Energiemanagement für Boote: So bleiben Ihre Batterien aufgeladen

Aug 16, 2023

Ali Wood holt sich von Ecobat fachkundige Ratschläge zur Einrichtung eines sinnvollen Batterieladesystems ...

Die Preise für Solarmodule sind gesunken und sie werden auf den meisten Langstrecken-Kreuzfahrtyachten installiert

Nachdem wir uns für Batterien für Maximus entschieden hatten, bestand das nächste Rätsel darin, wie wir diese Batterien aufgeladen halten sollten. Premier Marinas hatte uns freundlicherweise einen Liegeplatz in Chichester Marina für den Sommer angeboten, gefolgt von einem Liegeplatz in MDLs Cobbs Quay Marina in Poole.

Beide Jachthäfen verfügen über hervorragende Einrichtungen, darunter auch Landstrom. Daher wollten wir diesen zunächst nutzen, um die Batterien aufzuladen, aber für die Kreuzfahrt – und für unser späteres Zuhause an einem Liegeplatz – mussten wir es richtig hinbekommen.

Bei der Akkukapazität gibt es einen kleinen Balanceakt. Zu wenig Kapazität oder „Speicher“ und Sie müssen die Batterien ständig nachladen.

Wenn Ihre Akkus jedoch zu leistungsstark sind oder zu viel Kapazität für Ihr Ladesystem haben, können Sie sie nie vollständig aufladen, was ihre Lebensdauer verkürzt.

Blei-Kohle-Batterien können einer geringeren Entladungstiefe standhalten als die meisten anderen Batterietypen, benötigen aber trotzdem etwas Pflege. Ich habe mich mit Peter Kennedy von Ecobat getroffen.

Der Artikel wird weiter unten fortgesetzt…

Da an Bord moderner Fahrtenyachten immer mehr Elektrogeräte verbaut werden, kommt irgendwann der Zeitpunkt, an dem die Batterie...

Für alle außer den kleinsten und einfachsten Booten ist eine zuverlässige Batterieversorgung unerlässlich, um beides aufrechtzuerhalten.

Peter ist seit 40 Jahren im Batteriemanagement tätig. Wenn mir jemand einen Rat geben konnte, dann er. „Wenn Sie das Boot nicht täglich nutzen oder es an Landstrom anschließen, müssen Sie sorgfältig über das Aufladen nachdenken“, sagte Peter.

„Wenn Sie eine Blei-Säure-Batterie stehen lassen, entlädt sie sich und wird sulfatiert. Sie kann nicht wieder aufgeladen werden. Wenn Sie jedoch Lithium verwenden, können Sie sie fast leer entladen und dort belassen.“

Peter erklärte, dass Lithiumbatterien zwar in ein paar Stunden aufgeladen werden, andere Batterietypen jedoch bis zu 18 Stunden brauchen können. „Sie können den Großteil der Ladung innerhalb von 5 bis 6 Stunden aufladen“, sagte er. „Die letzten 10 % können jedoch 8 bis 12 Stunden dauern.

Das Mobiltelefon wird mit einem kabellosen Scanstrut-Ladegerät aufgeladen und zeigt gleichzeitig Informationen an, die vom Victron-Batteriemonitor übermittelt werden

„Bei Lithiumbatterien oder sehr hochwertigen AGM-Batterien übernimmt die Solarenergie den letzten Teil des Ladevorgangs, sofern Sie über den richtigen Regler verfügen.“

Peter empfahl, die Batterien einmal im Monat aufzuladen, warnte jedoch davor, dass je nach entnommener Energie der Betrieb des Motors selbst möglicherweise nicht ausreicht, um ihn auszutauschen.

„Sie benötigen eine ordnungsgemäße Landstromladung. Wenn der Motor anspringen muss und sich im Leerlauf befindet, würde es viel Zeit in Anspruch nehmen, das, was Sie verbraucht haben, einfach durch das Starten zu ersetzen.“

Mit einem Katalog und einem inzwischen sehr zerkauten Kugelschreiber machte ich mich an die Arbeit und kreiste die Artikel ein, die ich für Maximus haben wollte. Wir haben die Victron-Artikel von Ecobat bezogen, uns aber für den Sterling-Batterieisolator entschieden, den wir direkt bei sterling-power.com gekauft haben.

