicherweise nimmt man dafür Automaten.)
- für Kabel, die von den Batterien abgehen:
Die Sicherungen sollten dabei möglichst nahe an den Batterien angebracht werden, damit bei
zu hohem Stromfluss (Kurzschluss) die gefährdete Strecke möglichst kurz ist (Kabelbrand).
Ich habe diese Sicherungen im Hauptverteilerkasten untergebracht.
Das Starterkabel
... kann nicht abgesichert werden. Es muss möglichst kurz ausfallen (Platz der Batterie möglichst nahe am Motor),
entsprechend dick ausgelegt und zusätzlich mechanisch gesichert sein (z. B. in einem Kabelkanal geführt werden).
- für die Kabel, die vom Hauptverteiler abgehen:
Sicherungen für Ankerwinsch, Sicherung für E-Panel etc.
Sicherungen für Ankerwinsch, Sicherung für E-Panel etc.
- Streifensicherungen im Hauptverteilerkasten
Dafür verwendet man Stecksicherungen aus dem Autozubehör.
- Sicherungen am E-Panel (STV)
Das sind kleine Automaten.
Dafür verwendet man Stecksicherungen aus dem Autozubehör.
- Sicherungen am E-Panel (STV)
Das sind kleine Automaten.
2.6 Stromerzeugung
- Generator an der Maschine (Lichtmaschine)
Die Lichtmaschine lädt die Batterien.
Die Lichtmaschine lädt die Batterien.
Weil die Batterien unterschiedlich entladen sind, müssen sie mit individuellem Strom versorgt werden.
Dazu ist einTrennsystem nötig.
Standard ist mittlerweile ein elektronischer Ladestromverteiler.
- Ladegerät
Es wandelt Landstrom (230 V) in Gleichstrom um und lädt anschließend nach bestimmten Vorgaben die Batterien
Standard ist mittlerweile ein elektronischer Ladestromverteiler.
- Ladegerät
Es wandelt Landstrom (230 V) in Gleichstrom um und lädt anschließend nach bestimmten Vorgaben die Batterien
(z. B. nach Batterie-Prioriät, nach Lade-Kennlinien).
Für Landstrom gelten verschärfte Sicherheitsstandards.
Für Landstrom gelten verschärfte Sicherheitsstandards.
Das Landstromnetz muss von einem Fachmann ausgeführt (oder wenigstens abgenommen) werden (s. 230-V-Anlage).
2.7 Mögliche Erweiterungen
- Stromerzeugung durch Sonne (Kollektoren), Wind (Windgenerator),
Wasserstrom beim Segeln (Schleppgenerator), zweiter Generator an der Maschine,
eigenständiger Benzin- oder Diesel-Generator
- Ladebooster (Schnellladegeräte), vor allem, wenn man nur auf den Motor setzt.
Gute Ladebooster laden mit IUoU-Kennlinie und haben Temperatursensoren.
- Wechselrichter: sie wandeln 12-V-Gleichstrom (aus der Batterie) in 230-V-Wechselstrom
- DC-DC-Wandler: um eine mechanische Verbindung durch einen Transformator zu ersetzen
und dadurch Elektrolyse zu vermeiden, z. B. am UKW-Gerät
- Batteriemonitor: Digitale Überwachung von Batteriezustand, Verbrauch, Zufluss,
mit Möglichkeit zum automatischen Abschalten der Batterie etc.
In jedem Fall empfehle ich einen genauen Blick auf die Kosten.
2.8 Energie-Management
2.7 Mögliche Erweiterungen
- Stromerzeugung durch Sonne (Kollektoren), Wind (Windgenerator),
Wasserstrom beim Segeln (Schleppgenerator), zweiter Generator an der Maschine,
eigenständiger Benzin- oder Diesel-Generator
- Ladebooster (Schnellladegeräte), vor allem, wenn man nur auf den Motor setzt.
Gute Ladebooster laden mit IUoU-Kennlinie und haben Temperatursensoren.
- Wechselrichter: sie wandeln 12-V-Gleichstrom (aus der Batterie) in 230-V-Wechselstrom
- DC-DC-Wandler: um eine mechanische Verbindung durch einen Transformator zu ersetzen
und dadurch Elektrolyse zu vermeiden, z. B. am UKW-Gerät
- Batteriemonitor: Digitale Überwachung von Batteriezustand, Verbrauch, Zufluss,
mit Möglichkeit zum automatischen Abschalten der Batterie etc.
In jedem Fall empfehle ich einen genauen Blick auf die Kosten.
2.8 Energie-Management
- Philippi, Energie-Management-Box (2011)
„Ein einziges Gerät! Die Energie Managementbox übernimmt die komplette Energieverteilung einer Yacht.
Die EM-Box ersetzt: Batterie-Trennschalter / Ladestromverteiler / Hauptsicherungen / Minus-Sammelschiene / Tiefentladeschutz /
„Ein einziges Gerät! Die Energie Managementbox übernimmt die komplette Energieverteilung einer Yacht.
Die EM-Box ersetzt: Batterie-Trennschalter / Ladestromverteiler / Hauptsicherungen / Minus-Sammelschiene / Tiefentladeschutz /
Batterie-Controller / Lichtmaschinenregler."
"Nach dem Anschluss an den PBUS (digitales CAN-Bus-System) gibt sie einen Überblick über die Batteriezustände, Tankdaten,
"Nach dem Anschluss an den PBUS (digitales CAN-Bus-System) gibt sie einen Überblick über die Batteriezustände, Tankdaten,
AC-Daten, Energiedaten sofern die jeweiligen Komponenten (Batteriemonitor, Tankmonitor, AC-Monitor, Energie-Monitor)
vorhanden sind. Man kann außerdem Verbraucher schalten (Verbrauchersteuerung).
Das Gesamt-System ist modular aufgebaut, so dass man nach und nach erweitern kann."
"Die Kombination von Messeinrichtungen, Steuerung, Ladestromverteiler, Hochleistungsregler,
fernsteuerbaren Batterie-Trennschaltern und Hauptsicherungen in einem Gerät reduziert
die gegenüber Einzelgeräten notwendigen Verbindungen auf ein Minimum."
(Philippi)
Die EM-Box ist bei der Neukonzeption eines Bootes von Interesse.
Trotz Einsparungen von Material (Kabel) und Arbeitszeit empfehle ich eine genaue Kostenberechnung und –gegenüberstellung.
Das Gesamt-System ist modular aufgebaut, so dass man nach und nach erweitern kann."
"Die Kombination von Messeinrichtungen, Steuerung, Ladestromverteiler, Hochleistungsregler,
fernsteuerbaren Batterie-Trennschaltern und Hauptsicherungen in einem Gerät reduziert
die gegenüber Einzelgeräten notwendigen Verbindungen auf ein Minimum."
(Philippi)
Die EM-Box ist bei der Neukonzeption eines Bootes von Interesse.
Trotz Einsparungen von Material (Kabel) und Arbeitszeit empfehle ich eine genaue Kostenberechnung und –gegenüberstellung.
Denn so überzeugend die neuen Konzepte sind ... billig sind sie nicht.
Preis für EM-Box: 1190,- € (Dez. 2010)
Anzeigegerät „System Monitor PSM“ 299,-
- Leab, LEAB LPS (2015)
LPS = Lithium Power Supply
Integriertes Batterie-Management-System; das Gerät enthält eine komplette Stromversorgung:
- 100 Ah-Batterie (Lithium-Eisenphosphat),
- Ladegerät 50 A (230 V)
- Ladebooster 45 A (für 12 V-Lichtmaschine)
- Wechselrichter, Wandler
- RCD 30 milliA (Fi-Schalter)
- Leitungsschutzschalter
- Netzvorrangschalter
- mit 12 V und 220 V-Ausgängen.
Alles in einem kleinen Gerät. Verkabelung entfällt weitgehend.
Hersteller LEAB Automotive GmbH, D-24866 Busdorf
Wenn ich es richtig sehe, wird dieses Gerät erneut die gesamte E-Installation verändern.
(vorgestellt in Palstek 6/15)
Preis für EM-Box: 1190,- € (Dez. 2010)
Anzeigegerät „System Monitor PSM“ 299,-
- Leab, LEAB LPS (2015)
LPS = Lithium Power Supply
Integriertes Batterie-Management-System; das Gerät enthält eine komplette Stromversorgung:
- 100 Ah-Batterie (Lithium-Eisenphosphat),
- Ladegerät 50 A (230 V)
- Ladebooster 45 A (für 12 V-Lichtmaschine)
- Wechselrichter, Wandler
- RCD 30 milliA (Fi-Schalter)
- Leitungsschutzschalter
- Netzvorrangschalter
- mit 12 V und 220 V-Ausgängen.
Alles in einem kleinen Gerät. Verkabelung entfällt weitgehend.
Hersteller LEAB Automotive GmbH, D-24866 Busdorf
Wenn ich es richtig sehe, wird dieses Gerät erneut die gesamte E-Installation verändern.
(vorgestellt in Palstek 6/15)
- - - - -
(I. Grundlagen)
3. Strombedarf
Grundlage aller Anschaffungen ist der Strombedarf pro Tag (Energiebilanz).
Er errechnet sich aus dem
Strombedarf der Verbraucher (in Ampere) * (mal) der Stunden, in welchen die Geräte arbeiten:
A (gesamt) * h = Ah pro Tag
Den Verbrauchsstrom der Geräte in Ampere erhält man aus:
Watt = Ampere * Volt.
Also sind Ampere = Watt : Volt (bei einem 12-Volt-Bordnetz geteilt durch 12).
(I. Grundlagen)
3. Strombedarf
Grundlage aller Anschaffungen ist der Strombedarf pro Tag (Energiebilanz).
Er errechnet sich aus dem
Strombedarf der Verbraucher (in Ampere) * (mal) der Stunden, in welchen die Geräte arbeiten:
A (gesamt) * h = Ah pro Tag
Den Verbrauchsstrom der Geräte in Ampere erhält man aus:
Watt = Ampere * Volt.
Also sind Ampere = Watt : Volt (bei einem 12-Volt-Bordnetz geteilt durch 12).
Von diesen Angaben ist die Größe der Service-Batterie abhängig.
Man geht davon aus, dass sie 24 h vorhalten soll.
Aufgrund dieses Gedankenganges würde sich die Batteriegröße im Prinzip nach den Bedürfnissen richten.
Ich denke anders:
Die Bedürfnisse sollten sich eher der Batteriegröße anpassen.
Tages-Strombedarf
Angaben von Eignern und Theoretikern über den benötigten Tages-Strombedarf differieren stark.
Vor allem hängt das von den unterschiedlichen Ansprüchen ab.
Auf unserer Vagabund fuhren wir eine Starter- und eine Verbrauchs-Batterie, beide Blei,
beide mit ~ 60 Ah.
Man geht davon aus, dass sie 24 h vorhalten soll.
Aufgrund dieses Gedankenganges würde sich die Batteriegröße im Prinzip nach den Bedürfnissen richten.
Ich denke anders:
Die Bedürfnisse sollten sich eher der Batteriegröße anpassen.
Tages-Strombedarf
Angaben von Eignern und Theoretikern über den benötigten Tages-Strombedarf differieren stark.
Vor allem hängt das von den unterschiedlichen Ansprüchen ab.
Auf unserer Vagabund fuhren wir eine Starter- und eine Verbrauchs-Batterie, beide Blei,
beide mit ~ 60 Ah.
Irgendwann legten wir uns eine kleine, fliegend verbundene Solarzelle aus dem Campingbedarf zu.
Das war alles, und es genügte.
Entscheidend war, daß wir keinen Kühlschrank hatten. Die Butter wurde in der Bilge gekühlt (Mittelmeer).
Und wenn sie dort einmal flüssig wurde, haben wir das auch überlebt.
Natürlich muss man darauf verzichten, dass das Bier gekühlt ist. Aber auch daran kann man sich gewöhnen,
oder man steigt auf Rotwein um.
Schwierig war, die Batterien über den Winter zu erhalten.
Regelmäßig nachladen zu lassen, war zu teuer. Die Batterien an der Solarzelle angeschlossen zu lassen,
überlud die Batterie – weil ohne Regler - und zerstörte sie.
Entscheidend war, daß wir keinen Kühlschrank hatten. Die Butter wurde in der Bilge gekühlt (Mittelmeer).
Und wenn sie dort einmal flüssig wurde, haben wir das auch überlebt.
Natürlich muss man darauf verzichten, dass das Bier gekühlt ist. Aber auch daran kann man sich gewöhnen,
oder man steigt auf Rotwein um.
Schwierig war, die Batterien über den Winter zu erhalten.
Regelmäßig nachladen zu lassen, war zu teuer. Die Batterien an der Solarzelle angeschlossen zu lassen,
überlud die Batterie – weil ohne Regler - und zerstörte sie.
Oder die Solarzelle verschmutzte so stark, dass die Ladeleistung nicht mehr ausreichte.
Folge: Ich musste jedes Jahr im Frühjahr eine neue Batterie kaufen.
Folge: Ich musste jedes Jahr im Frühjahr eine neue Batterie kaufen.
Ich behalf mich mit den einfachsten, billigsten, landesüblichen Autobatterien.
Andere Yachten sind mit ungleich höheren Batterie-Kapazitäten ausgerüstet plus entsprechende Stromerzeugern.
Wer täglich kalte Butter oder ein gekühltes Bier braucht – ich rede vom Mittelmeer oder ähnlichen Gegenden – muss seine
Andere Yachten sind mit ungleich höheren Batterie-Kapazitäten ausgerüstet plus entsprechende Stromerzeugern.
Wer täglich kalte Butter oder ein gekühltes Bier braucht – ich rede vom Mittelmeer oder ähnlichen Gegenden – muss seine
Strombereitstellung anders kalkulieren, als jemand, der sein Komfortbedürfnis reduziert.
Und: Je mehr Elektronik zum Einsatz kommt, desto höher ist der Strombedarf.
Radar und Plotter z. B. verbrauchen eine ganze Menge!
Mein Prinzip: Den Bedarf möglichst gering halten !
Autopilot - Windsteueranlage ?
Autopiloten sind kaum einzuschätzen, bei Wellengang z. B. steigt der Stromverbrauch steil an, weit über die Angaben der Hersteller.
Autopilot - Windsteueranlage ?
Autopiloten sind kaum einzuschätzen, bei Wellengang z. B. steigt der Stromverbrauch steil an, weit über die Angaben der Hersteller.
Bei meinem ersten großen Törn quer über die Nordsee mit unserer neuen Summertime hatte ich in Thyborön einen Dänen
kennengelernt. Wir hatten das gleiche Ziel: Peterhead. Wir vereinbarten Funkkontakt etc.
Sein Schiff war mit einem Autopiloten und großer Batteriekapazität (600Ah) ausgerüstet,
ich hatte eine windabhängige Selbststeueranlage (Aries) und 80 Ah Batteriekapazität.
Nach 48 h waren seine Batterien leer. Dabei waren die Wind- und Seegangsbedingungen durchaus moderat.
Nach 48 h waren seine Batterien leer. Dabei waren die Wind- und Seegangsbedingungen durchaus moderat.
Er musste notgedrungen per Hand weitersteuern.
Wir dagegen erreichten das Ziel, fast ohne am Steuerrad gedreht zu haben.
Wir dagegen erreichten das Ziel, fast ohne am Steuerrad gedreht zu haben.
Wer einen Autopilot über lange Strecken einsetzt, braucht ungleich mehr Batteriekapazität und ein aufwendiges Versorgungssystem.
Wer mit einer Windsteueranlage fährt, hat power-mäßig kaum Probleme. Hoch lebe die Aries!
Die großen Verbraucher sind
- Kühlschrank 36,0 Ah (in 24 Std.)
- Autopilot 20,0
- Positionslaternen 16,8 (mit 20 W-Birnen)
(Angaben nach Palstek 2/07. Der Verbrauch mit LEDs ist gering.)
- Kühlschrank 36,0 Ah (in 24 Std.)
- Autopilot 20,0
- Positionslaternen 16,8 (mit 20 W-Birnen)
(Angaben nach Palstek 2/07. Der Verbrauch mit LEDs ist gering.)
- Radar
- Seekartenplotter
Eine realistische Einschätzung der Mindest-Batteriekapazität bei sparsamen Verbrauch gibt meiner Meinung nach M. Herrmann
- Seekartenplotter
Eine realistische Einschätzung der Mindest-Batteriekapazität bei sparsamen Verbrauch gibt meiner Meinung nach M. Herrmann
(in Palstek 5/09):
Ohne Autopilot und ohne Kühlschrank,
aber mit Navigation, UKW, Radio und Beleuchtung
kommt er – inclusive der systembedingten Verluste – auf ~ 40 Ah.
Weil eine Batterie nicht mehr als 50 % entladen werden sollte, bräuchte man hierfür eine Servicebatterie von 80 Ah.
Meine Erfahrungen mit Summertime:
Meine jetzige Gel-Batterie (Service) hat genau die oben genannten 80 Ah.
Ohne Autopilot und ohne Kühlschrank,
aber mit Navigation, UKW, Radio und Beleuchtung
kommt er – inclusive der systembedingten Verluste – auf ~ 40 Ah.
Weil eine Batterie nicht mehr als 50 % entladen werden sollte, bräuchte man hierfür eine Servicebatterie von 80 Ah.
Meine Erfahrungen mit Summertime:
Meine jetzige Gel-Batterie (Service) hat genau die oben genannten 80 Ah.
Sie könnte theoretisch tiefer als 50 % entladen werden; das vermeide ich aber, um die Lebensdauer der Batterie nicht zu verkürzen.
Ich habe auf meinem Schiff zwar Autopilot und Kühlschrank, beide sind aber nur angeschaltet, wenn der Motor läuft,
fallen also der Batterie nicht zur Last.
Die Energieerzeugung unterwegs beschränkte sich auf den Generator (80 A) der Maschine (keine Solarzelle, keinen Windgenerator).
Wünschenswert, nein: notwendig bei einem ernsthaften Törn sind Kartenplotter und Radar.
Auf meiner Reise nach Island zeigte sich, dass die Verbrauchsbatterie (unter Kartenplotter und Radar) zu klein war,
Die Energieerzeugung unterwegs beschränkte sich auf den Generator (80 A) der Maschine (keine Solarzelle, keinen Windgenerator).
Wünschenswert, nein: notwendig bei einem ernsthaften Törn sind Kartenplotter und Radar.
Auf meiner Reise nach Island zeigte sich, dass die Verbrauchsbatterie (unter Kartenplotter und Radar) zu klein war,
denn zweimal verabschiedete sich der Plotter wegen Tiefentladung.
Wir haben dann den Plotter nur noch sporadisch eingeschaltet.
Wenn unter Radar, musste die Maschine mitlaufen.
Nötig war wenigstens zweimal täglich eine halbe Stunde Batterieladung durch den Motor.
Ich kam gerade so hin.
Verbesserungen
Bei mir scheidet eine räumlich (und damit Ah-mäßig) größere Batterie aus, weil die Batteriefächer genau angepasst sind.
Außerdem will ich nicht noch mehr Geld in Batterien stecken, die, trotz Gel, immer wieder neu gekauft werden müssen.
Wir haben dann den Plotter nur noch sporadisch eingeschaltet.
Wenn unter Radar, musste die Maschine mitlaufen.
Nötig war wenigstens zweimal täglich eine halbe Stunde Batterieladung durch den Motor.
Ich kam gerade so hin.
Verbesserungen
Bei mir scheidet eine räumlich (und damit Ah-mäßig) größere Batterie aus, weil die Batteriefächer genau angepasst sind.
Außerdem will ich nicht noch mehr Geld in Batterien stecken, die, trotz Gel, immer wieder neu gekauft werden müssen.
Als erstes habe ich den Verbrauch der Navigationsbeleuchtung durch LEDs verringert.
Austausch 25 W-Birne gegen LED ?
Normale 12 V / 24 W – Birnen dürfen nicht einfach gegen LEDs ausgetauscht werden.
Die gesetzliche Zulassung hat die gesamte Einheit (Lampe mit Birne), nicht die Birne allein.
Allerdings: Kein Lampenhersteller ist daran interessiert, ein Zulassungsverfahren für das alte Design
mit neuer LED – Birne zu finanzieren.
Meine Meinung:
Wenn man die gleichen LEDs verwendet, wie sie in den neu zugelassenen Einheiten verbaut sind,
ist man zwar noch immer formal nicht gedeckt, wo aber ist in der Sache ein Unterschied?
Normale 12 V / 24 W – Birnen dürfen nicht einfach gegen LEDs ausgetauscht werden.
Die gesetzliche Zulassung hat die gesamte Einheit (Lampe mit Birne), nicht die Birne allein.
Allerdings: Kein Lampenhersteller ist daran interessiert, ein Zulassungsverfahren für das alte Design
mit neuer LED – Birne zu finanzieren.
Meine Meinung:
Wenn man die gleichen LEDs verwendet, wie sie in den neu zugelassenen Einheiten verbaut sind,
ist man zwar noch immer formal nicht gedeckt, wo aber ist in der Sache ein Unterschied?
Eine deutliche Verbesserung brachte ein Ladebooster.
Dieses Gerät verkürzt die Ladezeiten um etwa die Hälfte und es ermöglicht eine wirkliche Vollladung infolge der höheren
Ausgangsleistung in V.
Ergebnis:
- Der Kartenplotter kann eingeschaltet bleiben.
- Zweimal Nachladen pro 24 h; Ladezeit jeweils ~ ¼ Stunde.
