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Welche Lademöglichkeiten bestehen
Bei der Frage der richtigen Batterieladung ergeben sich je nach Motortyp verschiedene Möglichkeiten
Außenborder mit interner Batterie:
Beispiele hierfür sind der Torquuedo Travel oder der AquamotTrend Line 1,1 und 1,6kW. Hierwerden Wechselakkus auf den Motor gesteckt. Sollte also ein Akkublock leer sein, tauschen Sie diesen gegen einen voll geladenen Ersatzakku in wenigen Sekunden aus und können weiter fahren. Den Akku können Sie dann bequem über ein 230V Ladegerät oder über ein Adapoterkabel (Torquuedo) von Ihrem 12V oder 24V Bordnetz aufladen.
Außenborder mit externer Batterie:
Sinnvoll ist natürlich auf jeden Fall ein Landanschluß mit einem geeigneten Ladegerät, wobei dieses zusätzlich zu einem eventuell vorhandenen Ladegerät für die Batterien für das Bordnetz vorgesehen werden muß, da diese leistungsfähigeren Motore mit 24V, 36V oder 48V DC arbeiten, das Bordnetz aber in der Regel ein 12V Netz ist.
Sollte bei längeren Törns keine Lademöglichkeit über Landanschluß vorhanden sein, kann zwar mit Photovoltaikzellen und einem nachgeschalteten Solarladeregler nachgeladen werden, jedoch reicht dies sicher nicht zur vollständigen Batterieladung aus, da der Strom bei der auf einem, in diesem Fall ja doch eher kleinem Schiff, unterzubringenden Solarzellenfläche viel zu gering in Bezug auf die empfohlene Batteriekapazität, die z.B. bei einem 800W Motor mindestens 80Ah betragen soll, ist.
Führen wir hierzu folgendes Rechenbeispiel mit idealisierten Bedingungen aus:
Sie haben eine 55Wp Solarzelle, einen 800W Motor mit 24V Betriebsspannung und Batterien mit 80Ah bei 24V auf ihrem Schiff installiert.
Wir gehen von 100% Wirkungsgrad bei voller Sonnenintensität und 12 Stunden Sonnenscheindauer aus.
der maximale Ladestrom, den die Solarzellen liefern beträgt dann:
Strom bei Maximalleisutng = Leistung / Spannung bei Maximalleistung
55W / 17,5V = 3,15A
Nachgeschalteter Laderegler für 24V Ladespannung mit 96% Wirkungsgrad
Ladestrom = (Spannung bei max.Leistung / Ladespannung) x max. Strom x Wirkungsgrad Laderegler
(17,5V / 28,4V) x 3,15A x 96% = 1,86A
die maximale Batterieladung beträgt am Tag (12 Stunden)
max. Ladung = Ladestrom x Zeit
1,86A x 12h = 22,32Ah
Ein 800W Motor mit 24V Betriebsspannung hat eine Stromaufnahme bei Halblast von
Strom bei Halblast = Leistung / Spannung bei Maximalleistung x 50%
800W / 24V x 50% = 16,66A
Die maximale Laufzeit des 800W Motor bei Halblast, bei der die Stromentnahme des Motors durch die Solarladung ausgeglichen wird beträgt damit
Laufzeit = max. Ladung / Stromaufnahme bei Halblast
22,32Ah / 16,66A = 1,34h
Maximal kann der Motor damit durch Nachladung über die Solarzellen am Tag ca. 1 Stunde 20 Minuten bei Halblast betrieben werden, ohne das die Restkapazität der Batterie über den Tag gesehen sinkt.
Dies wird jedoch in der Praxis nicht erreicht werden, da idealisierte Bedingungen angenommen wurden, die maximale Ladung liegt mit Sicherheit nur bei 50 ... 60% dieses Wertes!
Als wirkliche Alternative hierzu bleibt bei einer mit einem Außenborder dieser Größe angetriebenen Yacht eigentlich nur ein tragbarer 230V Benzingenerator, der direkt in das 230V Bordnetz über den Landanschluß einspeist und die Batterien über das Ladegerät lädt. Hier reicht bereits ein kleiner Generator mit unter 1kW Nennleistung aus, da der Ladestrom bei AGM- oder Gel-Batterien nur ca. 10 ... 20% der Batteriekapazität betragen soll.