Wir haben uns für 3 x Exide 115A Doppelbatterien entschieden. Einer davon wäre für den Anlasser und die anderen beiden für die Freizeitbatterien.

Die zyklenfesten Batterien garantieren eine Ausgangskapazität von 550 W pro Stunde, sind wartungsfrei, da kein Nachfüllen von Elektrolyt erforderlich ist, und halten hohen Lade- und Entladeanforderungen stand. Allerdings müssen sie, wie alle Batterien, trotzdem gepflegt werden.

Die Kosten für Solarmodule sind in den letzten Jahren rapide gesunken und für viele Bootsbesitzer ist Solarenergie zum primären Lademittel geworden.

Da Maximus irgendwann auf einem Schaukelliegeplatz leben wird, hatte ich das Gefühl, dass dies eine gute Lösung für uns wäre. Peters Rat war, das größte Solarpanel zu kaufen, für das wir Budget und Platz hatten, und PBO-Experte Stu Davies stimmte dem zu.

Er verfügt über drei 110-Ah-Batterien sowie eine einzelne 8-Ah-Starterbatterie und 250 W Solarstrom. Damit kann er in Portugal auf unbestimmte Zeit vom Netz leben. Wir könnten es entweder auf dem Kutschendach oder an der Seite des Bootes an einem Drehpunkt montieren, wie Stu es tut.

„Meine Solarmodule sind starre 100-W-Solarmodule von eBay“, sagt Stu. „Sie sind jetzt seit neun Jahren im Einsatz. Wenn wir an Bord sind, passt ein gekerbter Stock den Winkel an.“ Der verstorbene PBO-Mitarbeiter David Berry montierte seine Solarmodule auf einem Rahmen am Heck.

David Berrys Solarpanel-Aufbau auf seinem Moody Eclipse Aderyn Glas

„Wir haben unsere 75-W-Bank amorpher Module durch 200-W-monokristalline Module im gleichen Bereich ersetzt“, sagte David. „Aber mit einer höheren Effizienz steigt auch die Empfindlichkeit gegenüber schlechten Montagebedingungen. Wenn Sie also das Beste aus Ihren Modulen herausholen möchten, müssen Sie Ihr Möglichstes tun, um sicherzustellen, dass sie nicht abgeschattet werden, und dass sie möglichst rechtwinklig dazu geneigt sind.“ So viel Sonne wie möglich. Aus diesem Grund montieren Tauchsafarischiffe ihre Boote normalerweise auf Gerüsten am Heck oder am Heckkorb.

Am Ende haben wir uns für das 45-W-monokristalline BlueSolar-Modul (425 mm x 668 x 25 mm) von Victron entschieden, das am Heck montiert werden soll. James, mein Mann, bevorzugte das Aussehen eines halbflexiblen Solarpanels auf dem Kutschendach, aber der einzige Platz war unter dem Ausleger, und dann hätten wir das Problem des Schattens gehabt, und jeder Streifen Solarzellen im Schatten kann Auswirkungen haben die Leistung des gesamten Panels.

Victron BlueSolar MPPT-Laderegler

Wir brauchten nicht nur ein Solarpanel, sondern auch einen Solarregler oder „Solarladegerät/-regler“, um die Energie von den Solarpanels zu beziehen und in den Batterien zu speichern und dabei sicherzustellen, dass die Batterien nicht überladen werden.

Wir haben uns für den BlueSolar-Controller von Victron entschieden, der die MPPT-Technologie (Maximum Power Point Tracking) (im Gegensatz zu PWM, Pulsweitenmodulation) verwendet, was bedeutet, dass er den Strom mit der maximalen Leistungsspannung aus dem Panel zieht und nicht knapp über der Batteriespannung.

Ein nettes Feature ist, dass wir dies über einen Bluetooth-Dongle, der mit unserem Smartphone gekoppelt ist, aus der Ferne überwachen und steuern können. Ein intelligenter MPPT ist ebenfalls erhältlich, sodass kein Dongle erforderlich ist.