- Unter Impuls-Radar muss die Maschine dennoch mitlaufen.
Ergebnis:
- Der Kartenplotter kann eingeschaltet bleiben.
- Zweimal Nachladen pro 24 h; Ladezeit jeweils ~ ¼ Stunde.
- Unter Impuls-Radar muss die Maschine dennoch mitlaufen.
2019 habe ich ein Pulskompressions-Radar erhalten. Der Strombedarf ist sicherlich geringer. Mal sehen...
Für den Kühlschrank gibt es eine Art "Schüttelkühlung". Strom für Kühlung wird mit dieser Technik nicht mehr benötigt.
Für den Kühlschrank gibt es eine Art "Schüttelkühlung". Strom für Kühlung wird mit dieser Technik nicht mehr benötigt.
Allerdings braucht man ein eigenes Seeventil, in dem die "Schüttel-Technik" untergebracht wird. Auch wird die Wärme hier abgeführt.
Mein Freund Helmut S. hat dieses System installiert und schwört darauf.
Ich scheue aus Sicherheitsgründen jedes nicht zwingend nötige Loch im Rumpf.
Mein Freund Helmut S. hat dieses System installiert und schwört darauf.
Ich scheue aus Sicherheitsgründen jedes nicht zwingend nötige Loch im Rumpf.
Als Weltumegler würde ich mir eine mobile Solarzelle zulegen (s. bei Solarzelle, weiter unten).
Ein Windgenerator käme für mich nicht in Frage.
Küstennavigation
Wer nur von Hafen zu Hafen schippert und nicht länger als eine Nacht durchhalten muss, braucht weder Ladebooster,
Küstennavigation
Wer nur von Hafen zu Hafen schippert und nicht länger als eine Nacht durchhalten muss, braucht weder Ladebooster,
noch Windgenerator, auch keine Solarzellen oder Windgenerator.
Er kann in den Marinas Strom tanken … lange … für das Geld, das er an Anschaffungskosten gespart hat.
Er kann in den Marinas Strom tanken … lange … für das Geld, das er an Anschaffungskosten gespart hat.
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(I. Grundlagen)
4. Vorschriften
Germanischer Lloyd (Abk.: GL)
I Ship Technology, Part 3 Pleasure craft
Die Festlegungen hier sind Grundlage jeglicher elektrischen Installation an Bord.
4. Vorschriften
Germanischer Lloyd (Abk.: GL)
I Ship Technology, Part 3 Pleasure craft
Die Festlegungen hier sind Grundlage jeglicher elektrischen Installation an Bord.
Vorschriften für DC (Gleichstrom, Batteriestrom) in:
Chapter 4, Electrical Installation
Chapter 4, Electrical Installation
Kabel
- The voltage drop between power source and consuming device must not exceed 7 %; for navigation lights 5 %.
Sinngemäß:
Der Spannungsabfall zwischen DC-Spannungsquelle (z. B. Batterie) und Verbraucher darf 7 %
nicht überschreiten; für Navigationslichter gelten 5 %.
Mindestquerschnitte:
- Permanently installed power cables have a minimum cross sectional area of 1,5 mm 2
- … control cables of 0.75 mm 2.
- The voltage drop between power source and consuming device must not exceed 7 %; for navigation lights 5 %.
Sinngemäß:
Der Spannungsabfall zwischen DC-Spannungsquelle (z. B. Batterie) und Verbraucher darf 7 %
nicht überschreiten; für Navigationslichter gelten 5 %.
Mindestquerschnitte:
- Permanently installed power cables have a minimum cross sectional area of 1,5 mm 2
- … control cables of 0.75 mm 2.
"power cables" = Stromversorgungskabel; alle Kabel, die ständig unter Spannung stehen, egal wie hoch die Spannung ist,
230 V AC genauso wie 12 V DC.
Strombelastbarkeit für DC – Leitungen (= load carrying capacity of cables),
nämlich für einadrige Kabel (single-conductor cables):
Max. permissible load Rated current value of fuse
Durchmesser max. Strombelastbarkeit Nennstromstärke des Schutzschalters oder der Sicherung
1,5 mm 2 12 A 10 A
2,5 17 16
4,0 22 20
6 29 25
10 40 36
16 54 50
25 71 63
35 87 80
50 105 100
70 135 125
Strombelastbarkeit für DC – Leitungen (= load carrying capacity of cables),
nämlich für einadrige Kabel (single-conductor cables):
Max. permissible load Rated current value of fuse
Durchmesser max. Strombelastbarkeit Nennstromstärke des Schutzschalters oder der Sicherung
1,5 mm 2 12 A 10 A
2,5 17 16
4,0 22 20
6 29 25
10 40 36
16 54 50
25 71 63
35 87 80
50 105 100
70 135 125
Große Strommengen brauchen dicke Kabel.
Große Strommengen in dünnen Kabeln bringen diese zum Glühen.
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Große Strommengen in dünnen Kabeln bringen diese zum Glühen.
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II) Komponenten
1) Batterien
2) Ladegerät
3) Generator, Ladestromverteiler, Ladebooster
4) Sicherungen; Kabel, Stromkreisverteiler
5) LEDs
6) Solaranlage, Windgeneratoren
7) Wechselrichter, Spannungswandler
2) Ladegerät
3) Generator, Ladestromverteiler, Ladebooster
4) Sicherungen; Kabel, Stromkreisverteiler
5) LEDs
6) Solaranlage, Windgeneratoren
7) Wechselrichter, Spannungswandler
1) Batterien
1.1 Arten
1.2 Vergleich Blei, AGM, Gel
1.3 Größe, Ah
1.4 Gasung, Einbau
1.5 Meine Wahl
1.6 Laden
1.7 Zusammenschalten von Batterien
1.8 Sulfatierung
1.9 Schädigungen
2.1 Lithium
2.2 Vergleichsdaten: Blei, Gel, AGM, Lithium
2.3 Umrechnung von Ah in Wh
1.2 Vergleich Blei, AGM, Gel
1.3 Größe, Ah
1.4 Gasung, Einbau
1.5 Meine Wahl
1.6 Laden
1.7 Zusammenschalten von Batterien
1.8 Sulfatierung
1.9 Schädigungen
2.1 Lithium
2.2 Vergleichsdaten: Blei, Gel, AGM, Lithium
2.3 Umrechnung von Ah in Wh
3. Salz-Akku
1.1 Arten
Im Prinzip unterscheidet man Blei- von Nicht-Blei-Batterien (Nickel-Cadmium-, Lithium-Batterien)
Bleibatterien
- Bleisäure-Batterien
Es ist die klassische "Blei-Batterie" mit Schwefelsäure und Verschlussstopfen.
- Bleisäure-Batterien
Es ist die klassische "Blei-Batterie" mit Schwefelsäure und Verschlussstopfen.
Sie muss mit destilliertem Wasser aufgefüllt werden.
- Wartungsfreie geschlossene Bleibatterien
Die Gasung ist auf ein Minimum reduziert.
- Wartungsfreie geschlossene Bleibatterien
Die Gasung ist auf ein Minimum reduziert.
Sie haben ein Überdruckventil und sollten nicht geöffnet werden.
- AGM- und Gel-Batterien
Sie sind ebenfalls verschlossen; enthalten aber keine flüssige Säure.
- Heavy Duty-, Deep Cycle- Batterien (HD-Batterien)
Diese Batterien haben dickere Bleiplatten. Sie sollten dennoch nicht wesentlich tiefer
als 50 % entladen werden. Aber sie vertragen mehr Ladezyklen.
- Traktionsbatterien
Wikipedia
"Im Vergleich zu Gerätebatterien ... besitzen die Zellen einer Traktionsbatterie eine vielfach höhere
Kapazität. …
Im Gegensatz zu Starterbatterien können beispielsweise Blei-Traktionsbatterien ...
- AGM- und Gel-Batterien
Sie sind ebenfalls verschlossen; enthalten aber keine flüssige Säure.
- Heavy Duty-, Deep Cycle- Batterien (HD-Batterien)
Diese Batterien haben dickere Bleiplatten. Sie sollten dennoch nicht wesentlich tiefer
als 50 % entladen werden. Aber sie vertragen mehr Ladezyklen.
- Traktionsbatterien
Wikipedia
"Im Vergleich zu Gerätebatterien ... besitzen die Zellen einer Traktionsbatterie eine vielfach höhere
Kapazität. …
Im Gegensatz zu Starterbatterien können beispielsweise Blei-Traktionsbatterien ...
bis zu 80 % tief entladen werden, ohne Schaden zu nehmen.
Während Blöcke für Blei-Pkw-Starterbatterien bei 12 V bzw. 24 V Kapazitäten von 36 bis 80 Amperestunden (Ah)
Während Blöcke für Blei-Pkw-Starterbatterien bei 12 V bzw. 24 V Kapazitäten von 36 bis 80 Amperestunden (Ah)
haben, werden für Gabelstapler Zellen mit Kapazitäten von 100 bis über 1000 Ah zusammengeschaltet …"
Bei uns sind sie als Yacht-Batterien bisher nicht üblich, wohl aber in Amerika.
Dashew : „We`ve been using traction batteries … for years and have found them to be almost indestructible.“
("Offhore Cruising Enzyclopedia")
Man müsste 6 Zellen aneinanderkoppeln, um 12 V zu erhalten.
Lebensdauer:
2-V-Traktions-Batterien (Mastervolt) bei 50 % Entladetiefe 10 – 20 Jahre
Angesichts dieser Fakten und des Preises von Lithium-Batterien fragt man sich,
Bei uns sind sie als Yacht-Batterien bisher nicht üblich, wohl aber in Amerika.
Dashew : „We`ve been using traction batteries … for years and have found them to be almost indestructible.“
("Offhore Cruising Enzyclopedia")
Man müsste 6 Zellen aneinanderkoppeln, um 12 V zu erhalten.
Lebensdauer:
2-V-Traktions-Batterien (Mastervolt) bei 50 % Entladetiefe 10 – 20 Jahre
Angesichts dieser Fakten und des Preises von Lithium-Batterien fragt man sich,
warum bisher niemand diesen Batterietyp favorisiert.
Nicht-Blei-Batterien
- Nickel-Cadmium - Batterien
Nach Pat Manley:
Sie sind sehr robust und können mehrere tausend Male tief entladen werden, sind allerdings sehr teuer.
Die Ni-Cd-Batterien müssen jedes Mal ganz entladen werden, bevor man sie wieder auflädt.
Deshalb braucht man zwei Batteriesätze.
- Lithium-Batterien
Es gibt verschiedene Typen: mit festem oder flüssigem Elektrolyt, mit unterschiedlichen Kathoden und Anoden.
Sie dürfen nicht tiefentladen, auch nicht überladen werden. Beides zerstört die Batterie.
Auch zu hohe oder zu niedrige Betriebstemperatur.
Folge: Man braucht ein Batterie-Management-System.
Lithium-Batterien sind kälteempfindlich. Unter 10 Grad verlieren sie deutlich an Kapazität.
Hersteller:
Mastervolt, Super B, Victron, Exide, Torqueedo, Liontron (deutscher Hersteller)
s. 2.1 Lithium-Batterien
Nicht-Blei-Batterien
- Nickel-Cadmium - Batterien
Nach Pat Manley:
Sie sind sehr robust und können mehrere tausend Male tief entladen werden, sind allerdings sehr teuer.
Die Ni-Cd-Batterien müssen jedes Mal ganz entladen werden, bevor man sie wieder auflädt.
Deshalb braucht man zwei Batteriesätze.
- Lithium-Batterien
Es gibt verschiedene Typen: mit festem oder flüssigem Elektrolyt, mit unterschiedlichen Kathoden und Anoden.
Sie dürfen nicht tiefentladen, auch nicht überladen werden. Beides zerstört die Batterie.
Auch zu hohe oder zu niedrige Betriebstemperatur.
Folge: Man braucht ein Batterie-Management-System.
Lithium-Batterien sind kälteempfindlich. Unter 10 Grad verlieren sie deutlich an Kapazität.
Hersteller:
Mastervolt, Super B, Victron, Exide, Torqueedo, Liontron (deutscher Hersteller)
s. 2.1 Lithium-Batterien
1.2 Vergleich Blei / AGM / Gel
Üblich an Bord sind bisher Blei-, AGM- und Gel-Batterien.
Zyklen-Zahl ( 2013, nach: www.wohnbus.ch)
Bei Nass-Batterien, je nach Qualität sind etwa 250 bis 300 Zyklen zu erwarten.
Bei AGM-Typen sind es etwa 300 bis 600 Zyklen,
und bei Gel-Batterien etwa 500 bis 900 Zyklen.
Der Werbeslogan für AGM-Batterien "Gel war gestern" jedenfalls ist irreführend, das zeigen die Zahlen.
Diese Zahlen sind nur ein grober Anhaltspunkt.
Denn die Lebensdauer einer Batterie ist abhängig von der Entladetiefe.
Entladetiefe
Wikipedia
"Der Entladungsgrad, auch als Entladetiefe ... gibt an, welcher Anteil der Nennkapazität eines elektrischen Energiespeichers
Üblich an Bord sind bisher Blei-, AGM- und Gel-Batterien.
Zyklen-Zahl ( 2013, nach: www.wohnbus.ch)
Bei Nass-Batterien, je nach Qualität sind etwa 250 bis 300 Zyklen zu erwarten.
Bei AGM-Typen sind es etwa 300 bis 600 Zyklen,
und bei Gel-Batterien etwa 500 bis 900 Zyklen.
Der Werbeslogan für AGM-Batterien "Gel war gestern" jedenfalls ist irreführend, das zeigen die Zahlen.
Diese Zahlen sind nur ein grober Anhaltspunkt.
Denn die Lebensdauer einer Batterie ist abhängig von der Entladetiefe.
Entladetiefe
Wikipedia
"Der Entladungsgrad, auch als Entladetiefe ... gibt an, welcher Anteil der Nennkapazität eines elektrischen Energiespeichers
(Batterien... ) im Betrieb genutzt wird.
Er beschreibt das Verhältnis der im Betrieb maximal entnehmbaren Menge an elektrischer Ladung (meist in Amperestunden, Ah)
Er beschreibt das Verhältnis der im Betrieb maximal entnehmbaren Menge an elektrischer Ladung (meist in Amperestunden, Ah)
zur Nennkapazität. ...
Bei Bleiakkumulatoren wird dagegen möglichst der obere Ladezustands-Bereich genutzt, da nur der untere Bereich
Bei Bleiakkumulatoren wird dagegen möglichst der obere Ladezustands-Bereich genutzt, da nur der untere Bereich
für die Lebensdauer schädlich ist.
Hier bedeutet ein Entladungsgrad von 40 % üblicherweise, dass der Bereich von 60 % bis 100 % SoC genutzt wird."
(SoC englisch, state of charge = Ladezustands-Bereich)
- Bleibatterie (Bleisäure-)
Entladezyklen, Entladetiefe,
Eine normale Bleibatterie hält bei 20 % Entladung ~ 500 Ladezyklen aus.
bei 40 % (= 60 % Entladetiefe) ist Tiefentladung erreicht: die Batterie ist kaputt.
Die normale Bleibatterie sollte deshalb nur um 20 % entladen werden.
Bei einer 80-Ah-Bleibatterie stehen bei 20 % Stromentnahme nur 16 Ah zur Verfügung.
- AGM-Batterien
Absorbent Glass Mat: Aufsaugende Glasfasermatte, Blei-Vlies-Batterien
Die Platten stehen sich in der neueren Technologie nicht gegenüber sondern sind spiralig aufgerollt.
Dadurch sind sie extrem rüttelfest.
Auch gibt es AGM-Batterien mit dickeren Platten, sog. AGM-Service-Batterien.
AGM - Batterien erfordern ein geregeltes Ladegerät. Sie sind anfällig gegen Überladen oder ungeregelte Ladegeräte.
Anm.:
Eine speziell konstruierte Starterbatterie mit vielen dünnen Bleiplatten und großer Oberfläche ist nur
- Bleibatterie (Bleisäure-)
Entladezyklen, Entladetiefe,
Eine normale Bleibatterie hält bei 20 % Entladung ~ 500 Ladezyklen aus.
bei 40 % (= 60 % Entladetiefe) ist Tiefentladung erreicht: die Batterie ist kaputt.
Die normale Bleibatterie sollte deshalb nur um 20 % entladen werden.
Bei einer 80-Ah-Bleibatterie stehen bei 20 % Stromentnahme nur 16 Ah zur Verfügung.
- AGM-Batterien
Absorbent Glass Mat: Aufsaugende Glasfasermatte, Blei-Vlies-Batterien
Die Platten stehen sich in der neueren Technologie nicht gegenüber sondern sind spiralig aufgerollt.
Dadurch sind sie extrem rüttelfest.
Auch gibt es AGM-Batterien mit dickeren Platten, sog. AGM-Service-Batterien.
AGM - Batterien erfordern ein geregeltes Ladegerät. Sie sind anfällig gegen Überladen oder ungeregelte Ladegeräte.
Anm.:
Eine speziell konstruierte Starterbatterie mit vielen dünnen Bleiplatten und großer Oberfläche ist nur
bei Minus-Temperaturen notwendig. Autos müssen im Winter gestartet werden, Yachten in der Regel nicht.
„Für Service-Batterien mit über längere Zeit zu liefernden Strömen ... sind sie nicht besonders gut geeignet."
(Quelle ?)
- GEL - Batterien
Der Elektrolyt wird als mit Kieselerde versetzte Säure eingefüllt. Er geliert bei der ersten Inbetriebnahme.
Im verschlossenen Batteriesystem werden die bei der Ladung entstehenden Gase innerhalb der Zellen wieder zu Wasser
„Für Service-Batterien mit über längere Zeit zu liefernden Strömen ... sind sie nicht besonders gut geeignet."
(Quelle ?)
- GEL - Batterien
Der Elektrolyt wird als mit Kieselerde versetzte Säure eingefüllt. Er geliert bei der ersten Inbetriebnahme.
Im verschlossenen Batteriesystem werden die bei der Ladung entstehenden Gase innerhalb der Zellen wieder zu Wasser
rekombiniert. Es können weder Gase noch Säurenebel nach außen dringen.
Gel Batterien erfordern wie AGM-Batterien ein geregeltes Ladegerät.
GEL-Batterie ist nicht gleich GEL-Batterie.
Man muss die technischen Daten, z. B. die Entlade-Zyklen und die Standzeiten vergleichen.
Das kann man über die Internet-Info-Seiten der Hersteller.
Entladezyklen, Entladetiefe, Ah-Zahl
Die Exide Gel hat
bei 20 % Entladetiefe eine Lebensdauer von ~ 1.250 Zyklen
bei 50 % eine Lebensdauer von ~ 1.000
bei 60 % noch immer ~ 750
bei 100 % Entladetiefe noch immer: ~ 250
Strommenge
bei einer 80 Ah Gelbatterie bei 50 % Stromentnahme : 40 Ah
Das ist 2,5x so viel wie bei Blei.
Weitere Eigenschaften von Gel-Batterien
- geringe Selbstentladung
Nach 6 Monaten beträgt die Standzeit noch über 80 % der Nennkapazität.
Aufgrund der geringen Selbstentladung ist Nachladen während desWinters bei Gel-Batterien nicht nötig.
Selbst nach 2 Jahren sind es noch über 60 %. Ohne Nachladung!
Damit ist das Risiko größer, wenn ein Ladegerät während der Winterzeit angeschlossen wird
oder die Solarzellen laden.
- wartungsfrei: keine Säurestandkontrolle, kein Wasser-Nachfüllen
- elektrolytdicht: Die Säure ist im Gel fest gebunden und kann selbst bei Gehäuseschaden nicht austreten.
- Lage-unabhängig: Sie können sogar auf den Kopf gestellt montiert werden, solange die Sicherheitsventile
frei bleiben.
- tiefentladesicher: Gel-Batterien vertragen Tiefentladungen unbeschadet bis zu 4 Wochen.
Beurteilung von Blei-, AGM- und Gelbatterien nach Philippi (2012):
"Konventionelle Starter-Batterien (Säure) (Anm.: z. B. Autobatterien, Blei) besitzen eine geringe Zyklenfestigkeit
von ca. 70 Zyklen bei einer Entladetiefe von 50 %.
Wird die Batterie tiefer entladen (80 %) so sinkt die Zyklenfestigkeit auf ca. 30 Zyklen.
Diese Batterien werden üblicherweise nur als Starterbatterien in Fahrzeugen eingesetzt."
AGM-Hochstrom-Batterien
"… AGM SpiralCell-Technologie: Zwei dünne hochreine Bleiplatten werden zusammen mit einem Glasvlies
zu einer Spiralzelle gewickelt. In Verbindung mit massiv gegossenen Zellverbindern und hoher Elektrolytdichte
entsteht ein äußerst geringer Innenwiderstand, so dass die Batterie gewaltige Ströme akzeptiert.
Die Verwendung von nahezu reinem Blei ermöglicht über 1000 Lade- und Entladezyklen.
Diese ... Kombination von Hochstromfähigkeit und Zyklenfestigkeit ist ideal für
Bugstrahlruder-, Winden- und Starteranwendungen, bei denen kurzzeitig hohe Ströme entnommen werden.“
Gel-Batterien
„Für den Einsatz auf Yachten empfehlen sich zyklenfeste Batterien
- wie z. B. die Exide EP-Serie (AGM) mit ca. 300 Zyklen bei 50 % Entladetiefe
- oder idealerweise GEL-Batterien (Exide ES-Serie) mit ca. 1000 Zyklen bei 50 % Entladetiefe. ...“
"Die EXIDE-GEL ... sorgt für eine zuverlässige Stromversorgung im Bordnetz und einen kraftvollen Start
der Bootsmotoren, selbst in Notfällen unter Wasser. Ideal auch zum Speichern von … Solarenergie.