Sofern ihr Ladegerät, wie z.B. die Sterling ProCharge oder ProSport und alle Zivan NG-Ladegeräte auch als Netzgeräte verwendet werden können, ist dies sogar eine Möglichkeit einen “Benzin - elektrischen” Hybrid-Notbetrieb zu fahren. Angenommen ihr Ladegerät kann einen Ladestrom von 20A bei 24V Fahrspannung liefern, können sie damit den Motor mit 480W Leistung betreiben. Sie lassen hierzu einfach den Generator laufen, speisen über den Landanschluß ein und betreiben das Ladegerät als Netzgerät für den Motor. Bei einem leistungsstärkeren Ladegerät z.B mit 50A Ladestrom kann natürlich die über diesen Hybridantrieb nutzbare Motorleistung wesentlich höher ausfallen, im konkreten Beispiel 1,2kW, ein entsprechend leistungsstarker Generator vorausgesetzt.
Sicher ist dies eine etwas ungewöhnliche und ebenfalls sicher auch nicht die umweltfreundlichste und sparsamste Betriebsart, aber sie ist besser als wegen Strommangel liegen zu bleiben und immer noch umweltfreundlicher und sparsamer als ein reiner Verbrennungsmotorantrieb.
In diesem Beispiel ist ein kleiner 1kW Benzingenerator (aus Geräuschgründen) am Bugkorb festgelascht und über ein kurzes Adapterkabel (Schukostecker zu CEE-Kupplung) direkt mit dem normalen Landanschlußkabel mit dem Landanschlußstecker am Heck verbunden. Der Generator speist also ganz normal in das Bordnetz ein und lädt die Batterien bzw. speist über die Netzteilfunktion des Ladegerätes den Motor, in diesem Fall einen 3,5kW Saildrive, der damit immerhin mit 20% Leistung betrieben werden kann. Die Reichweite ist jetzt nur über den Benzinvorrat begrenzt..
Sail-Drive oder Wellenanlage:
Ist ein Sail-Drive oder eine elektrische Wellenanlage eingebaut, handelt es sich mit Sicherheit um eine größere Yacht.
Ein Landanschluß mit 230V Bordnetz und Ladegerät sind hier dann Standard.
Nur wird ein derartiges Schiff natürlich auch viel eher größere Distanzen ohne die Möglichkeit einer gesicherten Landstromversorgungs zurücklegen. Also ergibt sich auch hier wiederum die Frage nach der Stromversorgung unterwegs.
Einerseits können auf größeren Schiffen auch größere Phtovoltaikpanele eingebaut werden, so dass diese auch einen größeren Ladestrom liefern können, andererseits ist natürlich die Batteriekapazität um ein vielfaches größer, so dass sich auch hier kaum ein besseres Ladezeit / Motorlaufzeitverhältnis gegenüber der für den Außenborder durchgeführten Berechnung ergibt.
Eine etwas wirkungsvollere Möglichkeit ergibt sich beim Einsatz eines Windgenerators, der, Wind voraus gesetzt, eine deutlich höhere Leistung erbringt. Nur liegt auch diese nur bei ca. 100W bei 15kn Wind (Herstellerangabe Air Marine), d.h. ca. 4,2A Ladestrom.
Zumindest die von uns angebotenen Einbaumotore, hier vor Allem die Wellenantrieb EWD und EWG, bieten optional die Möglichkeit über Rekuperation während des Segelns elektrische Energie zurück zu gewinnen. Hierbei arbeitet der Motor, angetrieben von dem sich während der Fahrt drehenden Propeller als Generator und speist diesen Strom in das Bordnetz zurück.
Voraussetzung hierfür sind zum einen ein Festpropeller und zum anderen eine gewisse Mindestgeschwindigkeit des Schiffes, damit die Motordrehzahl möglichst hoch ist. Die Generatorleistung des Motors steigt speziell bei den von uns verwendeten BLDC Motore mit höherer Drehzahl stark an.
Die wirkungsvollste Möglichkeit ist an Bord einen festen 230V Generator mit z.B. 4kW zu installieren, mit dem über einen leistungsfähigen Umrichter, z.B ein leistungsfähiges Ladegerät mit Netzteilfunktion, von 230V AC zur Motorbetriebsspannung, der Motor direkt betrieben oder die Batterien nachgeladen werden.
Zukünftig wird sicher auch der Einsatz von Brennstoffzellen als Lademöglichkeit an Bord eine Rolle spielen, jedoch stehen derzeit Leistung und Kosten bzw. Versorgungsmöglichkeit mit Brennstoff in keiner vernünftigen Relation zueinander. Dies kann und wird sich jedoch innerhalb der nächsten Jahre sicher gravierend ändern, dann könnte die Brennstoffzelle das ideale Stromversorgungsgerät an Bord werden.
< c> Bode Industrie und Marineelektronik 2002 ...2019
Redaktionsschluß 11.07.2019