Sterling Lichtmaschinensplitter Pro Split R

Ein Batterietrenner wählt aus, welche Batterie Sie für welchen Zweck verwenden möchten. Beim Laden wird zunächst der Motor priorisiert und dann die heimische Bank übernommen. Sobald er aufgeladen ist, wechselt er zwischen den Akkus und lädt den Akku auf, der mehr Strom benötigt.

Adam empfahl den Alternator Splitter Pro Split R von Sterling, der mithilfe eines Mikroprozessors mehrere Batteriebankausgänge überwacht und bei Problemen die Lichtmaschine und einzelne Batteriebankausgänge trennen kann.

Ich fragte, warum dies eine bessere Option sei als ein Batteriekombinator oder Split-Charge-System, das Batterien parallel lädt. Adam erklärte, dass es viel länger dauern würde, alle drei Batterien gleichzeitig aufzuladen.

Ich konnte die Logik erkennen; die Starterbatterie zum Laufen zu bringen, bevor die Hausbatterien Sinn machten. Wie Sterling auf seiner Website erklärt, ist normalerweise eine Batterie bereits fast voll (die Motorbatterie), während eine andere leer ist.

Wenn man versucht, beide zu laden, würde ein herkömmliches Split-System durch die höhere Spannung der Motorbatterie ausgetrickst werden. Laut Sterling besteht der Trick darin, die Motorbatterie zu isolieren, sodass die einzige Spannung, die am Standardregler anliegt, die leere Haushaltsbatterie ist.

Wenn es sinnvoll ist, schalten Sie dann die Starterbatterie des Motors wieder ein, bis der Ladezustand die maximale Ladung des Reglers nicht beeinträchtigt. Der Pro Splitter von Sterling leistet all dies und verspricht gleichzeitig einen maximalen Spannungsabfall von weniger als 0,01 V.

Victron Phoenix IP43 Smart-Ladegerät

Mit einem Batterieladegerät können Sie die Batterien über Landstrom aufladen und sind nicht auf den Motor angewiesen. Es wandelt den Wechselstromeingang in Gleichstrom um. Das Phoenix IP43-Ladegerät von Victron verfügt über drei Stromausgänge zum Laden von drei Batteriebänken. Alternativ können Sie auf zwei Ausgänge umschalten, um zwei Batteriebänke zu laden, mit der zweiten, etwas niedrigeren Ausgangsspannung, um eine Starterbatterie aufzuladen.

All dies wird als „adaptives Laden“ bezeichnet und kann über ein Bluetooth-fähiges Gerät überwacht und gesteuert werden.

Victron BMV 712 Smart-Controller-Display

Ein Batteriewächter überwacht kontinuierlich Daten wie Spannung, Strom, Ladezustand, Amperestunden und die Zeit zum Laden oder Entladen.

Mit integriertem Bluetooth können Sie mit dem Smart-Monitor BMV 712 von Victron Ihre Batterien über eine App auf Ihrem Telefon überprüfen. Bluetooth ist mittlerweile in den meisten Victron-Produkten implementiert, um eine drahtlose Kommunikation zwischen ihnen und auch das Senden von Daten an Ihr Gerät zu ermöglichen.

Last but not least standen auf unserer Einkaufsliste der Landstromstecker und das Anschlusskabel sowie der Blue Sea Ein-/Aus-/1/2/1+2-Batterieschalter. Dadurch können wir manuell zwischen den Batterien wechseln, ohne die Stromversorgung zu unterbrechen.

Peter riet uns, über unsere zukünftigen Kreuzfahrtbedürfnisse nachzudenken. Ich erklärte, wir hätten den Gasofen entfernt, da der Gutachter ihn verurteilt hatte, waren uns aber nicht sicher, ob wir den Gasofen wieder an Bord bringen sollten. Während wir in der Zwischenzeit in einem Jachthafen waren, fragte ich, ob wir mit einem tragbaren elektrischen Induktionskochfeld davonkommen könnten.