Die erste Wahl bei zyklischer Belastung im Verbraucher-Batterie-Einsatz."
1.3 Größe, Ampere-Stunden (Ah)
Beim Ladevorgang kann eine Batterie nur mit einer bestimmten Stromstärke geladen werden,
Gel Batterien erfordern wie AGM-Batterien ein geregeltes Ladegerät.
GEL-Batterie ist nicht gleich GEL-Batterie.
Man muss die technischen Daten, z. B. die Entlade-Zyklen und die Standzeiten vergleichen.
Das kann man über die Internet-Info-Seiten der Hersteller.
Entladezyklen, Entladetiefe, Ah-Zahl
Die Exide Gel hat
bei 20 % Entladetiefe eine Lebensdauer von ~ 1.250 Zyklen
bei 50 % eine Lebensdauer von ~ 1.000
bei 60 % noch immer ~ 750
bei 100 % Entladetiefe noch immer: ~ 250
Strommenge
bei einer 80 Ah Gelbatterie bei 50 % Stromentnahme : 40 Ah
Das ist 2,5x so viel wie bei Blei.
Weitere Eigenschaften von Gel-Batterien
- geringe Selbstentladung
Nach 6 Monaten beträgt die Standzeit noch über 80 % der Nennkapazität.
Aufgrund der geringen Selbstentladung ist Nachladen während desWinters bei Gel-Batterien nicht nötig.
Selbst nach 2 Jahren sind es noch über 60 %. Ohne Nachladung!
Damit ist das Risiko größer, wenn ein Ladegerät während der Winterzeit angeschlossen wird
oder die Solarzellen laden.
- wartungsfrei: keine Säurestandkontrolle, kein Wasser-Nachfüllen
- elektrolytdicht: Die Säure ist im Gel fest gebunden und kann selbst bei Gehäuseschaden nicht austreten.
- Lage-unabhängig: Sie können sogar auf den Kopf gestellt montiert werden, solange die Sicherheitsventile
frei bleiben.
- tiefentladesicher: Gel-Batterien vertragen Tiefentladungen unbeschadet bis zu 4 Wochen.
Beurteilung von Blei-, AGM- und Gelbatterien nach Philippi (2012):
"Konventionelle Starter-Batterien (Säure) (Anm.: z. B. Autobatterien, Blei) besitzen eine geringe Zyklenfestigkeit
von ca. 70 Zyklen bei einer Entladetiefe von 50 %.
Wird die Batterie tiefer entladen (80 %) so sinkt die Zyklenfestigkeit auf ca. 30 Zyklen.
Diese Batterien werden üblicherweise nur als Starterbatterien in Fahrzeugen eingesetzt."
AGM-Hochstrom-Batterien
"… AGM SpiralCell-Technologie: Zwei dünne hochreine Bleiplatten werden zusammen mit einem Glasvlies
zu einer Spiralzelle gewickelt. In Verbindung mit massiv gegossenen Zellverbindern und hoher Elektrolytdichte
entsteht ein äußerst geringer Innenwiderstand, so dass die Batterie gewaltige Ströme akzeptiert.
Die Verwendung von nahezu reinem Blei ermöglicht über 1000 Lade- und Entladezyklen.
Diese ... Kombination von Hochstromfähigkeit und Zyklenfestigkeit ist ideal für
Bugstrahlruder-, Winden- und Starteranwendungen, bei denen kurzzeitig hohe Ströme entnommen werden.“
Gel-Batterien
„Für den Einsatz auf Yachten empfehlen sich zyklenfeste Batterien
- wie z. B. die Exide EP-Serie (AGM) mit ca. 300 Zyklen bei 50 % Entladetiefe
- oder idealerweise GEL-Batterien (Exide ES-Serie) mit ca. 1000 Zyklen bei 50 % Entladetiefe. ...“
"Die EXIDE-GEL ... sorgt für eine zuverlässige Stromversorgung im Bordnetz und einen kraftvollen Start
der Bootsmotoren, selbst in Notfällen unter Wasser. Ideal auch zum Speichern von … Solarenergie.
Die erste Wahl bei zyklischer Belastung im Verbraucher-Batterie-Einsatz."
1.3 Größe, Ampere-Stunden (Ah)
Beim Ladevorgang kann eine Batterie nur mit einer bestimmten Stromstärke geladen werden,
nämlich mit der Stromstärke (in Ampere) von etwa 10 % der Batteriekapazität.
In der gleichen Zeit nimmt daher eine doppelt so große Batterie auch die doppelte Strommenge auf.
(Genauer: Größte Stromeinlagerung während der ersten Stunde. Nach ½ Std sind bereits 50 % der Gesamtkapazität erreicht.)
In der gleichen Zeit nimmt daher eine doppelt so große Batterie auch die doppelte Strommenge auf.
(Genauer: Größte Stromeinlagerung während der ersten Stunde. Nach ½ Std sind bereits 50 % der Gesamtkapazität erreicht.)
Das würde für eine möglichst große Batterie sprechen.
Aber:
Beim Startvorgang zieht der Anlasser soviel Strom wie er bekommen kann.
Aber:
Beim Startvorgang zieht der Anlasser soviel Strom wie er bekommen kann.
Eine große Batterie liefert größere Strommengen als eine kleine.
Die Größe der Batterie begrenzt also die fließende Strommenge.
Die maximale Größe der Starterbatterie bestimmt der Motorenhersteller. Sie soll nicht überdimensioniert sein,
da sonst der Anlasser zu viel Strom zieht.
Nedalo: "Die max. Größe der Batterie für die 80A-Lichtmaschine: 120 Ah. Das ist aber sehr groß. Besser wäre kleiner."
Kleiner heißt 100 Ah oder eben auch 80 Ah. (wie bei mir; s. Strombedarf).
1.4 Gasung, Einbau
- Zwangsbelüftung fordern ...
Palstek (3/2014)
Sinngemäß: Es ist falsch zu glauben, dass AGM- und Gel-Batterien nicht gasen und deshalb ohne Belüftung eingebaut werden dürfen.
Trotz der extrem geringen Gasung bei Gelbatterien keine hermetisch dichten Batterie-Behälter verwenden!
In unmittelbarer Nähe der Batterie sollen sich keine Funken bildenden Schalter o. ä. befinden.
Die Norm ISO 10133 unterscheidet nicht zwischen Säure-, Gel- oder AGM-Batterien. Für alle gilt:
Belüftung: 8 x 0,15 x Nennkapazität der Batterie = Lüftungsöffnung in cm 2
Germ. Lloyd:
Storage batteries (= Speicherbatterien) with a charging capacity (Ladekapazität) of up to 2 kW may be located below deck,
Die maximale Größe der Starterbatterie bestimmt der Motorenhersteller. Sie soll nicht überdimensioniert sein,
da sonst der Anlasser zu viel Strom zieht.
Nedalo: "Die max. Größe der Batterie für die 80A-Lichtmaschine: 120 Ah. Das ist aber sehr groß. Besser wäre kleiner."
Kleiner heißt 100 Ah oder eben auch 80 Ah. (wie bei mir; s. Strombedarf).
1.4 Gasung, Einbau
- Zwangsbelüftung fordern ...
Palstek (3/2014)
Sinngemäß: Es ist falsch zu glauben, dass AGM- und Gel-Batterien nicht gasen und deshalb ohne Belüftung eingebaut werden dürfen.
Trotz der extrem geringen Gasung bei Gelbatterien keine hermetisch dichten Batterie-Behälter verwenden!
In unmittelbarer Nähe der Batterie sollen sich keine Funken bildenden Schalter o. ä. befinden.
Die Norm ISO 10133 unterscheidet nicht zwischen Säure-, Gel- oder AGM-Batterien. Für alle gilt:
Belüftung: 8 x 0,15 x Nennkapazität der Batterie = Lüftungsöffnung in cm 2
Germ. Lloyd:
Storage batteries (= Speicherbatterien) with a charging capacity (Ladekapazität) of up to 2 kW may be located below deck,
open in a well-ventilated locker or housing.
The ventilation supply and exhaust opening are to be arranged that there is a flow of fresh air over the entire battery.
If batteries are operated exclusively in parallel or switch-selected with the supply system, battery compartments … may be
The ventilation supply and exhaust opening are to be arranged that there is a flow of fresh air over the entire battery.
If batteries are operated exclusively in parallel or switch-selected with the supply system, battery compartments … may be
naturally ventilated … Provided the charging capacity does not exceed
- 3 kW in the case of lead-acid batteries
- 2 kW in the case of nickel-cadmium batteries.
Even under boost conditions.
Cross-section of extraction air duct (Abluftleitung):
Charging capacity P (Watts) Cross section air ducts (cm 2)
Lead batt. Ni-cad. Batt.
< 1000 W 80 120
Für Bleibatterien also 80 cm2.
Kreisfläche = r2 * pi. Das entspricht einem Rohr mit 10 cm Durchmesser.
- 3 kW in the case of lead-acid batteries
- 2 kW in the case of nickel-cadmium batteries.
Even under boost conditions.
Cross-section of extraction air duct (Abluftleitung):
Charging capacity P (Watts) Cross section air ducts (cm 2)
Lead batt. Ni-cad. Batt.
< 1000 W 80 120
Für Bleibatterien also 80 cm2.
Kreisfläche = r2 * pi. Das entspricht einem Rohr mit 10 cm Durchmesser.
Where sealed-cell batteries with internal oxygen consumption are used exclusively, the outgoing air duct cross section
may be reduced by half.
Also 40 cm2 bei Gel-Batterien (< 1000 Watt)
Der Durchmesser (der Entlüftungsöffnung) wäre demnach = 7,2 cm .
Meine Ausgabe der „Ship Technology – Pleasure Craft“ (Germ. Lloyd) stammt aus dem Jahre 1996.
Jetzt haben wir 2016. Noch gültig? Man müsste nachprüfen.
- Zwangsbelüftung nicht nötig, sagen ...
Mastervolt:
„Bei Gel-Batterien wird der Elektrolyt in einem Gel gebunden. Dieser Batterietyp ist völlig wartungsfrei.
Also 40 cm2 bei Gel-Batterien (< 1000 Watt)
Der Durchmesser (der Entlüftungsöffnung) wäre demnach = 7,2 cm .
Meine Ausgabe der „Ship Technology – Pleasure Craft“ (Germ. Lloyd) stammt aus dem Jahre 1996.
Jetzt haben wir 2016. Noch gültig? Man müsste nachprüfen.
- Zwangsbelüftung nicht nötig, sagen ...
Mastervolt:
„Bei Gel-Batterien wird der Elektrolyt in einem Gel gebunden. Dieser Batterietyp ist völlig wartungsfrei.
Bei normaler Verwendung gibt es keine Gasbildung.
Da keine zusätzliche Belüftung erforderlich ist, können Gel-Batterien überall installiert werden.“
Philippi:
Gel-Batterien: "Die Säure ist im Gel gebunden, dadurch kein Säureaustritt selbst bei Gehäuseschaden."
Johnson Controls Autobatterie:
Herr Klaus Koerner, Field Sales Representative dieser Firma, Hannover:
"Sehr geehrter Herr Dr. Lampalzer,
unser Unternehmen fertigt nur AGM Batterien.
Philippi:
Gel-Batterien: "Die Säure ist im Gel gebunden, dadurch kein Säureaustritt selbst bei Gehäuseschaden."
Johnson Controls Autobatterie:
Herr Klaus Koerner, Field Sales Representative dieser Firma, Hannover:
"Sehr geehrter Herr Dr. Lampalzer,
unser Unternehmen fertigt nur AGM Batterien.
Diese sind komplett verschlossen, müssen/können also nicht entlüftet werden."
1.5 Meine Wahl
1.5 Meine Wahl
- Lebensdauer
Während man eine Nass-Batterie nur zu 20 % entladen sollte, kann man eine Gel-Batterie ohne weiteres zu 40 % entladen.
Während man eine Nass-Batterie nur zu 20 % entladen sollte, kann man eine Gel-Batterie ohne weiteres zu 40 % entladen.
Sie hat also im Prinzip die doppelte Kapazität. Damit entspricht eine 80 Ah-Gel-Batterie einer 160 Ah-Nassbatterie.
Meine Bleibatterien mussten spätestens nach der zweiten Saison ersetzt werden; sehr oft haben sie nicht einen Winter überstanden.
Die Exide-Gel-Batterien von Summertime wurden 2005 eingebaut.
Neu eingebaute Batterien wurden von mir immer als Startbatterie benutzt; die Startbatterie wurde jeweils Service-Batterie.
Lebensdauer:
Batterien 1, 2, 3: im Schnitt 7 Jahre
Batterie 4: seit 2011 (bisher 13 Jahre, 2022)
5: seit 2017 (bisher 5 Jahre, 2022)
Lebensdauer:
Batterien 1, 2, 3: im Schnitt 7 Jahre
Batterie 4: seit 2011 (bisher 13 Jahre, 2022)
5: seit 2017 (bisher 5 Jahre, 2022)
- Handhabung
Eine 80-Ah-Stunden Batterie mit 26,8 kg kann man noch heben, eine 160-Ah-Batterie mit 46 kg kaum mehr.
Eine 80-Ah-Stunden Batterie mit 26,8 kg kann man noch heben, eine 160-Ah-Batterie mit 46 kg kaum mehr.
- AGM, GEL oder beides ?
Die Informationen oben würden für eine AGM-Batterie als Starterbatterie und ein Gel-Batterie als Service-Batterie sprechen.
- Wenn aber eine der beiden Batterien unterwegs kaputt geht, sollte man sie durch die andere ersetzen können.
Die Informationen oben würden für eine AGM-Batterie als Starterbatterie und ein Gel-Batterie als Service-Batterie sprechen.
- Wenn aber eine der beiden Batterien unterwegs kaputt geht, sollte man sie durch die andere ersetzen können.
Das spricht für gleiche Batterien, auch in Bezug auf die Größe.
Die neuere Batterie wird dann für das (wichtigere) Starten eingesetzt, die ältere als Service-Batterie.
- Gel- und AGM-Batterien benötigen unterschiedliche Lade- und Erhaltungs-(Lade)-Spannungen.
Die neuere Batterie wird dann für das (wichtigere) Starten eingesetzt, die ältere als Service-Batterie.
- Gel- und AGM-Batterien benötigen unterschiedliche Lade- und Erhaltungs-(Lade)-Spannungen.
Das würde ein Zwei-Batterien-System zusätzlich verkomplizieren. (s. Ladegerät).
- Weil Gel-Batterien ohne weiteres die Maschine starten können, andererseits AGM-Batterien für Service-Betrieb nicht ausgelegt sind,
- Weil Gel-Batterien ohne weiteres die Maschine starten können, andererseits AGM-Batterien für Service-Betrieb nicht ausgelegt sind,
habe ich mich für Gelbatterien entschieden: 80 Ah für Service und Start.
- Ladung: Die Lichtmaschine hat 80 Ah.
Die Ladung erfolgt über einen elektronischen Laderegler mit Priorität für die Starter-Batterie.
2013: Ladebooster
Summertime
- Zwei 80 Ah-Gel-Batterien, jeweils mit Batterie-Hauptschalter.
- Der Generator hat 80 Ah. Die Ladung erfolgte über einen elektronischen Laderegler mit Priorität
für die Starter-Batterie.
- Verbesserung der Situation durch Ladebooster, 2013 installiert.
- Entlüftung
Die Batterien stehen unterhalb der Propeller-Welle.
Summertime
- Zwei 80 Ah-Gel-Batterien, jeweils mit Batterie-Hauptschalter.
- Der Generator hat 80 Ah. Die Ladung erfolgte über einen elektronischen Laderegler mit Priorität
für die Starter-Batterie.
- Verbesserung der Situation durch Ladebooster, 2013 installiert.
- Entlüftung
Die Batterien stehen unterhalb der Propeller-Welle.
Dieser Platz ist durch die Motor-Raum-Belüftung mit belüftet.
Nach Auffassung von Philippi, Mastervolt und "Johnson Controls Autobatterie" brauchen Gelbatterien
keine eigene Belüftung und können überall eingebaut werden.
- - - - -
1.6 Laden von Batterien
Grundsätzliches
- 100 %-iges Voll-Laden ist nur mit einem Ladegerät möglich.
- Lichtmaschine (Generator) und Solarpanel sind nur unterstützende Ladeeinrichtungen.
- Es ist nicht möglich, zwei Batterien zu laden, wenn sie in Reihe geschaltet sind.
- Theoretisch ist es möglich zwei Batterien, die parallel geschaltet sind, mit einem einzigen Generator zu laden.
Aber es muss alles (!) gleich sein: Ladezustand, Alter der Batterie, Länge der Ladeleitungen.
Besser: ein elektronisch geregeltes Ladegerät (mit mehreren Ausgängen).
Ladespannungen
Hauptladespannung:
Exide: zwischen 14,1 - 14,4 V (Werte von Exide, Deutschland)
AGM: 14,4 - 14,7 V (Werte von Setronic )
Erhaltungsladung:
Exide: 13,8
AGM 14,1 - 14,4
Ladeschluss-Spannung:
Bleibatterien: 14,8
Gel-Batterien: 14,4
AGM: ?
Laden verschiedener Batterie-Typen
Aufgrund der unterschiedlichen Ladespannungen gibt es möglicherweise Probleme.
Der Batterietyp muss am Ladegerät und am Ladebooster eingestellt werden.
Häufigkeit des Ladens
- Prinzip: Nicht unter 50 % entladen und möglichst oft laden.
- Vor einer Reise: Batterien voll aufladen.
- Nach Beendigung der Reise: Länger als 12 Stunden laden.
- Vor jeder längeren Ruhe-Zeit: Batterien länger als 12 h aufladen und Plus-Pol abklemmen.
Winterlager
Bleibatterie
Die tägliche temperaturabhängige Entladung beträgt ~ 1 % der Nennkapazität.
Nach rund zwei Monaten ist die Batterie also zu 50 % entladen.
Empfohlen wird, während des Winters mehrmals nachzuladen.
Pat Manley empfiehlt, monatlich zu laden oder das Ladegerät angeschaltet zu lassen.
Davon rate ich ab; denn auch Ladegeräte können kaputt gehen. Dann wird die Batterie zusätzlich zerstört.
Gel-Batterien
Sie überstehen den Winter ohne Nachladung
Test: Ladezustand meiner neuen Batterien (GEL):
Geladen am 1. 10. 2005
Ladezustand beider Batterien: 13,9 V
Nach ~ 6 Monaten, am 15. 4. 2006
Batt. I (Start): 13,14 V
Batt. II (Verbrauch): 13,12 V
Unfreiweilliger Test während des Corona-Lockdowns 2020/21
Geladen am 22. 9. 2019
Am 06. 7. 2021 nach 19 Monaten (1 1/2 Jahren)
Batt. I (Start) 12.68 V
Batt. II (Service) 12.62
Nachladen unterwegs
- Batterie in gutem Ladezustand halten. So oft als möglich mit Ladegerät (Landstrom) laden.
- Die Spannung der unbelasteten Batterie ist ein Maß für den Ladezustand.
Allerdings muss die Batterie vor dem Ablesen "ruhen"; sie darf etwa 3 Stunden
weder geladen noch belastet werden (nach Pat Manley).
- In der Bord-Praxis sieht man auf das Voltmeter am E-Panel und entscheidet nach Ladezustand.
Ladezustand von 12 V - Batterien (nach Pat Manley, Werte bei "ruhender" Batterie)
12,8 Volt entsprechen ca. 100 % Ladung
12,6 80 %
12,5 70 %
12,3 50 %
12,2 40 %
12,0 20 %
11,9 10 %
~ 14 V = normale Einstellung eines Generator-Reglers.
14,4 V = Gasungsspannung. Ladegerät sollte abschalten.
Meine Praxis:
Ab 12,5 V ... Maschine an! (Laden)
- - - - -
1.7 Zusammenschalten von Batterien
Reihenschaltung (Serienschaltung):
Verbunden wird der + Pol mit dem – Pol der zweiten Batterie.
Ergebnis: Gesamtspannung = Summe der Einzelspannungen
Zwei 6 V - Batterien ergeben eine 12 V - Batterie,
zwei 12 V - Batterien ergeben eine 24 V - Batterie.
Parallelschaltung
… ist an Bord eher sinnvoll, denn die Bordspannung (12 V) bleibt erhalten, dagegen erhöht sich die verfügbare Strommenge.
- Verbindung: Minus mit Minus, Plus mit Plus.
- Abgreifen der Spannung am Plus der einen Batterie und am Minus der anderen Batterie.
Es ist die klassische Notstart-Schaltung beim Auto (Abschlepphilfe).
Am Schiff ist es genau so.
Erhöhung der Ah ? durch Zusammenschaltung zweier Batterien
- Auf Dauer ist eine Parallelschaltung zur Erhöhung der Ah-Zahl nicht empfehlenswert:
Die Batterien müssten beide möglichst identisch (Größe, Alter, Ladezustand, sogar Länge des Ladekabels),
also am besten neu sein.
- Kosten: Bei Ausfall einer Batterie muss die andere ebenfalls erneuert werden.
- Vorteilhafter ist eine größere Batterie. (Vorhandener Platz?)
- Eine andere Lösung, um die Stromsituation zu verbessern: Ladebooster.
1.8 Sulfatierung
Wird eine Blei-Batterie nach ihrer Entladung nicht kurzfristig wieder aufgeladen, entstehen Blei-Sulfatkristalle.
Im Laufe der Zeit können sich diese Kristalle akkumulieren.
Sie führen zu einer Reduzierung der entnehmbaren Kapazität.
Der Vorgang kann rückgängig gemacht werden dadurch, dass die Batterie voll aufgeladen wird.
Wenn das nicht geschieht, härtet die Sulfatschicht und macht die Batterie unbrauchbar.
Philippi:
Sulfatierung lässt sich auf ein Minimum begrenzen, wenn jeder Entladung schnell eine ausreichende Vollladung folgt.
Pulser ?
Der Megapulse® ist ein Gerät „... zur Regenerierung … von Kfz-Starterbatterien (Blei, Gel und AGM),
das die Bleisulfatkristalle zurückbildet, welche für den Batterieleistungsverlust … verantwortlich sind“,
sagt die Firma. (www.megapulser.de)
Installation: Der Batteriepulser wird mit dem Plus- und Minuspol verbunden.
Mein Freund benützt den Dometic PERFECTBATTERY BC 100 von Waeco (www.waeco.de; 40,- €, 2017)
für die Batterie seines Campingbusses. Er schreibt:
"Dieses Gerät ist für eine 12 V – Anlage vorgesehen. Auf der einen Seite wird es an das 230V-Netz angeschlossen,
auf der 12 V-Seite an das Bordnetz des KFZ. ...
Nach Auffassung von Philippi, Mastervolt und "Johnson Controls Autobatterie" brauchen Gelbatterien
keine eigene Belüftung und können überall eingebaut werden.
- - - - -
1.6 Laden von Batterien
Grundsätzliches
- 100 %-iges Voll-Laden ist nur mit einem Ladegerät möglich.
- Lichtmaschine (Generator) und Solarpanel sind nur unterstützende Ladeeinrichtungen.
- Es ist nicht möglich, zwei Batterien zu laden, wenn sie in Reihe geschaltet sind.
- Theoretisch ist es möglich zwei Batterien, die parallel geschaltet sind, mit einem einzigen Generator zu laden.
Aber es muss alles (!) gleich sein: Ladezustand, Alter der Batterie, Länge der Ladeleitungen.
Besser: ein elektronisch geregeltes Ladegerät (mit mehreren Ausgängen).
Ladespannungen
Hauptladespannung:
Exide: zwischen 14,1 - 14,4 V (Werte von Exide, Deutschland)
AGM: 14,4 - 14,7 V (Werte von Setronic )
Erhaltungsladung:
Exide: 13,8
AGM 14,1 - 14,4
Ladeschluss-Spannung:
Bleibatterien: 14,8
Gel-Batterien: 14,4
AGM: ?
Laden verschiedener Batterie-Typen
Aufgrund der unterschiedlichen Ladespannungen gibt es möglicherweise Probleme.
Der Batterietyp muss am Ladegerät und am Ladebooster eingestellt werden.
Häufigkeit des Ladens
- Prinzip: Nicht unter 50 % entladen und möglichst oft laden.
- Vor einer Reise: Batterien voll aufladen.
- Nach Beendigung der Reise: Länger als 12 Stunden laden.
- Vor jeder längeren Ruhe-Zeit: Batterien länger als 12 h aufladen und Plus-Pol abklemmen.
Winterlager
Bleibatterie
Die tägliche temperaturabhängige Entladung beträgt ~ 1 % der Nennkapazität.
Nach rund zwei Monaten ist die Batterie also zu 50 % entladen.
Empfohlen wird, während des Winters mehrmals nachzuladen.
Pat Manley empfiehlt, monatlich zu laden oder das Ladegerät angeschaltet zu lassen.
Davon rate ich ab; denn auch Ladegeräte können kaputt gehen. Dann wird die Batterie zusätzlich zerstört.
Gel-Batterien
Sie überstehen den Winter ohne Nachladung
Test: Ladezustand meiner neuen Batterien (GEL):
Geladen am 1. 10. 2005
Ladezustand beider Batterien: 13,9 V
Nach ~ 6 Monaten, am 15. 4. 2006
Batt. I (Start): 13,14 V
Batt. II (Verbrauch): 13,12 V
Unfreiweilliger Test während des Corona-Lockdowns 2020/21
Geladen am 22. 9. 2019
Am 06. 7. 2021 nach 19 Monaten (1 1/2 Jahren)
Batt. I (Start) 12.68 V
Batt. II (Service) 12.62
Nachladen unterwegs
- Batterie in gutem Ladezustand halten. So oft als möglich mit Ladegerät (Landstrom) laden.
- Die Spannung der unbelasteten Batterie ist ein Maß für den Ladezustand.
Allerdings muss die Batterie vor dem Ablesen "ruhen"; sie darf etwa 3 Stunden
weder geladen noch belastet werden (nach Pat Manley).
- In der Bord-Praxis sieht man auf das Voltmeter am E-Panel und entscheidet nach Ladezustand.
Ladezustand von 12 V - Batterien (nach Pat Manley, Werte bei "ruhender" Batterie)
12,8 Volt entsprechen ca. 100 % Ladung
12,6 80 %
12,5 70 %
12,3 50 %
12,2 40 %
12,0 20 %
11,9 10 %
~ 14 V = normale Einstellung eines Generator-Reglers.
14,4 V = Gasungsspannung. Ladegerät sollte abschalten.
Meine Praxis:
Ab 12,5 V ... Maschine an! (Laden)
- - - - -
1.7 Zusammenschalten von Batterien
Reihenschaltung (Serienschaltung):
Verbunden wird der + Pol mit dem – Pol der zweiten Batterie.
Ergebnis: Gesamtspannung = Summe der Einzelspannungen
Zwei 6 V - Batterien ergeben eine 12 V - Batterie,
zwei 12 V - Batterien ergeben eine 24 V - Batterie.
Parallelschaltung
… ist an Bord eher sinnvoll, denn die Bordspannung (12 V) bleibt erhalten, dagegen erhöht sich die verfügbare Strommenge.
- Verbindung: Minus mit Minus, Plus mit Plus.
- Abgreifen der Spannung am Plus der einen Batterie und am Minus der anderen Batterie.
Es ist die klassische Notstart-Schaltung beim Auto (Abschlepphilfe).
Am Schiff ist es genau so.
Erhöhung der Ah ? durch Zusammenschaltung zweier Batterien
- Auf Dauer ist eine Parallelschaltung zur Erhöhung der Ah-Zahl nicht empfehlenswert:
Die Batterien müssten beide möglichst identisch (Größe, Alter, Ladezustand, sogar Länge des Ladekabels),
also am besten neu sein.
- Kosten: Bei Ausfall einer Batterie muss die andere ebenfalls erneuert werden.
- Vorteilhafter ist eine größere Batterie. (Vorhandener Platz?)
- Eine andere Lösung, um die Stromsituation zu verbessern: Ladebooster.
1.8 Sulfatierung
Wird eine Blei-Batterie nach ihrer Entladung nicht kurzfristig wieder aufgeladen, entstehen Blei-Sulfatkristalle.
Im Laufe der Zeit können sich diese Kristalle akkumulieren.
Sie führen zu einer Reduzierung der entnehmbaren Kapazität.
Der Vorgang kann rückgängig gemacht werden dadurch, dass die Batterie voll aufgeladen wird.
Wenn das nicht geschieht, härtet die Sulfatschicht und macht die Batterie unbrauchbar.
Philippi:
Sulfatierung lässt sich auf ein Minimum begrenzen, wenn jeder Entladung schnell eine ausreichende Vollladung folgt.
Pulser ?
Der Megapulse® ist ein Gerät „... zur Regenerierung … von Kfz-Starterbatterien (Blei, Gel und AGM),
das die Bleisulfatkristalle zurückbildet, welche für den Batterieleistungsverlust … verantwortlich sind“,
sagt die Firma. (www.megapulser.de)
Installation: Der Batteriepulser wird mit dem Plus- und Minuspol verbunden.
Mein Freund benützt den Dometic PERFECTBATTERY BC 100 von Waeco (www.waeco.de; 40,- €, 2017)
für die Batterie seines Campingbusses. Er schreibt:
"Dieses Gerät ist für eine 12 V – Anlage vorgesehen. Auf der einen Seite wird es an das 230V-Netz angeschlossen,
auf der 12 V-Seite an das Bordnetz des KFZ. ...
Du verbindest das Gerät mit Deinem Auto über ein mitgeliefertes Kabel indem Du den entsprechenden Stecker des Kabels
in den Zigarettenanzünder steckst.
Das Gerät hat einen Verbrauch von ca. 20 W und lädt bzw. entlädt sehr zuverlässig – bei mir bereits zum sechsten Mal –
die Batterie während der 5 Wintermonate, in denen der Bus abgemeldet ist.
Das Ergebnis: Nach dieser Zeit konnte ich den Motor problemlos sofort starten.
Die Lebensdauer der Batterie wird dadurch deutlich verlängert.
Das Gerät hat einen Verbrauch von ca. 20 W und lädt bzw. entlädt sehr zuverlässig – bei mir bereits zum sechsten Mal –
die Batterie während der 5 Wintermonate, in denen der Bus abgemeldet ist.
Das Ergebnis: Nach dieser Zeit konnte ich den Motor problemlos sofort starten.
Die Lebensdauer der Batterie wird dadurch deutlich verlängert.
Früher benötigte ich nach 6 Jahren auf jeden Fall eine neue Batterie."
Eine Buchse (Zigarettenanzünder) dürfte jedes E-Panel haben.
AWN (April 2010):
„… Säure-Batterien lassen sich regenerieren, auch Gel-Batterien.
Eine Buchse (Zigarettenanzünder) dürfte jedes E-Panel haben.
AWN (April 2010):
„… Säure-Batterien lassen sich regenerieren, auch Gel-Batterien.
Hier dauert der Reinigungsvorgang etwas länger, doch je mehr Zyklen, desto schneller geht es.“
B. Linke (in Palstek 2/11):
„Batteriepulser können auch in Verbindung mit Gel- und AGM-Batterien genutzt werden.“
Eine Anfrage bei Exide ergab zunächst:
„Der Pulser schadet der Batterie nicht. Es ist aber zu beachten, dass eine Schädigung bei einer Verwendung im entladenen
B. Linke (in Palstek 2/11):
„Batteriepulser können auch in Verbindung mit Gel- und AGM-Batterien genutzt werden.“
Eine Anfrage bei Exide ergab zunächst:
„Der Pulser schadet der Batterie nicht. Es ist aber zu beachten, dass eine Schädigung bei einer Verwendung im entladenen
Zustand nicht ausgeschlossen werden kann, da der Pulser seine Energie aus der Batterie nimmt.
Eine lange Lebensdauer der Batterie ist grundsätzlich immer mit der Sicherstellung guter Ladezustände erreichbar.
Eine lange Lebensdauer der Batterie ist grundsätzlich immer mit der Sicherstellung guter Ladezustände erreichbar.
Eine Verwendung anderer Hilfsmittel erübrigt sich damit.“
Erneute Anfrage bei Exide Technologies GmbH (Okt. 2010):
Batterie-Pulser verlängern die Lebenszeit von Bleibatterien. Verlängern Sie auch die
Lebenszeit von Exide-Gel-Batterien? Gibt es dafür Messungen?
Antwort:
„Eine Lebensdauerverlängerung ist durch den Einsatz von `Pulsern` weder bei normalen Nassbatterien
Erneute Anfrage bei Exide Technologies GmbH (Okt. 2010):
Batterie-Pulser verlängern die Lebenszeit von Bleibatterien. Verlängern Sie auch die
Lebenszeit von Exide-Gel-Batterien? Gibt es dafür Messungen?
Antwort:
„Eine Lebensdauerverlängerung ist durch den Einsatz von `Pulsern` weder bei normalen Nassbatterien
noch bei Gelbatterien nachweisbar.
Ein geeignetes Ladegerät für die jeweilige Batterie ist die optimale Voraussetzung für ein langes Batterieleben.
Die Verwendung von Pulsern im Gelbatterie-Einsatz ist unsererseits nicht freigegeben
Ein geeignetes Ladegerät für die jeweilige Batterie ist die optimale Voraussetzung für ein langes Batterieleben.
Die Verwendung von Pulsern im Gelbatterie-Einsatz ist unsererseits nicht freigegeben
und führt im Gewährleistungsfalle zur Ablehnung.“
1.9 Schädigungen (nach Palstek 6/2006)
- Tiefentladung
... verkürzt die Lebenszeit jeder Batterie beträchtlich, auch bei GEL-Batterien.
Möglichst schnell nach einer Tiefentladung wieder laden.
Mögliche Ursachen:
- nicht ausgeschaltete Verbraucher
- schleichende Entladung (z. B. durch Solarregler, Bordcontrol-Panel, Uhr, LED-Anzeigen, defektes Ladegerät)
Exide Gel –Batterien vertragen Tiefentladungen maximal bis zu 4 Wochen.
Nach einer Tiefentladung mindestens 48 Std. laden.
- Laden mit zu hohem Strom
Bleibatterien nehmen zu Beginn der Ladung so viel Strom auf, wie ihnen zur Verfügung steht.
1.9 Schädigungen (nach Palstek 6/2006)
- Tiefentladung
... verkürzt die Lebenszeit jeder Batterie beträchtlich, auch bei GEL-Batterien.
Möglichst schnell nach einer Tiefentladung wieder laden.
Mögliche Ursachen:
- nicht ausgeschaltete Verbraucher
- schleichende Entladung (z. B. durch Solarregler, Bordcontrol-Panel, Uhr, LED-Anzeigen, defektes Ladegerät)
Exide Gel –Batterien vertragen Tiefentladungen maximal bis zu 4 Wochen.
Nach einer Tiefentladung mindestens 48 Std. laden.
- Laden mit zu hohem Strom
Bleibatterien nehmen zu Beginn der Ladung so viel Strom auf, wie ihnen zur Verfügung steht.
Bei zunehmendem Ladestrom steigt aber auch die Temperatur der Batterie.
Höhere Temperatur wiederum verändert die chemischen Eigenschaften: die Gasungsspannung z. B. sinkt.
Wird die Ladespannung diesem veränderten Zustand nicht angepasst, gibt es Schäden.
Deshalb: temperaturkompensierte Ladegeräte verwenden (Temperaturfühler an der Verbrauchsbatterie).
- Überladung
Gel- und AGM-Batterien können durch eine einzige Überladung zerstört werden.
Ladegerät mit W-Kennlinie sollten deshalb bei diesen Batterien nicht verwendet werden,
Deshalb: temperaturkompensierte Ladegeräte verwenden (Temperaturfühler an der Verbrauchsbatterie).
- Überladung
Gel- und AGM-Batterien können durch eine einzige Überladung zerstört werden.
Ladegerät mit W-Kennlinie sollten deshalb bei diesen Batterien nicht verwendet werden,
weil das Risiko eines Abschaltfehlers zu groß ist.
- Unterladung
Batterien werden mit der Lichtmaschine nicht voll geladen, auch nicht durch ein Ladegerät mit W-Kennlinie.
- Unterladung
Batterien werden mit der Lichtmaschine nicht voll geladen, auch nicht durch ein Ladegerät mit W-Kennlinie.
Erreicht werden nur etwa 80 %.
Das wiederum begünstigt Sulfatierung.
Vollladung wird nur durch ein "intelligentes" (= geregeltes) Ladegerät errreicht.
- - - - -
2.1 Lithium-Batterien (Nachtrag Nov. 2020)
Das wiederum begünstigt Sulfatierung.
Vollladung wird nur durch ein "intelligentes" (= geregeltes) Ladegerät errreicht.
- - - - -
2.1 Lithium-Batterien (Nachtrag Nov. 2020)
Palstek (Jan. 2020)
" ... Lithium-Akkus sind die Lösung aller bisher aufgeführten Probleme.
Sie sind hoch zyklenfest, haben kaum Selbstentladung, die Einbaulage spielt keine Rolle, sie vertragen
hohe Lade- und Entladeströme und können fast vollständig entladen werden - und das zu einem Bruchteil
des Gewichtes herkömmlicher Akkus.
Wenn nur der Preis nicht wäre."
" ... Lithium-Akkus sind die Lösung aller bisher aufgeführten Probleme.
Sie sind hoch zyklenfest, haben kaum Selbstentladung, die Einbaulage spielt keine Rolle, sie vertragen
hohe Lade- und Entladeströme und können fast vollständig entladen werden - und das zu einem Bruchteil
des Gewichtes herkömmlicher Akkus.
Wenn nur der Preis nicht wäre."
Zyklen: ~ 800 bis ~ 2.000.
Preis: z. B. Lionthron, 112,8 V, 80 Ah, mit BMS: 781,51 Netto (Nov. 2020) = ~ 930,- € mit MwSt
(siehe die Tabelle "Vergleichsdaten", weiter unten und die Anm. dort)
Gewicht: etwa die Hälfte einer Blei-, AGM- oder Gel-Batterie
Raumvolumen: etwa gleich mit Bleibatterien aufgrund notwendiger Elektronik
Liontron, Lithium-Batterie: LiFePO4 (www.liontron.de)
Die Batterien können direkt im Austausch für konventionelle Bleibatterien eingesetzt werden,
bei gleichbleibender Ladetechnik. Denn alle Batterien haben ein integriertes BMS.
Modelle 12,8 V zwischen 20 und 200 Ah.
Preisliste: https://liontron.de/download/Preisliste_Lionton.pdf
Martin Schiller (Palstek, Okt. 2021 )
Wir hatten "bei unseren Expeditionen ein paar schwerwiegende Vorfälle mit brennenden Lithium-Batterien,
die sich ohne irgendeinen äußerlich erkennbaren Grund entzündet haben."
"Lithium Batterie ist nicht gleich Lithium-Batterie
Es gibt unterschiedliche Materialkombinationen ... Lithium-Batterien, die Cobalt enthalten, können bei Problemen
anfangen zu brennen. ... Aus diesem Grund bleiben für mich nur LMO (Lithium-Mangan-Oxid) und
Preis: z. B. Lionthron, 112,8 V, 80 Ah, mit BMS: 781,51 Netto (Nov. 2020) = ~ 930,- € mit MwSt
(siehe die Tabelle "Vergleichsdaten", weiter unten und die Anm. dort)
Gewicht: etwa die Hälfte einer Blei-, AGM- oder Gel-Batterie
Raumvolumen: etwa gleich mit Bleibatterien aufgrund notwendiger Elektronik
Liontron, Lithium-Batterie: LiFePO4 (www.liontron.de)
Die Batterien können direkt im Austausch für konventionelle Bleibatterien eingesetzt werden,
bei gleichbleibender Ladetechnik. Denn alle Batterien haben ein integriertes BMS.
Modelle 12,8 V zwischen 20 und 200 Ah.
Preisliste: https://liontron.de/download/Preisliste_Lionton.pdf
Martin Schiller (Palstek, Okt. 2021 )
Wir hatten "bei unseren Expeditionen ein paar schwerwiegende Vorfälle mit brennenden Lithium-Batterien,
die sich ohne irgendeinen äußerlich erkennbaren Grund entzündet haben."
"Lithium Batterie ist nicht gleich Lithium-Batterie
Es gibt unterschiedliche Materialkombinationen ... Lithium-Batterien, die Cobalt enthalten, können bei Problemen
anfangen zu brennen. ... Aus diesem Grund bleiben für mich nur LMO (Lithium-Mangan-Oxid) und
LFP (Lithium-Eisen-Phosphat LiFePo4)- Batterien zur Auswahl übrig.
LFP-Batterien haben eine wesentlich höhere Zyklenzahl als LMO-Batterien.
LFP-Batterien haben eine wesentlich höhere Zyklenzahl als LMO-Batterien.
Außerdem gilt LFP als die sicherste Lithium-Ionen-Technologie.
LFP-Batterien enthalten außerdem keine gefährlichen Stoffe, wie Quecksilber, Cadmium oder andere Schwermetalle.
Die in der Zellchemie verwendeten Materialien können zu 100 % recycelt werden.
Der Nachteil von LFP-Batterien liegt in ihrer schlechten Leistungsdichte im Vergleich zu anderen
Lithium-Ionen-Technologien."
Anm.: Das führt zu einem höheren Gewicht, wenn man die gleichen Ah erzielen will.
Dennoch sind sie wesentlich leichter als AGM oder GEL bei gleicher Ah-Zahl.
Schiller sinngemäß:
Lithium-Batterien brauchen notwendigerweise ein Batterie-Management-System (BMS). Es verhindert:
Tiefentladung / Überladung / zu hohe Temperatur der Batterie / Disballance der Zellen / zu hoher Lade- oder Entladestrom.
In Verbindung mit dem BMS sind verscheidene Ladekonzepte möglich.
"Lithium-Batterien ... liefern sehr hohe Ströme von mehreren hundert Ampere und sind gefährlich!
Alle Arbeiten an der Bordelektrik dürfen nur von Elektrofachkräften durchgeführt werden."