„Ich finde sie absolut brillant“, sagte Peter. „Lidl verkaufte einige davon und sie waren ziemlich energieeffizient. Ein großes Induktionskochfeld würde etwa 4 kW verbrauchen, aber diese waren nur 1,6 kW.“

Tragbares Sterling-Induktionskochfeld

Kombinierter Wechselrichter und Ladegerät von Victron

An Land können Sie problemlos eine solche verwenden, oder alternativ, wenn Sie über eine größere Hausbatteriebank verfügen, können Sie einen Wechselrichter betreiben [der Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt und auch die Spannung ändert] und diesen für kurze Zeit nutzen.“

Das Lidl-Kochfeld klang nach einem tollen Angebot, war aber bei meiner Suche nicht mehr verfügbar. Adam warnte mich davor, dass alles, was größer als 2,7 kW ist, in einem Jachthafen wahrscheinlich die Elektrik des Bootes auslösen würde, und Geräte mit 2 kW oder weniger wären besser.

Ich habe gesehen, dass Sterling Power ein einzelnes Induktionskochfeld mit 1,5 kW verkauft, also probiere ich es vielleicht mal aus. Peter wies auch darauf hin, dass eine Mikrowelle mit einem Inverter-Ladegerät betrieben werden könne.

„Inverter-Ladegeräte sind nicht billig – aber ihre Funktionsweise besteht darin, dass sie, wenn man sie an eine Landstromversorgung oder einen Generator anschließt, die Eingangsversorgung überwachen, um zu prüfen, ob sie in Ordnung ist, und sich von einem Inverter in ein Ladegerät umwandeln, aber gleichzeitig.“ Zeit schließt eine interne Transferversorgung, um Ihre Geräte mit dem Stromnetz zu versorgen.

„Das heißt, wenn Sie über einen Generator oder eine Landstromversorgung verfügen, wird Ihre Batteriebank nicht entladen. Wenn mehr als genug Strom von der Landstromversorgung verfügbar ist, wird der Wechselrichter diese zum Aufladen der Batterien verwenden.“

Mit einem Wechselrichter leiten Sie die Netzversorgung an die Ausrüstung Ihres Bootes weiter. Wenn Sie in einem Gebiet unterwegs sind, in dem Sie dem Landstrom nicht vertrauen können, kommt ein Trenntransformator ins Spiel.

Victron Energie-Trenntransformator

„Sicherheit ist wichtig, sogar unglaublich wichtig“, betont Peter. „Häufig kaufen Leute einen sehr billigen Wechselrichtertyp, der möglicherweise nicht für das System zugelassen ist. Sie benötigen ein sauberes Stromsystem, um das Beste aus Ihren Batterien herauszuholen, deshalb arbeiten wir seit 25 Jahren mit Victron zusammen.“

„Mit ihrem Trenntransformator erfolgt die gesamte Erdung auf der Ausgangsseite, sodass Sie im Falle einer fehlerhaften Verkabelung geschützt sind, beispielsweise wenn die Drähte vertauscht sind oder die Erde an der Landversorgung abgefallen ist.“

Wechselrichter und Wechselrichter-Ladegeräte entziehen den Batterien auch dann Strom, wenn sie nicht verwendet werden. Daher ist es wichtig, sie dann vollständig auszuschalten. Startklar Schließlich hatten wir uns für unser Energieverwaltungssystem entschieden.

Es würden noch viele weitere Treffen folgen, darunter ein Rundgang um das Boot mit Adam, um zu besprechen, wo die Elektronik, die LED-Leuchten, das Schaltpult und ein praktisches Scanstrut-Telefonladegerät und USB-Anschlüsse angebracht werden sollen.

Allerdings hatten wir vorerst die Entscheidungen getroffen, die wir brauchten, um den Stein ins Rollen zu bringen. Ich muss gestehen, dass es mir ziemlich viel Spaß gemacht hat, meine Gehirnzellen dabei zu strapazieren … obwohl ich denke, dass ein paar, wie bei den Solarpanel-Zellen unter dem Ausleger, im Schatten geblieben sind.

Mein Gehirn ist wie eine Batterie tiefentladen und braucht nun dringend eine Auffrischung. Zeit für ein G&T, denke ich ...

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