2.2 Vergleichsdaten 12 V: Blei, Gel, AGM, Lithium
(Auszug einer Tabelle von G. Seifert aus Palstek 1/2020)
Blei-Säure Gel AGM BMS intern BMS extern
LiFePO4 LiFePO4
Ah 105 110 105 90 100
Gewicht 25,6 38,9 30 12,5 9,61
Entladetiefe in Prozent 35 50 70 80 80
Ah effektiv 36,75 55 73,5 72 80
Zyklen 350 500 500 3.500 2.500
Lebensdauer (Jahre)
bei 50 Zyklen/ Jahr 7 10 10 (70) (50)
bei 150 Zyklen/Jahr 2,33 3,33 3,33 23,33 16,67
Preis in € (2020) 149,- 345,- 320,- 1.999,- 1.369,-
Anm.:
- Der genannte Artikel geht auf weiterführende Fragen ein: Steuerung des Ladevorgangs, Regler etc.
- BMS = Batterie-Management-System
- LiFePO4: Wenn 80 % Entladetiefe möglich sind, ist eine Batterie von 100 Ah nötig um 80 Ah zu generieren.
Lt. Preisliste kostet diese Batterie ~ 1165,- incl. MwSt.
- M. T. Reincke gibt als Lebensdauer für Gel- und AGM-Batterien andere Werte an (Palstek 1/20):
Gel: 12 und mehr Jahre AGM: 7 - 10 Jahre
LEAB LPS und Philippi, Energie-Management-Box
s. I) Grundlagen / 2.8 Energiemanagement
Nachtrag
Michael Herrmann, "Stromspeicher: Blei VS. Lithium" in Trans-Ocean, April 2022
- Lithium-Batterien können bei Überladung oder Tiefentladung in Brand geraten.
Weil die Brandtemperatur extrem hoch ist, gibt es keine Möglichkeit, Li-Batterien zu löschen; das Schiff ist dann verloren.
Am sichersten ist die Lithium-Eisenphosphat-Batterie (LiFePO).
- Ladekennlinien von Li-Batterien sind lange konstant; dann fällt die Spannung plötzlich ab.
Deshalb kann man mit einem Voltmeter nicht messen, wie weit die Entladung fortgeschritten ist.
- Weil die Hersteller unterschiedliche Batterie-Management-Systeme produzieren, können nur komplette Systeme verwendet werden:
Der Nachteil von LFP-Batterien liegt in ihrer schlechten Leistungsdichte im Vergleich zu anderen
Lithium-Ionen-Technologien."
Anm.: Das führt zu einem höheren Gewicht, wenn man die gleichen Ah erzielen will.
Dennoch sind sie wesentlich leichter als AGM oder GEL bei gleicher Ah-Zahl.
Schiller sinngemäß:
Lithium-Batterien brauchen notwendigerweise ein Batterie-Management-System (BMS). Es verhindert:
Tiefentladung / Überladung / zu hohe Temperatur der Batterie / Disballance der Zellen / zu hoher Lade- oder Entladestrom.
In Verbindung mit dem BMS sind verscheidene Ladekonzepte möglich.
"Lithium-Batterien ... liefern sehr hohe Ströme von mehreren hundert Ampere und sind gefährlich!
Alle Arbeiten an der Bordelektrik dürfen nur von Elektrofachkräften durchgeführt werden."
2.2 Vergleichsdaten 12 V: Blei, Gel, AGM, Lithium
(Auszug einer Tabelle von G. Seifert aus Palstek 1/2020)
Blei-Säure Gel AGM BMS intern BMS extern
LiFePO4 LiFePO4
Ah 105 110 105 90 100
Gewicht 25,6 38,9 30 12,5 9,61
Entladetiefe in Prozent 35 50 70 80 80
Ah effektiv 36,75 55 73,5 72 80
Zyklen 350 500 500 3.500 2.500
Lebensdauer (Jahre)
bei 50 Zyklen/ Jahr 7 10 10 (70) (50)
bei 150 Zyklen/Jahr 2,33 3,33 3,33 23,33 16,67
Preis in € (2020) 149,- 345,- 320,- 1.999,- 1.369,-
Anm.:
- Der genannte Artikel geht auf weiterführende Fragen ein: Steuerung des Ladevorgangs, Regler etc.
- BMS = Batterie-Management-System
- LiFePO4: Wenn 80 % Entladetiefe möglich sind, ist eine Batterie von 100 Ah nötig um 80 Ah zu generieren.
Lt. Preisliste kostet diese Batterie ~ 1165,- incl. MwSt.
- M. T. Reincke gibt als Lebensdauer für Gel- und AGM-Batterien andere Werte an (Palstek 1/20):
Gel: 12 und mehr Jahre AGM: 7 - 10 Jahre
LEAB LPS und Philippi, Energie-Management-Box
s. I) Grundlagen / 2.8 Energiemanagement
Nachtrag
Michael Herrmann, "Stromspeicher: Blei VS. Lithium" in Trans-Ocean, April 2022
- Lithium-Batterien können bei Überladung oder Tiefentladung in Brand geraten.
Weil die Brandtemperatur extrem hoch ist, gibt es keine Möglichkeit, Li-Batterien zu löschen; das Schiff ist dann verloren.
Am sichersten ist die Lithium-Eisenphosphat-Batterie (LiFePO).
- Ladekennlinien von Li-Batterien sind lange konstant; dann fällt die Spannung plötzlich ab.
Deshalb kann man mit einem Voltmeter nicht messen, wie weit die Entladung fortgeschritten ist.
- Weil die Hersteller unterschiedliche Batterie-Management-Systeme produzieren, können nur komplette Systeme verwendet werden:
Batterie - Schutzrelais - Steuerung - Ladegerät.
- Für die Lebensdauer einer Batterie ist weniger die Zyklenzahl entscheidend als vielmehr die kalendarische Lebensdauer.
Für eine Li-Batterie sind das (nach Herrmann) 15 Jahre.
- Für die Lebensdauer einer Batterie ist weniger die Zyklenzahl entscheidend als vielmehr die kalendarische Lebensdauer.
Für eine Li-Batterie sind das (nach Herrmann) 15 Jahre.
Nachtrag Nov. 23
YouTube Wann brennen Lithium-Akkus?
Fazit: Der Lithium-Eisenphosphat-Akku (LiFePO4-Akku) ist mit Abstand der sicherste Akku zur Zeit.
Im Test:
- nicht anfällig gegen mechan. Beschädigung
- bei Überladung (~ 50 V /12 - 14 A) nicht entzündet
- bei Überhitzung (Bunsenbrenner 300 - 500 °) über 30 min: nichts passiert.
Temperaturbereich: - 30 bis + 65 °
Gut integrierbar ins 12V-Batterie-Systeme, da 13,5 V
Nachtrag Jan 24
Es ist nicht möglich, nur die Batterie gegen eine Lithium-batterie auszutauschen.
Die gesamte Motor-Elektrik muss LiFePo4-kampatibel sein.
Das betriff:
- die Lichtmaschine (Generator)
- das Landstrom-Ladedegerät
- die Solar-Anlage (nach Palstek 1/24)
Anm.: Sicherlich auch
- die Wind-Generator-Anlage.
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2.3 Umrechnung von Ampere-Stunden in Wattstunden
P = I * U
Watt = Ampere * Volt
Watt-Stunden = Ampere-Stunden * Volt
Eine Batterie mit 80 Ah und 12 V hat demnach
80 * 12 = 960 Wattstunden
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3. Salz – Akku (Natrium-Batterie, Sodium-Zelle)
Dass normales Kochsalz elektrische Energie speichern kann, weiß man schon länger.
Leider war dies bisher nur in geringer Dichte möglich. Deshalb sind Salzbatterien groß und schwer.
Dieses Problem hat anscheinend CATL gelöst.
"Contemporary Amperex Technology Co. Limited (CATL) ist der größte chinesische Hersteller von Lithium-Ionen-Akkumulatoren. …
P = I * U
Watt = Ampere * Volt
Watt-Stunden = Ampere-Stunden * Volt
Eine Batterie mit 80 Ah und 12 V hat demnach
80 * 12 = 960 Wattstunden
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3. Salz – Akku (Natrium-Batterie, Sodium-Zelle)
Dass normales Kochsalz elektrische Energie speichern kann, weiß man schon länger.
Leider war dies bisher nur in geringer Dichte möglich. Deshalb sind Salzbatterien groß und schwer.
Dieses Problem hat anscheinend CATL gelöst.
"Contemporary Amperex Technology Co. Limited (CATL) ist der größte chinesische Hersteller von Lithium-Ionen-Akkumulatoren. …
Zur Entwicklung gehören auch … Natrium-Ionen-Akkumulatoren, deren Herstellung in Serie für 2023 geplant ist." (Wikipedia)
Damit stehen wir am Beginn einer neuen Batterie-Ära.
Denn:
Die Gewinnung von Lithium ist problematisch. Zur Gewinnung eine Kilos Lithium sind z. B. 2000 Liter Wasser nötig.
Damit stehen wir am Beginn einer neuen Batterie-Ära.
Denn:
Die Gewinnung von Lithium ist problematisch. Zur Gewinnung eine Kilos Lithium sind z. B. 2000 Liter Wasser nötig.
Dies allein führt zu hohen Umweltschäden.
Kochsalz (Natrium, Sodium) dagegen ist weltweit problemlos und kostengünstig verfügbar.
Das Folgende nach Palstek (3/22).
Die Vorteile des Sodium-Akkus:
- Energiedichte wie bei Lithium (Anm.: vorausgesetzt die Meldungen oben sind richtig)
- nicht brennbar
- nahezu unbegrenzte Tiefentladefähigkeit
- 4.500 Ladezyklen (bei 100 % Entladung)
- Ladezeit: 15 min bis auf 80 % der Kapazität
- vollständig recyclebar
(Mai 2022)
Auch die Firma BlueSky, Österreich stellt Salz-Batterien her. (Aug. 2022)
Kochsalz (Natrium, Sodium) dagegen ist weltweit problemlos und kostengünstig verfügbar.
Das Folgende nach Palstek (3/22).
Die Vorteile des Sodium-Akkus:
- Energiedichte wie bei Lithium (Anm.: vorausgesetzt die Meldungen oben sind richtig)
- nicht brennbar
- nahezu unbegrenzte Tiefentladefähigkeit
- 4.500 Ladezyklen (bei 100 % Entladung)
- Ladezeit: 15 min bis auf 80 % der Kapazität
- vollständig recyclebar
(Mai 2022)
Auch die Firma BlueSky, Österreich stellt Salz-Batterien her. (Aug. 2022)
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(II Komponenten)
(II Komponenten)
2) Ladegerät
Kennlinien
Ladegeräte sind ungeregelt (W-Kennlinie) oder geregelt (I-Kennlinie, U-..., IUoU-Kennlinie)
W - Kennlinie: Spannung und Strom werden durch den Innenwiderstand der Batterie bestimmt.
W - Kennlinie: Spannung und Strom werden durch den Innenwiderstand der Batterie bestimmt.
Er erhöht sich bei fortschreitender Ladung. Dadurch sinkt I aber U steigt.
Wird bei Erreichen der Gasungsspannung nicht abgeschaltet, wird die Batterie zerstört.
U - Kennlinie: Es wird mit konstanter Spannung geladen.
U - Kennlinie: Es wird mit konstanter Spannung geladen.
Weil die Spannung der Batterie langsam steigt, wird der Unterschied zur gleichbleibenden Ladespannung geringer.
Dadurch vermindert sich der Stromfluss.
Vollladung ist möglich, dauert aber sehr lange.
I - Kennlinie: Das Ladegerät regelt so, dass der Ladestrom I konstant bleibt.
Vollladung ist möglich, dauert aber sehr lange.
I - Kennlinie: Das Ladegerät regelt so, dass der Ladestrom I konstant bleibt.
Das ist nur dadurch möglich, dass U erhöht wird.
Auch hier muss der Ladevorgang abgeschaltet werden, wenn die Gasungsspannung erreicht wird.
Vorteil dieser Art der Ladung: In kurzer Zeit lässt sich viel Kapazität einlagern.
IU - Kennlinie: Zunächst wird mit einem konstanten Strom (I) geladen,
Vorteil dieser Art der Ladung: In kurzer Zeit lässt sich viel Kapazität einlagern.
IU - Kennlinie: Zunächst wird mit einem konstanten Strom (I) geladen,
in der Regel der Maximalstrom des Ladegerätes, bis die Ladeschlussspannung erreicht wird.
Jetzt sind etwa 80 % der Batterie geladen.
Danach wird mit konstanter Spannung (U) weiter geladen. Die Batterie wird in verhältnismäßig kurzer Zeit voll geladen.
Der Generator wird höher strapaziert.
Danach wird mit konstanter Spannung (U) weiter geladen. Die Batterie wird in verhältnismäßig kurzer Zeit voll geladen.
Der Generator wird höher strapaziert.
Deshalb braucht er einen Temperaturfühler, der ihn vor der Überhitzung abschaltet bzw. herunterregelt.
Es besteht allerdings die Gefahr der Überladung, vor allem an einem 230 V - Ladegerät, weniger bei einem Generator.
IUoU - Kennlinie: Ladegeräte, die nach dieser Kennlinie regeln, verbinden die Vorteile der I- und U- Kennlinien.
- Zuerst Ladung nach I-Kennlinie; dadurch viel Kapazität in kurzer Zeit.
- Abschalten bei Erreichen der Gasungsspannung.
- Dann Ladung nach U-Kennlinie (Ladespannung konstant) bis Vollladung erreicht ist.
- Dann Umschalten (Uo) auf Erhaltungsspannung.
- Zuerst Ladung nach I-Kennlinie; dadurch viel Kapazität in kurzer Zeit.
- Abschalten bei Erreichen der Gasungsspannung.
- Dann Ladung nach U-Kennlinie (Ladespannung konstant) bis Vollladung erreicht ist.
- Dann Umschalten (Uo) auf Erhaltungsspannung.
Wichtig ist, ein (elektronisch) geregeltes Ladegerät zu verwenden, das ab einer bestimmten Voltzahl den Ladestrom reduziert
und schließlich ganz abschaltet oder auf Erhaltungsstrom umschaltet.
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(II Komponenten)
3) Generator, Lade-Trennsysteme, Ladebooster, Management-Box
3.1 Generator (Lichtmaschine)
3.2 Lade-Trennsysteme
3.3 Hochleistungsregler (Ladebooster)
3.4 Energie-Management-Box
3.1 Generator (Lichtmaschine)
Die Lichtmaschine ist am Motor angeschraubt und wird vom Schiffsdiesel angetrieben.
Ausgangsspannung: ~ 14,0 V
Lichtmaschinen arbeiten nach der W-Kennlinie.
3.2 Lade-Trennsysteme
3.3 Hochleistungsregler (Ladebooster)
3.4 Energie-Management-Box
3.1 Generator (Lichtmaschine)
Die Lichtmaschine ist am Motor angeschraubt und wird vom Schiffsdiesel angetrieben.
Ausgangsspannung: ~ 14,0 V
Lichtmaschinen arbeiten nach der W-Kennlinie.
Das heißt, dass Strom und Spannung vom Widerstand des Stromkreises Lichtmaschine – Batterie bestimmt werden.
Mit zunehmender Batteriespannung geht der Ladestrom zurück, die Ladeleistung wird sehr schnell heruntergeregelt.
Eine Vollladung würde sehr lange dauern.
Normalerweise sind Lichtmaschinen zusätzlich mit einem Laderegler ausgestattet.
Normalerweise sind Lichtmaschinen zusätzlich mit einem Laderegler ausgestattet.
Die Ladeschluss-Spannung liegt bei 13,8 V. Batterien bräuchten aber 14,4 bis 14,8 V.
Das leisten moderne Ladegeräte, wenn sie mit den entsprechenden Lade-Kennlinien arbeiten (IU-, IUoU -Kennlinie).
3.2 Lade-Trennsysteme
Um zwei Batterien zu laden, ist ein Trennsystem erforderlich.
Ohne Trennsystem würde sich die Starterbatterie ebenfalls entladen, wenn die Versorgungsbatterie schwach wird.
Andererseits würde bei Ladung eine vollere Batterie überladen.
Das leisten moderne Ladegeräte, wenn sie mit den entsprechenden Lade-Kennlinien arbeiten (IU-, IUoU -Kennlinie).
3.2 Lade-Trennsysteme
Um zwei Batterien zu laden, ist ein Trennsystem erforderlich.
Ohne Trennsystem würde sich die Starterbatterie ebenfalls entladen, wenn die Versorgungsbatterie schwach wird.
Andererseits würde bei Ladung eine vollere Batterie überladen.
Es gibt verschiedene Trennsysteme:
- Trenndioden verursachen einen Spannungsabfall (von 14,0 V auf 13,3 V), der ausgeglichen werden müsste.
Andernfalls werden die Batterien (durch den Generator) nicht voll geladen.
Das wäre auf langen Segel-Strecken ungünstig, weil die Stromversorgung unzulänglich wird.
- (einfaches) Trennrelais
Es arbeitet nahezu ohne Verluste (Spannungsabfall).
Sie sind üblicherweie für 70 Ampere ausgelegt, was für Lichtmaschinen mit 55 Ampere Ladestrom ausreicht.
Problematisch wird es, wenn Großverbraucher (Ankerwinsch) zugeschaltet werden.
- Trenndioden verursachen einen Spannungsabfall (von 14,0 V auf 13,3 V), der ausgeglichen werden müsste.
Andernfalls werden die Batterien (durch den Generator) nicht voll geladen.
Das wäre auf langen Segel-Strecken ungünstig, weil die Stromversorgung unzulänglich wird.
- (einfaches) Trennrelais
Es arbeitet nahezu ohne Verluste (Spannungsabfall).
Sie sind üblicherweie für 70 Ampere ausgelegt, was für Lichtmaschinen mit 55 Ampere Ladestrom ausreicht.
Problematisch wird es, wenn Großverbraucher (Ankerwinsch) zugeschaltet werden.
Dann entstehen Ströme von über 100 A.
Das Trennrelais wird beschädigt; im schlimmsten Fall: Brand
(nach Burkhard Linke, Palstek 1/2014)
- Elektronisches Batterie-Trennrelais
Das Folgende nach Wikipedia:
Es gibt eine ganze Reihe unterschiedlicher Ausführungen, Ebenen, Preise.
Das Relais ist mit einer Elektronik ausgestattet, die die Höhe der Bordnetzspannung überwacht und das Relais dementsprechend
Das Trennrelais wird beschädigt; im schlimmsten Fall: Brand
(nach Burkhard Linke, Palstek 1/2014)
- Elektronisches Batterie-Trennrelais
Das Folgende nach Wikipedia:
Es gibt eine ganze Reihe unterschiedlicher Ausführungen, Ebenen, Preise.
Das Relais ist mit einer Elektronik ausgestattet, die die Höhe der Bordnetzspannung überwacht und das Relais dementsprechend
schaltet.
Die verwendeten Begriffe sind unterschiedlich; sie spiegeln auch die technische Entwicklung wider.
- Transistor-geregelter Ladestromverteiler
- Elektronischer Ladestromverteiler
- Intelligenter Ladestromverteiler
Die verwendeten Begriffe sind unterschiedlich; sie spiegeln auch die technische Entwicklung wider.
- Transistor-geregelter Ladestromverteiler
- Elektronischer Ladestromverteiler
- Intelligenter Ladestromverteiler
- Voll-Elektronisches Batterietrennrelais
Während elektronische Batterietrennrelais über eine elektronische Ansteuerung eines mechanischen Relais verfügen,
Während elektronische Batterietrennrelais über eine elektronische Ansteuerung eines mechanischen Relais verfügen,
kommt ein voll-elektronische Batterietrennrelais ohne mechanisches Relais aus.
Es schaltet den Strom über Leistungshalbleiter und erreicht dadurch eine deutlich höhere Anzahl von Schaltzyklen.
Regelbare Zusatzfunktionen:
Einstellung von Ladespannungen (Blei, Gel, AGM), Abschalten bei einer eingestellten Spannung etc.;
Einstellung von Ladespannungen (Blei, Gel, AGM), Abschalten bei einer eingestellten Spannung etc.;
z. B. von Philippi, Sterling, Mastervolt.
Aber sie trennen oder schalten zu, sonst nichts; die W-Kennlinie des Generators z. B. bliebe unverändert.
3.3 Hochleistungsregler (Ladebooster)
Aber sie trennen oder schalten zu, sonst nichts; die W-Kennlinie des Generators z. B. bliebe unverändert.
3.3 Hochleistungsregler (Ladebooster)
Sie trennen die Batterien (Ladestromverteilung) und ändern zusätzlich die Kennlinie.
Der Booster macht aus einer W-Kennlinie entweder
- eine IU-Kennlinie
Dann besteht allerdings die Gefahr der Überladung.
- oder eine IUoU-Kennlinie
Sobald der Booster erkennt, dass die Batterie voll geladen ist, schaltet er automatisch auf eine niedrige Spannung,
die Lade-Erhaltungsspannung.
Ladebooster erlauben, auch mit Lichtmaschinen Batterien voll zu laden.
Zudem werden die Ladezeiten deutlich reduziert.
Ladebooster mit IUoU
Der Booster macht aus einer W-Kennlinie entweder
- eine IU-Kennlinie
Dann besteht allerdings die Gefahr der Überladung.
- oder eine IUoU-Kennlinie
Sobald der Booster erkennt, dass die Batterie voll geladen ist, schaltet er automatisch auf eine niedrige Spannung,
die Lade-Erhaltungsspannung.
Ladebooster erlauben, auch mit Lichtmaschinen Batterien voll zu laden.
Zudem werden die Ladezeiten deutlich reduziert.
Ladebooster mit IUoU
- Philippi, DC-Ladebooster LMB
„Die in den Lichtmaschinen eingesetzten Regler begrenzen zu früh die Ladeleistung
„Die in den Lichtmaschinen eingesetzten Regler begrenzen zu früh die Ladeleistung
und besitzen keine Ladekennlinie zum Laden von Verbraucherbatterien.
Der DC Lade-Booster LMB erhöht die Ladespannung auf die … notwendige Spannung …“
Sowohl Service- als auch Starterbatterie werden geladen.
„Es ist keinerlei Eingriff in die Lichtmaschine oder Motorelektrik notwendig.
Der DC Lade-Booster LMB erhöht die Ladespannung auf die … notwendige Spannung …“
Sowohl Service- als auch Starterbatterie werden geladen.
„Es ist keinerlei Eingriff in die Lichtmaschine oder Motorelektrik notwendig.
Sämtliche Ladeeigenschaften, die von unseren Ladegeräten bekannt sind, stehen … zur Verfügung.
Am Gerät lassen sich drei unterschiedliche Ladekennlinien (Nass, Gel, AGM) und die max. Leistung einstellen.“
(Philippi, Informationsheft 10/2011)
- Sterling, AB1230
Einfache Installation verspricht das Datenblatt. Der Booster muss nur zwischen Generator und Batterie geklemmt werden.
(Philippi, Informationsheft 10/2011)
- Sterling, AB1230
Einfache Installation verspricht das Datenblatt. Der Booster muss nur zwischen Generator und Batterie geklemmt werden.
Er übernimmt dann gleichzeitig die Funktion eines Ladestromverteilers.
Wenn ein Ladestromverteiler vorhanden wäre, würde dieser weiterhin den Land-Ladestrom regeln, nicht den Generator-Strom.
Der Generator könnte sich zu sehr erwärmen. Deshalb gibt es einen Temperatursensor, der den Generator herunterregelt.
Wenn ein Ladestromverteiler vorhanden wäre, würde dieser weiterhin den Land-Ladestrom regeln, nicht den Generator-Strom.
Der Generator könnte sich zu sehr erwärmen. Deshalb gibt es einen Temperatursensor, der den Generator herunterregelt.
- Sterling, LiMa-Booster (ProRegD)
Etwas preisgünstiger. Bei ihm muss der Generator geöffnet und eine Leitung angelötet werden.
Lötstellen am Motor aber sind immer problematisch.
- Votronic, VCC1212-45
Keine Informationen.
Etwas preisgünstiger. Bei ihm muss der Generator geöffnet und eine Leitung angelötet werden.
Lötstellen am Motor aber sind immer problematisch.
- Votronic, VCC1212-45
Keine Informationen.
3.4 Energie-Management-Box (Innovatives Konzept von Philippi)
s. I. Grundlagen, 2.6 E - Management
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Summertime
2011:
Ich hatte eine 80-Ah- (Verbrauchs-)Batterie.
Summertime
2011:
Ich hatte eine 80-Ah- (Verbrauchs-)Batterie.
Deshalb musste ich bei Nachtfahrten mit der Maschine nachladen (Generator: 80 A), u. U. mehrfach,
wenn der Kartenplotter mitlief und besonders beim Einsatz des Radars.
2013:
Der o. aufgeführte Ladebooster von Sterling wurde eingebaut.
Das Trennrelais (DER) war nicht mehr nötig und wurde entfernt.
Ich bin mit dem Ergebnis (Fahrt Holland - Engl. Kanal – Frz. Atlantikküste mit diversen Nachtfahrten) sehr zufrieden.
Ladespannung: 14.7 V
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2013:
Der o. aufgeführte Ladebooster von Sterling wurde eingebaut.
Das Trennrelais (DER) war nicht mehr nötig und wurde entfernt.
Ich bin mit dem Ergebnis (Fahrt Holland - Engl. Kanal – Frz. Atlantikküste mit diversen Nachtfahrten) sehr zufrieden.
Ladespannung: 14.7 V
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(II Komponenten)
4) Sicherungen, Kabel, Stromkreisverteiler
4.1 Sicherungen
Grundlagen
- Wenn die Batterie geerdet ist, muss die Plus-Leitung abgesichert werden.
Erdung von
- Startbatterie: Verbindung zu Motorblock - Welle - Kontakt zu Seewasser
- Verbrauchsbatterie: Verbindung der Minuspole der Batterien - Motorblock ...
Grundlagen
- Wenn die Batterie geerdet ist, muss die Plus-Leitung abgesichert werden.
Erdung von
- Startbatterie: Verbindung zu Motorblock - Welle - Kontakt zu Seewasser
- Verbrauchsbatterie: Verbindung der Minuspole der Batterien - Motorblock ...
- Wenn Sicherungen nicht möglich sind ...
GL: „Non fused cables, e. g. battery cables, are to be laid safe from short circuit,
i.e. they must be laid in such a way that the possibility of a short circuit can be excluded
even if the insulation should fail.“
z. B. durch geschützte Verlegung in Rohren oder Kabelkanälen.
GL: „Non fused cables, e. g. battery cables, are to be laid safe from short circuit,
i.e. they must be laid in such a way that the possibility of a short circuit can be excluded
even if the insulation should fail.“
z. B. durch geschützte Verlegung in Rohren oder Kabelkanälen.
Zu den nicht absicherbaren Leitungen gehören:
- Batterie – Startermotor
Die sehr hohen Ströme im Losbrechmoment würden ein ungewolltes Abschalten erzeugen.
- Generator – Batterie
- Batterie – Startermotor
Die sehr hohen Ströme im Losbrechmoment würden ein ungewolltes Abschalten erzeugen.
- Generator – Batterie
- Die Sicherungsstärken richten sich nach den Leitungsdurchmessern, nicht nach den Verbrauchern.
- Niedriger abzusichern ist immer möglich.
Sicherungs-Typen (für DC, 12 V)
- Niedriger abzusichern ist immer möglich.
Sicherungs-Typen (für DC, 12 V)
Philippi gliedert in
- Absicherung von Kleinverbrauchern bis 25 A
mit Sicherungsautomaten, Flachstecksicherungen und thermischen Schutzschaltern
- Absicherung der Verbraucher bis 120 A
mit thermischen Schutzschaltern und Sicherungsautomaten
- Absicherung der Verbraucher bis 125 A
mit Streifensicherungen
- Absicherung bis 300 A
Batterien: mit Bolzensicherungen
- Absicherung bis 500 A
- Absicherung von Hochstromverbrauchern: mit Streifensicherungen im Keramikgehäuse
- Ankerwinde, Bugstrahlruder:
mit hydraulisch-magnetischen oder thermisch-magnetischen Schutzschaltern
(s. Katalog Philippi)
- Absicherung von Kleinverbrauchern bis 25 A
mit Sicherungsautomaten, Flachstecksicherungen und thermischen Schutzschaltern
- Absicherung der Verbraucher bis 120 A
mit thermischen Schutzschaltern und Sicherungsautomaten
- Absicherung der Verbraucher bis 125 A
mit Streifensicherungen
- Absicherung bis 300 A
Batterien: mit Bolzensicherungen
- Absicherung bis 500 A
- Absicherung von Hochstromverbrauchern: mit Streifensicherungen im Keramikgehäuse
- Ankerwinde, Bugstrahlruder:
mit hydraulisch-magnetischen oder thermisch-magnetischen Schutzschaltern
(s. Katalog Philippi)
Sicherungsstärken (nach GL)
Einleiterkabel
Leiterquerschnitt: 1,5 mm2 2,5 mm2 4 mm2 6 mm2
zulässige Belastung: 12 A 17 A 22 A 29 A
Nennstromstärke des Schutzschalters/der Sicherung:
10 A 16 A 20 A 25 A
etc; GL, Tabelle 6.1
Zweileiterkabel
Leiterquerschnitt: 1,5 mm2 2,5 mm2 4 mm2 6 mm2
zulässige Belastung: 10 A 14 A 19 A 25 A
Nennstromstärke des Schutzschalters/der Sicherung:
10 A 16 A 20 A 25 A
etc; GL, Tabelle 6.1
Drei- und Vierleiterkabel
Leiterquerschnitt: 1,5 mm2 2,5 mm2 4 mm2 6 mm2
zulässige Belastung: 8 A 12 A 15 A 20 A
Nennstromstärke des Schutzschalters/der Sicherung:
6 A 10 A 16 A 20 A
etc; GL, Tabelle 6.1
Einleiterkabel
Leiterquerschnitt: 1,5 mm2 2,5 mm2 4 mm2 6 mm2
zulässige Belastung: 12 A 17 A 22 A 29 A
Nennstromstärke des Schutzschalters/der Sicherung:
10 A 16 A 20 A 25 A
etc; GL, Tabelle 6.1
Zweileiterkabel
Leiterquerschnitt: 1,5 mm2 2,5 mm2 4 mm2 6 mm2
zulässige Belastung: 10 A 14 A 19 A 25 A
Nennstromstärke des Schutzschalters/der Sicherung:
10 A 16 A 20 A 25 A
etc; GL, Tabelle 6.1
Drei- und Vierleiterkabel
Leiterquerschnitt: 1,5 mm2 2,5 mm2 4 mm2 6 mm2
zulässige Belastung: 8 A 12 A 15 A 20 A
Nennstromstärke des Schutzschalters/der Sicherung:
6 A 10 A 16 A 20 A
etc; GL, Tabelle 6.1
4.2 Kabel
s. auch I) Grundlagen
Begriffe
- Ader heißt die einzelne, isolierte Leitung.
- Bestehen die Adern nur aus einem einzelnen massiven (isolierten) Draht, spricht man von starren Leitungen.
Solche Leitungen brechen bei Vibrationen leicht.
Deshalb sind sie an Bord nicht geeignet.
s. auch I) Grundlagen
Begriffe
- Ader heißt die einzelne, isolierte Leitung.
- Bestehen die Adern nur aus einem einzelnen massiven (isolierten) Draht, spricht man von starren Leitungen.
Solche Leitungen brechen bei Vibrationen leicht.
Deshalb sind sie an Bord nicht geeignet.
In Frage kommen nur feindrähtige, aus vielen dünnen Kupferdrähten bestehende Leitungen.
- Einleiterkabel: ein einzelnes Kabel
- Zweileiterkabel: Zwei (isolierte) Leiter sind zu einem Verbund zusammengefasst.
- Dreileiterkabel: Starre Leitungen aus massivem Draht sind an Bord ungeeignet.
- Einleiterkabel: ein einzelnes Kabel
- Zweileiterkabel: Zwei (isolierte) Leiter sind zu einem Verbund zusammengefasst.
- Dreileiterkabel: Starre Leitungen aus massivem Draht sind an Bord ungeeignet.
Farben
- Zweiadrige Leitungen:
Plus = Rot oder Braun
Minus = Blau oder Schwarz
ACHTUNG:
Im Auto wird Braun als Masse, also als Minus verwendet. Das ist hier anders.
- Zweiadrige Leitungen:
Plus = Rot oder Braun
Minus = Blau oder Schwarz
ACHTUNG:
Im Auto wird Braun als Masse, also als Minus verwendet. Das ist hier anders.
- Dreiadrige Leitungen:
Grüngelb = Schutzleiter
Grüngelb = Schutzleiter
Elektrische Verluste bei Kabeln
- Je dünner ein Kabel ist, desto größer sind die Verluste.
(Je dicker, desto weniger Verluste.)
- Je länger ein Kabel ist, desto größer sind die Verluste.
(Je kürzer, desto weniger Verluste)
- Auch die Verbindungsstellen haben Spannungsverluste zur Folge.
Deshalb müssen
- die Verbindungsstellen möglichst gut ausgeführt werden (Profi-Werkzeug!) und
- die Kabel möglichst ohne Unterbrechung direkt zum Verbraucher geführt werden.
Hinweise
- Mindest-Querschnitt nach GL: 1,5 mm2
- Höhere Stromstärken erfordern höhere Mindest-Querschnitte ("Drahtstärken").
- Die Verwendung stärkerer Kabel (bei gleicher Sicherung) ist grundsätzlich immer möglich.
Oder anders ausgedrückt: Niedriger abzusichern als vorgeschrieben ist möglich.
- Die Verluste sind bei 1-adrigen Kabeln (Einleiterkabel) und 2-adrigen Kabeln (Zweileiterkabel) gleich.
Nicht gleich ist die Belastbarkeit:
z. B. ist das 1-adrige 1,5 mm2 - Kabel mit 12 A belastbar,
das 2-adrige nur mit 10 A,
- Je dünner ein Kabel ist, desto größer sind die Verluste.
(Je dicker, desto weniger Verluste.)
- Je länger ein Kabel ist, desto größer sind die Verluste.
(Je kürzer, desto weniger Verluste)
- Auch die Verbindungsstellen haben Spannungsverluste zur Folge.
Deshalb müssen
- die Verbindungsstellen möglichst gut ausgeführt werden (Profi-Werkzeug!) und
- die Kabel möglichst ohne Unterbrechung direkt zum Verbraucher geführt werden.
Hinweise
- Mindest-Querschnitt nach GL: 1,5 mm2
- Höhere Stromstärken erfordern höhere Mindest-Querschnitte ("Drahtstärken").
- Die Verwendung stärkerer Kabel (bei gleicher Sicherung) ist grundsätzlich immer möglich.
Oder anders ausgedrückt: Niedriger abzusichern als vorgeschrieben ist möglich.
- Die Verluste sind bei 1-adrigen Kabeln (Einleiterkabel) und 2-adrigen Kabeln (Zweileiterkabel) gleich.
Nicht gleich ist die Belastbarkeit:
z. B. ist das 1-adrige 1,5 mm2 - Kabel mit 12 A belastbar,
das 2-adrige nur mit 10 A,
3- und 4-adrige Kabel nur mit 8 A.
- Verwendet werden an Bord prinzipiell nur 1-adrige Kabel (12 V – Anlage).
Ausgenommen ist
- die Mast-Verkabelung
- evtl. die Innenbeleuchtung (z. B. 2-adrige Kabel für Decken).
Kabelstärken
Herr Körner, der Konstrukteur von Summertime, fordert für die Positionslichter mit konventionellen 25-W-Birnen
- Verwendet werden an Bord prinzipiell nur 1-adrige Kabel (12 V – Anlage).
Ausgenommen ist
- die Mast-Verkabelung
- evtl. die Innenbeleuchtung (z. B. 2-adrige Kabel für Decken).
Kabelstärken
Herr Körner, der Konstrukteur von Summertime, fordert für die Positionslichter mit konventionellen 25-W-Birnen
grundsätzlich 2,5 mm2 , ausgenommen die Mastinstallation (4 mm2).
Das entspricht auch der Praxis, denn man kann nicht für jede Lampe einen eigenen Kabelquerschnitt und die zugehörige Sicherun
Das entspricht auch der Praxis, denn man kann nicht für jede Lampe einen eigenen Kabelquerschnitt und die zugehörige Sicherun
verbauen.
Steuerleitungen brauchen 0.75 mm2 (Mindestquerschnitt)
LED-Lichter fallen unter Einleiterkabel; dann genügt eine Kabelstärke von 1.5 mm2
Steuerleitungen brauchen 0.75 mm2 (Mindestquerschnitt)
LED-Lichter fallen unter Einleiterkabel; dann genügt eine Kabelstärke von 1.5 mm2
und die zugehörigen Sicherungen für Einleiterkabel (10 A).
(vgl. Grundlagen/Berechnungen von Kabelstärken)
(vgl. Grundlagen/Berechnungen von Kabelstärken)
Meine weiteren Empfehlungen:
Navi-Geräte: 2,5 mm2
Radar: 4, besser 6 mm2
Das gilt für Impuls-Radar, nicht für moderne Radar-Geräte (s. I / 16. Navigationsgeräte / 7. Radar)
Kühlschrank 4, besser 6 mm2
Wasserpumpe (Pantry) 4, besser 6 mm2
Autopilot 4, besser 6 mm2
Ladegerät – Batterien 10,0 mm2
Startbatterie - Startermotor 50,0 mm2
GL: „Cable cross sections for the electric starters of IC engines are to be dimensioned
in accordance with the data furnished by the engine facturer.”
z. B. Yanmar ( = Motoren-Hersteller bei Summertime):
“Allowable max. length by battery cable diameter” (unit: m)
l = einfacher Längenabstand L = doppelte Länge (hin und zurück)
30 mm2 l = 1,15 m L = 2,3 m
40 2,8
50 3,5
Minus: an den Motorblock
Navi-Geräte: 2,5 mm2
Radar: 4, besser 6 mm2
Das gilt für Impuls-Radar, nicht für moderne Radar-Geräte (s. I / 16. Navigationsgeräte / 7. Radar)
Kühlschrank 4, besser 6 mm2
Wasserpumpe (Pantry) 4, besser 6 mm2
Autopilot 4, besser 6 mm2
Ladegerät – Batterien 10,0 mm2
Startbatterie - Startermotor 50,0 mm2
GL: „Cable cross sections for the electric starters of IC engines are to be dimensioned
in accordance with the data furnished by the engine facturer.”
z. B. Yanmar ( = Motoren-Hersteller bei Summertime):
“Allowable max. length by battery cable diameter” (unit: m)
l = einfacher Längenabstand L = doppelte Länge (hin und zurück)
30 mm2 l = 1,15 m L = 2,3 m
40 2,8
50 3,5
Minus: an den Motorblock
Generator – Batterien 50,0 mm2
Batterie – Batterie (Verbindung der Minuspole) 6,0 mm2
Service-Batterie (80Ah) - STV 35,0 mm2
Ankerwinsch (bei kurzfristig 1500 W , 125 A) 35,0 besser 50,0 mm2
Batterie – Batterie (Verbindung der Minuspole) 6,0 mm2
Service-Batterie (80Ah) - STV 35,0 mm2
Ankerwinsch (bei kurzfristig 1500 W , 125 A) 35,0 besser 50,0 mm2
Summertime
Realisiert sind 35 mm2 mit einer 80-A-ETA-Sicherung.
„Es ist überhaupt kein Problem, ein 35mm2-Kabel mit 100 A abzusichern.
Hinzu kommt, dass es sich um sehr schnelle Automaten handelt.“ (Herr Stollsteimer, Philippi)
Realisiert sind 35 mm2 mit einer 80-A-ETA-Sicherung.
„Es ist überhaupt kein Problem, ein 35mm2-Kabel mit 100 A abzusichern.
Hinzu kommt, dass es sich um sehr schnelle Automaten handelt.“ (Herr Stollsteimer, Philippi)
Deckdurchführungen
- Mastverkabelung
Die Kabel müssen getrennt werden können (Mastabnahme).
Wegen der Korrosionsprobleme ist es empfehlenswert, die Verbindung ins Innere des Schiffes zu verlegen.
Verbindungstechnik: Lüsterklemmen
- Radarkabel
Für die Durchführung durch das Deck kann auch das Radarkabel getrennt und mit Lüsterklemmen
wieder verbunden werden.
- Mastverkabelung
Die Kabel müssen getrennt werden können (Mastabnahme).
Wegen der Korrosionsprobleme ist es empfehlenswert, die Verbindung ins Innere des Schiffes zu verlegen.
Verbindungstechnik: Lüsterklemmen
- Radarkabel
Für die Durchführung durch das Deck kann auch das Radarkabel getrennt und mit Lüsterklemmen
wieder verbunden werden.
Eine zweite Trennung des Kabels ist nicht mehr möglich, wegen der Kleinheit des Signals (nach Auskunft des Verkäufers).
(So habe ich es ausgeführt; es funktioniert.)
(So habe ich es ausgeführt; es funktioniert.)
4.3 Stromkreisverteiler (STV), auch: "E-Panel", "Schaltpanel"
Der übliche Stromkreisverteiler ist eine Sicherungs- und Schalttafel der Kleinverbraucher am Navi-Platz.
Er ist optisch schön gestaltet und hat zu diesem Zweck u. a. eine Grafik der Yacht mit LEDs,
Der übliche Stromkreisverteiler ist eine Sicherungs- und Schalttafel der Kleinverbraucher am Navi-Platz.
Er ist optisch schön gestaltet und hat zu diesem Zweck u. a. eine Grafik der Yacht mit LEDs,
die anzeigen, ob die Navigationsbeleuchtung funktioniert.
Wichtig ist ein Voltmeter, um den Batteriezustand kontrollieren zu können.
Der Blick hinter die Frontplatte ins Innere zeigt die eigentliche Verteilung mit Hilfe von Hut-(Strom-)Schienen,
Wichtig ist ein Voltmeter, um den Batteriezustand kontrollieren zu können.
Der Blick hinter die Frontplatte ins Innere zeigt die eigentliche Verteilung mit Hilfe von Hut-(Strom-)Schienen,
Reihenklemmen und vielen Kabeln.
Öfter als man glaubt muss man diesen STV öffnen. Deshalb sollte das Öffnen leicht sein.
Verteilerkasten
Die Sicherungen für größere Verbraucher sind in den üblichen Panelen nicht vorgesehen.
Diese müsste man einzeln an den jeweiligen Leitungen absichern, oder man fasst sie in einem zweiten Sicherungskasten zusammen,
Öfter als man glaubt muss man diesen STV öffnen. Deshalb sollte das Öffnen leicht sein.
Verteilerkasten
Die Sicherungen für größere Verbraucher sind in den üblichen Panelen nicht vorgesehen.
Diese müsste man einzeln an den jeweiligen Leitungen absichern, oder man fasst sie in einem zweiten Sicherungskasten zusammen,
dem von mir so genannten Verteilerkasten. Er wurde auf Summertime in der Backskiste angebracht.
Solche Kästen oder Boxen mit den notwendigen Sicherungen kann man sich von Philippi anfertigen lassen.
(Mittlerweile (2018) sind sie Standard.)
- - - - -
(II Komponenten)
Solche Kästen oder Boxen mit den notwendigen Sicherungen kann man sich von Philippi anfertigen lassen.
(Mittlerweile (2018) sind sie Standard.)
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(II Komponenten)
5) LEDs
5.1 Navigationslichter
Verbrauch (von mir gemessen):
- einer 25 W-Birne: 2.23 A (bei 12,5 V); das entspricht 27.4 W
- einer Austausch-LED: 0.13 A 1.62 W
Das sind lediglich ~ 6 % der 25 W-Birne!
- einer 25 W-Birne: 2.23 A (bei 12,5 V); das entspricht 27.4 W
- einer Austausch-LED: 0.13 A 1.62 W
Das sind lediglich ~ 6 % der 25 W-Birne!
Austausch der 25 W-Birnen gegen LEDs?
Gegenargumente
- Nach telephonischer Auskunft bei AquaSignal (Frühjahr 2007) altern LEDs; sie werden licht-schwächer.
Gegenargumente
- Nach telephonischer Auskunft bei AquaSignal (Frühjahr 2007) altern LEDs; sie werden licht-schwächer.
Dies würde der Skipper nicht merken.
Im Test von Palstek (1/07) war davon nicht die Rede.
- Dennoch sei ein Austausch von Normalbirnen gegen LEDs nicht möglich; die getesteten LEDs seien zu dunkel.
Im Test von Palstek (1/07) war davon nicht die Rede.
- Dennoch sei ein Austausch von Normalbirnen gegen LEDs nicht möglich; die getesteten LEDs seien zu dunkel.
Dadurch würden die geforderte Tragweite nicht eingehalten.
Mittlerweile gibt es aber auch helle LEDs bzw. LED-Lampen mit mehreren LEDs.
Dennoch:
Um die amtlichen Bedingungen zu erfüllen, wäre Voraussetzung, dass die "alten" Gehäuse mit LEDs amtlich "zugelassen" würden.
- Die Glühfadenlampe erzeugt ihr Licht nur an einer Stelle, und zwar im Brennpunkt der Fresnel-Linse.
Mittlerweile gibt es aber auch helle LEDs bzw. LED-Lampen mit mehreren LEDs.
Dennoch:
Um die amtlichen Bedingungen zu erfüllen, wäre Voraussetzung, dass die "alten" Gehäuse mit LEDs amtlich "zugelassen" würden.
- Die Glühfadenlampe erzeugt ihr Licht nur an einer Stelle, und zwar im Brennpunkt der Fresnel-Linse.
LEDs erzeugen ihr Licht nicht nur im Brennpunkt. Deshalb würden LEDs nicht die gleiche Tragweite erreichen wie die
Glühfadenlampe und auch die Anforderungen des BSH nicht erfüllen, wird argumentiert.
Messwerte über den Lichtstrom allerdings verschweigen die Hersteller.
Messwerte über den Lichtstrom allerdings verschweigen die Hersteller.
Ob die LEDs "die Anforderungen nun erfüllen oder nicht, kann nur das BSH entscheiden." … sagt Martin Reincke.
(Palstek 4/18)
Die Realität: Eine Zulassung kostet.
(Palstek 4/18)
Die Realität: Eine Zulassung kostet.
Kein Hersteller ist interessiert, die "alten" Gehäuse durch eine Neu-Zulassung mit LEDs aufzuwerten,
um dann auf den neuen, teuren Systemen sitzenzubleiben.
Austausch ?
Meiner Meinung nach ist es sinnvoll, die Salingleuchte und wenigstens die Birne der Ankerlaterne auszutauschen.
Die Lichter der Navigationsbeleuchtung (Fahrt unter Maschine) auszutauschen hingegen, ist nicht unbedingt nötig.
Austausch ?
Meiner Meinung nach ist es sinnvoll, die Salingleuchte und wenigstens die Birne der Ankerlaterne auszutauschen.
Die Lichter der Navigationsbeleuchtung (Fahrt unter Maschine) auszutauschen hingegen, ist nicht unbedingt nötig.
Wenn die Maschine läuft, steht genug Strom zur Verfügung.
Die 3-Farben-Laterne auszutauschen ist ein Problem: Es steht der niedrige Stromverbrauch gegen die Vorschrift.
LEDs bringen eigentlich einen Zuwachs an Sicherheit: die Batteriekapazität reicht aus, die Lampe brennt.
Die 3-Farben-Laterne auszutauschen ist ein Problem: Es steht der niedrige Stromverbrauch gegen die Vorschrift.
LEDs bringen eigentlich einen Zuwachs an Sicherheit: die Batteriekapazität reicht aus, die Lampe brennt.
Was ist, wenn andersherum die Dreifarbenlaterne aufgrund der erschöpften Batteriekapazität immer schwächer wird?
Ich halte es für grundsätzlich sicherer, LED-Birnen mit entsprechender Lichtleistung für die Navigations-Lichter zu verwenden. Wenigstens bei der Dreifarbenlaterne, weil sie beim Segeln unbedingt angeschaltet sein muss.
Selbstverständlich wird man heute bei Neubau nur noch LED-Positionslaternen verwenden.
2012: Nach den Erfahrungen auf meiner Island-Reise werde ich alles tun, um den Stromverbrauch zu reduzieren,
Ich halte es für grundsätzlich sicherer, LED-Birnen mit entsprechender Lichtleistung für die Navigations-Lichter zu verwenden. Wenigstens bei der Dreifarbenlaterne, weil sie beim Segeln unbedingt angeschaltet sein muss.
Selbstverständlich wird man heute bei Neubau nur noch LED-Positionslaternen verwenden.
2012: Nach den Erfahrungen auf meiner Island-Reise werde ich alles tun, um den Stromverbrauch zu reduzieren,
also auch bei der Navigations-Beleuchtung LEDs ansetzen.
Nachtrag Jan. 2019:
LEDs können Funksignale (UKW, AIS, Navtex) stören,
... besonders dann, wenn sie sich in unmittelbarer Nähe zu den entsprechenden Antennen befinden.
Prüfen: LED aus - UKW an, Rauschsperre (Squelch) ganz auf. Dann: LED an. Dauerhafte Klangveränderung des Rauschens?
Nachtrag Jan. 2019:
LEDs können Funksignale (UKW, AIS, Navtex) stören,
... besonders dann, wenn sie sich in unmittelbarer Nähe zu den entsprechenden Antennen befinden.
Prüfen: LED aus - UKW an, Rauschsperre (Squelch) ganz auf. Dann: LED an. Dauerhafte Klangveränderung des Rauschens?
(aus Yacht 2/19)
5.2 Licht im Schiffsinneren
Halogenlampen verbrauchen viel Strom und werden sehr heiß.
Im Schiffsinneren steht den LEDs nur entgegen, dass sie angeblich kaltes Licht erzeugen.
Es gibt mittlerweile LEDs mit unterschiedlichen Kelvinzahlen. LEDs sollten unter 3000 Kelvin bleiben, darüber wirken sie kühl.
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Tipps
- Beim Kauf einer LED für die Ankerlaterne:
Tipps
- Beim Kauf einer LED für die Ankerlaterne:
Man benötigt eine Posilampe BAY 15d ; diese Birne passt auf einen Bajonett-Verschluss.
Die kleinen Nippel im Sockel, welche die Lampe festhalten, sind nicht auf gleicher Höhe.
Birnen, deren Nippel auf gleicher Höhe sind, lassen sich in einem Bajonett-Verschluss nicht festsetzen.
- Beim Anschließen ist auf "richtige" Polung zu achten.
Birnen, deren Nippel auf gleicher Höhe sind, lassen sich in einem Bajonett-Verschluss nicht festsetzen.
- Beim Anschließen ist auf "richtige" Polung zu achten.
Sollte die LED nicht brennen, müssen die Anschluss-Pole vertauscht werden.
- Wenn eine Glühlampe (Positionslampe) gegen eine LED ausgetauscht wird, ist der Stromverbrauch so niedrig,
- Wenn eine Glühlampe (Positionslampe) gegen eine LED ausgetauscht wird, ist der Stromverbrauch so niedrig,
dass von der Elektronik die Laternen nicht mehr erkannt werden.
Deshalb muss die Diode durch einen parallel geschalteten Lastwiderstand (Ohm ?) getäuscht werden. Philippi ist behilflich.
Farbtemperatur
Glühlampen haben zwischen 2700 und 2800 Kelvin.
LEDs sollten unter 3000 Kelvin bleiben, darüber wirken sie kühl.
Weitere Infos (aus: Palstek 2/2012 und 6/2016):
- Im Außenbereich zu empfehlen: Schutzart IP 67
( = wasserdicht bei zeitweisem Untertauchen)
- LEDs vertragen keine Spannungsschwankungen.
- Gute Leuchten sind mittlerweile mit Konstant-Stromquellen ausgestattet.
(Das erklärt zum Teil auch den hohen Preis neuer Navigationsleuchten).
Deshalb muss die Diode durch einen parallel geschalteten Lastwiderstand (Ohm ?) getäuscht werden. Philippi ist behilflich.
Farbtemperatur
Glühlampen haben zwischen 2700 und 2800 Kelvin.
LEDs sollten unter 3000 Kelvin bleiben, darüber wirken sie kühl.
Weitere Infos (aus: Palstek 2/2012 und 6/2016):
- Im Außenbereich zu empfehlen: Schutzart IP 67
( = wasserdicht bei zeitweisem Untertauchen)
- LEDs vertragen keine Spannungsschwankungen.
- Gute Leuchten sind mittlerweile mit Konstant-Stromquellen ausgestattet.
(Das erklärt zum Teil auch den hohen Preis neuer Navigationsleuchten).
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(II Komponenten)
6) Solaranlage, Windgeneratoren, Schleppgeneratoren
Pat Manley stellt in "Bootselektrik" (bei Delius Klasing) alle Formen der Energiegewinnung auf Yachten vor, auch die alternativen.
Er geht auf die wesentlichen technischen Merkmale ein und vergleicht nicht nur Einzelkomponenten (z. B. Solarzellen-Typen)
sondern Fabrikate, Systeme und die aufzuwendenden Kosten.
Alles Wesentliche kurz, sehr übersichtlich abgehandelt und mit Grafiken aufbereitet.
Alles Wesentliche kurz, sehr übersichtlich abgehandelt und mit Grafiken aufbereitet.
- Solaranlage
Laderegler
Jeder Energieerzeuger sollte an Bord einen eigenen Regler haben.
Regelung von Solarmodul und Windgenerator mit einem einzigen Laderegler ist nicht möglich.
Der Regler verhindert u. a. Überladung der Batterie.
- PWM-Regler (Puls-Weiten-Modulation)
- MPPT-Regler (Maximum Power Point Tracking)
Er sucht den optimalem Ladezustand automatisch.
Dieser Regler scheint deshalb der bessere zu sein.
Jeder Energieerzeuger sollte an Bord einen eigenen Regler haben.
Regelung von Solarmodul und Windgenerator mit einem einzigen Laderegler ist nicht möglich.
Der Regler verhindert u. a. Überladung der Batterie.
- PWM-Regler (Puls-Weiten-Modulation)
- MPPT-Regler (Maximum Power Point Tracking)
Er sucht den optimalem Ladezustand automatisch.
Dieser Regler scheint deshalb der bessere zu sein.
Platzierung der Solarpaneele … die Gretchenfrage.
Entscheidend für die Wirksamkeit einer Solaranlage ist der optimale Sonneneinfall pro Tag.
Jeder Schatten (z. B. von einer Leine) lässt die Leistung des Panels fast vollständig zusammenbrechen.
Kein Platz an Deck, an dem man eine Solarzelle anbringen könnte, ist während des ganzen Tages schattenlos.
Wenn die Solarzelle fest installiert sein soll, wäre deshalb ein Geräteträger sinnvoll.
Ein Geräteträger hat in meinen Augen gravierende Nachteile:
Erhöhung des Schwerpunkts (Wiederaufrichtvermögen!), Windangriff, Optik, Zubau des Cockpits.
Bleibt: fliegende Installation.
Dann Benützung nicht beim Segeln, sondern nur vor Anker oder im Hafen.
Entscheidend für die Wirksamkeit einer Solaranlage ist der optimale Sonneneinfall pro Tag.
Jeder Schatten (z. B. von einer Leine) lässt die Leistung des Panels fast vollständig zusammenbrechen.
Kein Platz an Deck, an dem man eine Solarzelle anbringen könnte, ist während des ganzen Tages schattenlos.
Wenn die Solarzelle fest installiert sein soll, wäre deshalb ein Geräteträger sinnvoll.
Ein Geräteträger hat in meinen Augen gravierende Nachteile:
Erhöhung des Schwerpunkts (Wiederaufrichtvermögen!), Windangriff, Optik, Zubau des Cockpits.
Bleibt: fliegende Installation.
Dann Benützung nicht beim Segeln, sondern nur vor Anker oder im Hafen.
Nachtrag (April 2022)
Quelle: M. T. Reincke, "Solar, neu gedacht", in: Palstek 1/22
Es gibt
- monokristalline Solarzellen
tiefblaue Oberfläche, dicker und schwerer als die anderen Solarzellen
Wirkungsgrad: von allen Solarzellen am höchsten, nämlich 20 – 22 %.
Sie sind auch am teuersten.
Schindeltechnik
Ein neues Verfahren für monokristalline Zellen mit höherem Wirkungsgrad.
Vor allem wirken sich Verschattungen nicht so gravierend aus; der Strom umfließt diese Schattenbereiche.
- polykristalline Solarzellen
ungleichmäßige Oberfläche
Wirkungsgrad: 16 – 20 %
- amorphe Solarzellen, Dünnschicht-Module
Sie sind am preisgünstigsten.
Wirkungsgrad: 6 – 10 %
Degradation (www.photovoltaik.org)
… bezeichnet die Leistungsminderung von Photovoltaik Modulen im Laufe der Zeit. ...
Bei Photovoltaik Modulen wird hinsichtlich der Degradation ein Zeitraum von 20 bis 25 Jahren betrachtet.
Die meisten Hersteller geben heute eine Leistungsgarantie für mindestens 20 Jahre, einige auch darüber hinaus.
Diese Leistungsgarantien sind gestaffelt: 10 Jahre werden 90 % des Wirkungsgrades garantiert, darüber hinaus noch 80 %. …
Ganz anders sieht die Degradation bei Dünnschichtzellen aus.
Quelle: M. T. Reincke, "Solar, neu gedacht", in: Palstek 1/22
Es gibt
- monokristalline Solarzellen
tiefblaue Oberfläche, dicker und schwerer als die anderen Solarzellen
Wirkungsgrad: von allen Solarzellen am höchsten, nämlich 20 – 22 %.
Sie sind auch am teuersten.
Schindeltechnik
Ein neues Verfahren für monokristalline Zellen mit höherem Wirkungsgrad.
Vor allem wirken sich Verschattungen nicht so gravierend aus; der Strom umfließt diese Schattenbereiche.
- polykristalline Solarzellen
ungleichmäßige Oberfläche
Wirkungsgrad: 16 – 20 %
- amorphe Solarzellen, Dünnschicht-Module
Sie sind am preisgünstigsten.
Wirkungsgrad: 6 – 10 %
Degradation (www.photovoltaik.org)
… bezeichnet die Leistungsminderung von Photovoltaik Modulen im Laufe der Zeit. ...
Bei Photovoltaik Modulen wird hinsichtlich der Degradation ein Zeitraum von 20 bis 25 Jahren betrachtet.
Die meisten Hersteller geben heute eine Leistungsgarantie für mindestens 20 Jahre, einige auch darüber hinaus.
Diese Leistungsgarantien sind gestaffelt: 10 Jahre werden 90 % des Wirkungsgrades garantiert, darüber hinaus noch 80 %. …
Ganz anders sieht die Degradation bei Dünnschichtzellen aus.
Bei amorphen Photovoltaik Modulen gibt es eine starke sogenannte Anfangs-Degradation.
Sie liegt in den ersten 1000 Betriebsstunden bei bis zu 25 %.
Nachtrag Nov. 2022
Bypass-Dioden
Wikipedia:
Alle neueren am Markt erhältlichen Solarmodule haben mindestens eine, meist drei Bypass-Dioden.
Diese schützen zum Einen verschattete Solarzellen vor dem Reversbetrieb und damit Überhitzung,
da sie mit der Freilaufdiode überbrückt werden.
Bypass-Dioden
Wikipedia:
Alle neueren am Markt erhältlichen Solarmodule haben mindestens eine, meist drei Bypass-Dioden.
Diese schützen zum Einen verschattete Solarzellen vor dem Reversbetrieb und damit Überhitzung,
da sie mit der Freilaufdiode überbrückt werden.
In die gleiche Richtung zielt die
Schindeltechnik bei Solarmodulen:
"Bei herkömmlichen Solarmodulen werden die Zellen typischerweise in Reihe geschaltet.
Das heißt, sobald auch nur eine Solarzelle etwas verschattet ist, wird die Leistung des kompletten Moduls beeinträchtigt.
Bei der PV-Schindeltechnik ist eine Verschaltung in Reihe nicht möglich.
Bei der PV-Schindeltechnik ist eine Verschaltung in Reihe nicht möglich.
Durch die hohe Anzahl der Zellen wäre die Spannung viel zu hoch.
Die Schindelzellen werden deshalb in kleineren Gruppen, auch Strings genannt, parallel geschaltet.
So wird der Verlust bei einer Teilverschattung verringert.
Die Schindelzellen werden deshalb in kleineren Gruppen, auch Strings genannt, parallel geschaltet.
So wird der Verlust bei einer Teilverschattung verringert.
Strings, die nicht verschattet sind, produzieren immer noch den vollen Stromertrag.
Sie erreichen dadurch eine bis zu doppelt so hohe Leistung im Vergleich zu Standardmodulen."
https://gruenes.haus/schindel-solarmodule-solartechnik/#tve-jump-1823f49a925
Leistung:
"Als grobe Regel lässt sich der Ertrag eines Photovoltaik-Moduls so abschätzen, dass es in nördlichen Gegenden
Sie erreichen dadurch eine bis zu doppelt so hohe Leistung im Vergleich zu Standardmodulen."
https://gruenes.haus/schindel-solarmodule-solartechnik/#tve-jump-1823f49a925
Leistung:
"Als grobe Regel lässt sich der Ertrag eines Photovoltaik-Moduls so abschätzen, dass es in nördlichen Gegenden
wie beispielsweise der Ostsee vier Volllaststunden und in Gegenden wie dem Mittelmeer etwa sechs Volllaststunden pro Tag liefert."
(Palstek 6/2022)
Bei einem Modul mit 60 Watt ergäben das pro Tag in der Ostsee 240 Wattstunden (Wh), im Mittelmeer 360 Wh.
Bei einem Modul mit 60 Watt ergäben das pro Tag in der Ostsee 240 Wattstunden (Wh), im Mittelmeer 360 Wh.
Beispiel einer Solaranlage (aus: Solar, neu gedacht)
„Die beiden neuen industriellen und starren 120-Watt-Solarmodule in Schindeltechnik sind vor und achtern dem Backstag montiert,
„Die beiden neuen industriellen und starren 120-Watt-Solarmodule in Schindeltechnik sind vor und achtern dem Backstag montiert,
so dass sie dem Großsegel nicht in die Quere kommen können. (Anm.: Das Foto zeigt eine Art Solarzellenträger am Achterstag.)
Mit einer einfachen Klemmvorrichtung können sie bei Bedarf gekippt werden …
Zwei wasserbeständige Kabel (H07RN-F) mit einem Querschnitt von 2,5 qmm verbinden jedes Modul mit dem MPPT-Regler unter Deck.
Jedes Modul ist mit einer Bypass-Diode ausgestattet.
Diese sind in Reihe geschaltet, um auch bei wenig Sonnenlicht … Strom liefern zu können.“
Ich würde …
die Solarzellen auf dem Sonnensegel platzieren.
Ich würde …
die Solarzellen auf dem Sonnensegel platzieren.
Solarmodule auf Bimini oder Sonnensegel (Nachtrag 2022)
"Diese leichten Sonnenzellen, die wir aufs Bimini genäht haben, stellen wirklich einen Fortschritt dar.
"Diese leichten Sonnenzellen, die wir aufs Bimini genäht haben, stellen wirklich einen Fortschritt dar.
Man braucht keinen schweren Heckträger mehr, der das Schiff aus dem Gleichgewicht bringt."
(Patrice Geffroy)
Hersteller
- Sunware (dt. Firma): https://de.sunware.solar/produkte/bimini_solarmodule, Serie TX,
zum Aufklipsen mit Tenaxknöpfen
Bezug z. B. über SVB: www.svb.de
oder
- Seatronic (fr. Firma): https://www.seatronic.fr/en/333-panels-for-biminis
zum Aufnähen (mit Reißverschluss, um sie abzunehmen)
Gewicht
- zwischen 2,2 und 2,7 kg (Seatronic) je Modul
- zwischen 2,2 und 10,9 kg (Sunware, 12 V)
Patrice Geffroy empfiehlt Parallelschaltung:
"… denn wenn eine Solarzelle durch das Groß beschattet wird, erzeugt das gesamte System bei Reihenschaltung wenig Strom.
Die Parallellschaltung dagegen macht die Module voneinander unabhängig."
Benötigt werden: Kabel, Decksdurchführung, Laderegler, Schutzschalter.
Preis
3 Solarpanele / 375 W mit Laderegler, Schutzschalter und Anschlussmaterial, u.a. 10 m dickes Kabel = ~ 2000 €.
Hersteller
- Sunware (dt. Firma): https://de.sunware.solar/produkte/bimini_solarmodule, Serie TX,
zum Aufklipsen mit Tenaxknöpfen
Bezug z. B. über SVB: www.svb.de
oder
- Seatronic (fr. Firma): https://www.seatronic.fr/en/333-panels-for-biminis
zum Aufnähen (mit Reißverschluss, um sie abzunehmen)
Gewicht
- zwischen 2,2 und 2,7 kg (Seatronic) je Modul
- zwischen 2,2 und 10,9 kg (Sunware, 12 V)
Patrice Geffroy empfiehlt Parallelschaltung:
"… denn wenn eine Solarzelle durch das Groß beschattet wird, erzeugt das gesamte System bei Reihenschaltung wenig Strom.
Die Parallellschaltung dagegen macht die Module voneinander unabhängig."
Benötigt werden: Kabel, Decksdurchführung, Laderegler, Schutzschalter.
Preis
3 Solarpanele / 375 W mit Laderegler, Schutzschalter und Anschlussmaterial, u.a. 10 m dickes Kabel = ~ 2000 €.
(Seatronic, Feb. 2020)
Installation
Das dicke Kabel, das von den Sonnenzellen abgeht, muss ins Schiffsinnere zum Laderegler geführt werden,
Installation
Das dicke Kabel, das von den Sonnenzellen abgeht, muss ins Schiffsinnere zum Laderegler geführt werden,
von da zur Sicherung (Schutzschalter, E-Panel) und von dort zu den Batterien.
Empfehlenswert sind Beratung und Kostenvoranschlag.
Empfehlenswert sind Beratung und Kostenvoranschlag.
"Ich glaube, dass das Bimini eine Last von 7 kg tragen kann.
Ich werde trotzdem den Aufbau auf beiden Seiten an die Reling anbinden."
(Zitate und Foto von Patrice Geffroy)
- - - - -
(Zitate und Foto von Patrice Geffroy)
- - - - -
- Windgeneratoren
Test von 10 Windgeneratoren in Palstek 1/2017
Wer vorhat, sich einen Windgenerator zuzulegen, sollte hier nachlesen.
Daraus die folgenden Infos:
- Der Regler muss auf den Batterietyp eingestellt werden. Sonst Gefahr der Überladung.
- Bei Wind- und gleichzeitig Solarenergie getrennte Regler verwenden.
- Vermeidung von Verletzungen: Anbringung über 2.50 m. Also auf Mast oder Geräteträger.
Befestigung des Mastes: Durchbolzen.
- Lärmpegel: Außer den (leistungsarmen Vertikalgeneratoren) „ist kein Windgenerator unhörbar,
wirklich störend sind sie allerdings nicht mehr.“
Das beurteilt Pat Manley anders.
Sein Fazit: "Nur Eigner, die auf eigene Stromerzeugung angewiesen sind und keine bessere Alternative haben,
Test von 10 Windgeneratoren in Palstek 1/2017
Wer vorhat, sich einen Windgenerator zuzulegen, sollte hier nachlesen.
Daraus die folgenden Infos:
- Der Regler muss auf den Batterietyp eingestellt werden. Sonst Gefahr der Überladung.
- Bei Wind- und gleichzeitig Solarenergie getrennte Regler verwenden.
- Vermeidung von Verletzungen: Anbringung über 2.50 m. Also auf Mast oder Geräteträger.
Befestigung des Mastes: Durchbolzen.
- Lärmpegel: Außer den (leistungsarmen Vertikalgeneratoren) „ist kein Windgenerator unhörbar,
wirklich störend sind sie allerdings nicht mehr.“
Das beurteilt Pat Manley anders.
Sein Fazit: "Nur Eigner, die auf eigene Stromerzeugung angewiesen sind und keine bessere Alternative haben,
sollten sich einen Windgenerator zulegen.
Ein kleiner Generator vom Zylindertyp kann aber nützlich sein, um die Batterien am Steg voll geladen zu halten."
Tipp zum Bau einer Vorrichtung, um die Vibrationen zu dämpfen, in Palstek 5/18
Meine Meinung:
Ich würde mir nie einen Windgenerator aufs Schiff setzen.
Nicht einmal auf Langfahrt.
Gründe:
- Ein sich bewegender Gegenstand zieht ständig den Blick auf sich.
- Aufwand: Mast, Geräteträger, Regler
- Geräuschpegel
- Gefahr der Batterie-Überladung
- Optik
- Preis
Tipp zum Bau einer Vorrichtung, um die Vibrationen zu dämpfen, in Palstek 5/18
Meine Meinung:
Ich würde mir nie einen Windgenerator aufs Schiff setzen.
Nicht einmal auf Langfahrt.
Gründe:
- Ein sich bewegender Gegenstand zieht ständig den Blick auf sich.
- Aufwand: Mast, Geräteträger, Regler
- Geräuschpegel
- Gefahr der Batterie-Überladung
- Optik
- Preis
- Schleppgeneratoren
... werden bei deutschen Seglern weniger eingesetzt.
Manley: "Die kontinuierliche Stromabgabe entspricht in Ampere etwa der halben Fahrt durchs Wasser in Knoten.
Bei 6 kn Fahrt kann man am Tag mit 70 Ah Ladeleistung rechnen.
Das kann dem Tagesbedarf schon recht nahe kommen. ..."
Fahrtverlust:
Ein englisches Segler-Ehepaar, das wir in der Ägäis kennenlernten ("We come from Gibraltar .... the long way")
bezifferte den Geschwindigkeitsverlust auf etwa 1 kn.
Mit ihrem Ampair-Schleppgenerator waren sie hoch zufrieden.
- Ohne alternative Energieerzeuger ?
Die Komfortbedürfnisse (Kühlschrank) und die Art des Segelns entscheiden den Aufwand.
Wenn man reduziert, genügt es "unterwegs", die Maschine 2 x für eine halbe Stunde pro Tag laufen zu lassen.
Ein Ladebooster reduziert die Nachladezeit auf etwa die Hälfte.
Mit LEDs (Ankerlicht, Positionslampen, Navigationsbeleuchtung) und konsequentem Einsatz von LEDs im Innenraum wird der Stromverbrauch deutlich gesenkt.
Ein englisches Segler-Ehepaar, das wir in der Ägäis kennenlernten ("We come from Gibraltar .... the long way")
bezifferte den Geschwindigkeitsverlust auf etwa 1 kn.
Mit ihrem Ampair-Schleppgenerator waren sie hoch zufrieden.
- Ohne alternative Energieerzeuger ?
Die Komfortbedürfnisse (Kühlschrank) und die Art des Segelns entscheiden den Aufwand.
Wenn man reduziert, genügt es "unterwegs", die Maschine 2 x für eine halbe Stunde pro Tag laufen zu lassen.
Ein Ladebooster reduziert die Nachladezeit auf etwa die Hälfte.
Mit LEDs (Ankerlicht, Positionslampen, Navigationsbeleuchtung) und konsequentem Einsatz von LEDs im Innenraum wird der Stromverbrauch deutlich gesenkt.
Große Fahrt
Anders sieht es aus, wenn man auf Großer Fahrt autark sein muss. (s. a. www.sy-kaja.de)
Pat Manley:
"Ein befreundeter Segler verließ Großbritannien mit einer Prout 38, einem Fahrtenkatamaran, mit drei Solarpanellen,
Anders sieht es aus, wenn man auf Großer Fahrt autark sein muss. (s. a. www.sy-kaja.de)
Pat Manley:
"Ein befreundeter Segler verließ Großbritannien mit einer Prout 38, einem Fahrtenkatamaran, mit drei Solarpanellen,
einem Wind- und einem Schleppgenerator.
Er installierte noch zwei zusätzliche Solarpaneele und segelt nun an der Ostküste der USA und in der Karibik selbstversorgend,
Er installierte noch zwei zusätzliche Solarpaneele und segelt nun an der Ostküste der USA und in der Karibik selbstversorgend,
ohne mit der Maschine laden zu müssen."
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Erderwärmung (Nachtrag 2019)
Die dramatische Erderwärmung zwingt zum Umdenken:
- Alternative Energie-Erzeugung muss Vorrang bekommen!
- Jeder sollte seinen möglichen Beitrag leisten!
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Erderwärmung (Nachtrag 2019)
Die dramatische Erderwärmung zwingt zum Umdenken:
- Alternative Energie-Erzeugung muss Vorrang bekommen!
- Jeder sollte seinen möglichen Beitrag leisten!
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(II Komponenten)
7) Wechselrichter, Spannungswandler
- Wechselrichter (Inverter)
Mit einem Wechselrichter erzeugt man aus der 12 V - Batterie einen 230 V - Wechselstrom.
Es gibt Wechselrichter, die reinen sinusförmigen Wechselstrom erzeugen. Sie sind sehr teuer.
Und es gibt Geräte (z. B. bei Conrad) , die nahezu sinusförmigen Wechselstrom erzeugen, der aus vielen kleinen
Rechtecken zusammengesetzt ist. Sie sind erschwinglich.
Die Frage ist, ob man an Bord Wechselstrom – zusätzlich zum Landstrom in Marinas - braucht.
Denkbar wäre eine Situation, wo man Elektrowerkzeuge einsetzen muss, ohne Landanschluss (Weltumsegelung).
Dann sollte man evtl. auch einen Diesel-Generator einkalkulieren.
Verbrauch, Belastung der Batterie
Nehmen wir ein elektrisches Gerät, das 1000 Watt AC verbraucht. Wenn man es 10 min laufen lässt,
verbraucht es (1000 : 60) x 10 = 166,6 Watt.
Wie groß ist die Belastung, wenn man den Strom aus einer 80 Ah-Batterie erzeugt?
P (Watt) = I (A) x U (V)
Bekannt sind Watt und Volt.
Nach I aufgelöst ergibt sich I = (P : V) = 166,6 : 12 = 13,8 A
Wenn die Batterie vollgeladen ist (80 A), würden also 13,8 A abgezogen.
Eine 80 Ah-Batterie sollte nicht mehr als zu etwa 50 % entladen werden, oder anders ausgedrückt:
sie liefert 40 Ah. 13,8 A sind davon ~ 35 % (in 10 Minuten).
Das wiederum muss nachgeladen werden.
Kaffeemaschinen, Kühlschrank, Mikrowelle, Staubsauger wird man also vielleicht besser nicht
über die 12-V-Batterie betreiben.
Mit einem Wechselrichter erzeugt man aus der 12 V - Batterie einen 230 V - Wechselstrom.
Es gibt Wechselrichter, die reinen sinusförmigen Wechselstrom erzeugen. Sie sind sehr teuer.
Und es gibt Geräte (z. B. bei Conrad) , die nahezu sinusförmigen Wechselstrom erzeugen, der aus vielen kleinen
Rechtecken zusammengesetzt ist. Sie sind erschwinglich.
Die Frage ist, ob man an Bord Wechselstrom – zusätzlich zum Landstrom in Marinas - braucht.
Denkbar wäre eine Situation, wo man Elektrowerkzeuge einsetzen muss, ohne Landanschluss (Weltumsegelung).
Dann sollte man evtl. auch einen Diesel-Generator einkalkulieren.
Verbrauch, Belastung der Batterie
Nehmen wir ein elektrisches Gerät, das 1000 Watt AC verbraucht. Wenn man es 10 min laufen lässt,
verbraucht es (1000 : 60) x 10 = 166,6 Watt.
Wie groß ist die Belastung, wenn man den Strom aus einer 80 Ah-Batterie erzeugt?
P (Watt) = I (A) x U (V)
Bekannt sind Watt und Volt.
Nach I aufgelöst ergibt sich I = (P : V) = 166,6 : 12 = 13,8 A
Wenn die Batterie vollgeladen ist (80 A), würden also 13,8 A abgezogen.
Eine 80 Ah-Batterie sollte nicht mehr als zu etwa 50 % entladen werden, oder anders ausgedrückt:
sie liefert 40 Ah. 13,8 A sind davon ~ 35 % (in 10 Minuten).
Das wiederum muss nachgeladen werden.
Kaffeemaschinen, Kühlschrank, Mikrowelle, Staubsauger wird man also vielleicht besser nicht
über die 12-V-Batterie betreiben.
- Spannungswandler (DC - DC)
Für PCs, Notebooks, Tablets, Smartphones, Handys etc. wiederum gibt es Adapter (DC-DC-Wandler),
wenn die Batterie leer geworden ist, oder man wartet eben bis zum nächsten Landanschluss.
Für PCs, Notebooks, Tablets, Smartphones, Handys etc. wiederum gibt es Adapter (DC-DC-Wandler),
wenn die Batterie leer geworden ist, oder man wartet eben bis zum nächsten Landanschluss.
Dennoch sei Philippi zitiert; Sinus-Wechselrichter der Serie AJ:
„Die reine Sinus-Ausgangsspannung ermöglicht den störungsfreien Betrieb von Computermonitoren und Fernsehern
„Die reine Sinus-Ausgangsspannung ermöglicht den störungsfreien Betrieb von Computermonitoren und Fernsehern
und sorgt für den sicheren Anlauf von motorischen Verbrauchern mit hohem Anlaufstrom.“ (Katalog, 2012)
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II. 230 V – Anlage, AC
Achtung!
- Elektrische Anlagen über 50 V dürfen nur von einem Fachbetrieb installiert werden.
- Elektrische Anlagen über 50 V dürfen nur von einem Fachbetrieb installiert werden.
Zumindest muss die Anlage von einem Meister abgenommen werden.- Der Querschnitt des Landstromkabels sollte 2,5 mm2 betragen und flexibel sein (rundes Kabel).
- Wenn man Landstrom übernehmen will, sollte dies ausschließlich unter Benützung eines FI-Schutz-Schalters
- Wenn man Landstrom übernehmen will, sollte dies ausschließlich unter Benützung eines FI-Schutz-Schalters
(neuere Bezeichnung RCBO) zur Vermeidung von Personenschäden geschehen.
1. RCBO / FI - Schalter
1. RCBO / FI - Schalter
Schutzleiter ("Erde"):
Der Schutzleiter der Landstrom-Einspeisung (gelb-grünes Kabel) wird direkt durchgeführt und im Bordnetz an die Steckdosen weitergeleitet.
Er braucht nicht mit der Schiffs"erde", z. B. einem Kielbolzen, verbunden zu werden. Die Schutzfunktion erfolgt
Der Schutzleiter der Landstrom-Einspeisung (gelb-grünes Kabel) wird direkt durchgeführt und im Bordnetz an die Steckdosen weitergeleitet.
Er braucht nicht mit der Schiffs"erde", z. B. einem Kielbolzen, verbunden zu werden. Die Schutzfunktion erfolgt
durch den landseitigen Teil des (durchgeführten) Schutzleiters.
Funktionsweise des FI-Schalters:
Der FI-Schalter vergleicht den eingehenden Strom mit dem ausgehenden.
Funktionsweise des FI-Schalters:
Der FI-Schalter vergleicht den eingehenden Strom mit dem ausgehenden.
Sollte sich ein Ungleichgewicht einstellen (weil ein Mensch den Strom von einer stromführenden Leitung zum Schutzleiter ausleitet)
schaltet der FI so schnell ab, dass der verursachenden Person nichts passiert.
Die Landanschlusseinheiten (LAE) von Philippi sind alle mit FI-Schutz ausgerüstet.
2. Elektrolyse
Die Landanschlusseinheiten (LAE) von Philippi sind alle mit FI-Schutz ausgerüstet.
2. Elektrolyse
Der Landanschluss erhöht die Gefahr einer elektrolytischen Korrosion erheblich,
so dass innerhalb eines Monats z. B. der Rumpf einer Alu-Yacht zerstört sein kann.
Ursache ist evtl. der Schutzleiter, wenn er im Boot geerdet (Kielbolzen) und auf seiner Gegenseite im Kraftwerk ebenfalls geerdet ist.
Ursache ist evtl. der Schutzleiter, wenn er im Boot geerdet (Kielbolzen) und auf seiner Gegenseite im Kraftwerk ebenfalls geerdet ist.
Dadurch stellt sich eine leitende Verbindung (Grundwasser – Wasser um das Schiff) ein.
Davon sind auch die Metallteile von GFK-Yachten betroffen, z. B. Kiel und Propeller.
"Wenn ein RCBO-Schutzschalter in das Bordnetz integriert wird, braucht der negative Erdungsanschluss des DC-Systems
Davon sind auch die Metallteile von GFK-Yachten betroffen, z. B. Kiel und Propeller.
"Wenn ein RCBO-Schutzschalter in das Bordnetz integriert wird, braucht der negative Erdungsanschluss des DC-Systems
nicht mit der Landerdung (Schutzleiter) verbunden sein.
Damit kann die Korrosion des Antriebs bei Kunststoffbooten vermieden werden." (Katalog)
Metallyachten
Ein weiterer Korrosionsauslöser entsteht, wenn eine Metallyacht neben einer Spundwand oder einer zweiten Metallyacht liegt,
Ein weiterer Korrosionsauslöser entsteht, wenn eine Metallyacht neben einer Spundwand oder einer zweiten Metallyacht liegt,
welche ebenfalls über den Landanschluss eine Verbindung hergestellt hat.
Auch nasse Festmacheleinen können bereits eine leitende Verbindung ergeben:
Kiel der Yacht A – Rumpf – Festmacher – Land/Spundwand – Seewasser – Propellerwelle (der Yacht B)
Galvanische Korrosion (Elektrolyse) (Philippi, Katalog Nr 17)
"Befinden sich zwei Metalle im gleichen Elektrolyten entsteht aufgrund der unterschiedlichen elektrochemischen Potentiale
Auch nasse Festmacheleinen können bereits eine leitende Verbindung ergeben:
Kiel der Yacht A – Rumpf – Festmacher – Land/Spundwand – Seewasser – Propellerwelle (der Yacht B)
Galvanische Korrosion (Elektrolyse) (Philippi, Katalog Nr 17)
"Befinden sich zwei Metalle im gleichen Elektrolyten entsteht aufgrund der unterschiedlichen elektrochemischen Potentiale
(Spannungsreihe) zwischen ihnen eine elektrische Spannung.
Sind beide Metalle verbunden so entsteht ein Stromfluss (umgekehrte Elektrolyse), welcher solange fließt, bis das Metall mit dem
niedrigeren Potenzial verbraucht ist.
Eine Gefahr dafür ist der Landanschluss bei Yachten mit Metallrümpfen, da der Schutzleiter an Bord geerdet ist.
Eine Gefahr dafür ist der Landanschluss bei Yachten mit Metallrümpfen, da der Schutzleiter an Bord geerdet ist.
Liegt eine Aluminiumyacht neben einer Stahlspundwand oder einer Stahlyacht, so wird der galvanische Stromkreis ebenfalls
geschlossen. Dieser Stromkreis lässt sich nur durch Trennung der Schutzleiter-Verbindung am Boot unterbrechen.
Um die elektrische Sicherheit zu gewährleisten, muss dazu ein Trenntransformator eingebaut werden.
Dadurch wird der Rumpf vom Landnetzpotential getrennt.
Sekundärseitig wird ein neues vom Landnetz isoliertes elektrisches Netz (TN-System) mit nachgeschaltetem Fehlerstrom-
Schutzschalter aufgebaut."
Ringkern-Trenntransformatoren
... ermöglichen die galvanische Trennung des 230 V - Bordnetzes vom Landnetz.
... ermöglichen die galvanische Trennung des 230 V - Bordnetzes vom Landnetz.
Galvanischer Isolator
Zur Vermeidung galvanischer Ströme zwischen dem Rumpf und dem Landnetz kann ein galvanischer Isolator gesetzt werden.
Zur Vermeidung galvanischer Ströme zwischen dem Rumpf und dem Landnetz kann ein galvanischer Isolator gesetzt werden.
Zwei jeweils antiparallel und in Reihe geschaltete Dioden erzeugen ein so hohes Sperrpotential,
dass galvanische Ströme nicht mehr fließen können.
Der galvanische Isolator wird vor allem für Yachten mit Kunststoffrumpf empfohlen, um die Antriebseinheit vor galvanischer Korrosion,
Der galvanische Isolator wird vor allem für Yachten mit Kunststoffrumpf empfohlen, um die Antriebseinheit vor galvanischer Korrosion,
bedingt durch den Landanschluss, zu unterbinden.
Schutz:
- Netztrennung der 230-V-Anlage mithilfe eines Trenn-Transformators
- Einbau eines Galvanischen Isolators (Kunststoffboote)
- Vermeidung der Verbindung des Schutzleiters mit der Schiffserde (Kunststoffboote)
- Opferanoden
Weiter Informationen in: I. Theorie / 11. Elektrolyse, Rost
Dez. 2016;
ergänzt Okt. 2018, Nov. 2019, Okt. 2022
Schutz:
- Netztrennung der 230-V-Anlage mithilfe eines Trenn-Transformators
- Einbau eines Galvanischen Isolators (Kunststoffboote)
- Vermeidung der Verbindung des Schutzleiters mit der Schiffserde (Kunststoffboote)
- Opferanoden
Weiter Informationen in: I. Theorie / 11. Elektrolyse, Rost
Dez. 2016;
ergänzt Okt. 2018, Nov. 2019, Okt. 2022