Welkom  

   

Mijn Menu  

   

What's Up  

Geen evenementen
   

Wedstrijd  

za mrt 23 @11:00AM -
Grevelingencup finale
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

 

Motor/startmotor deel

mooiere dikke Daf

Eerste belangrijke opmerking:
In het oorspronkelijke schema komt de veldstroom van de alternator uit de service accu's. Zijn die 'op', dan laadt de alternator niet goed of helemaal niet meer op. Verder zit in dit circuit een 8A zekering en wordt deze achter de scheidingsdiode op de + aangesloten. Voor een redelijke scheiding van service en start circuit is het beter de veldmagneet van de alternator te laten bekrachtigen met stroom uit de startaccu. Dan is er een goede scheiding tussen starten en draaien van de motor en het service gedeelte.

Verder is het heel ongewoon een zekering van 125A in het startcircuit op te nemen, meestal worden de kabels zo dik uitgevoerd, dat een zekering niet nodig is. Bij personenauto's is er geen schakelaar in dit circuit (Wel bij onder andere de 'Dikke DAF' YA328 'artillerie trekker' van het leger, bouwjaar 1951 tot 1959).

De focus ligt eerst op dit circuit. Indien er niet gestart kan worden, kan er niet worden bijgeladen. Neem de leidingen van de contacten en polen, maak ze schoon en vet ze in. Monteer de leidingen na licht invetten van de contacten, weer op de plaats waar ze vandaan komen, maak maar 1 pool of contact per keer los, dan is vergissen in aansluitingen onwaarschijnlijk.
Zet de leiding met 'excitation' en de 8A zekering niet op de aansluiting van de service accu op de diode brug, (in dit schema aangegeven met 'Isolateur'), maar op de aansluiting van de startaccu op de diode brug. Maak ook de zekering schoon en vet deze licht in tegen corrosie.

Na deze 'verbouwing' is fase 1 afgerond en kan de boot in gebruik blijven de rest van het seizoen.

230V walstroom deel

"If it ain't broke, don't fix it" (Als het werkt, blijf er dan vanaf, afgezien van schoonmaken en invetten van aansluitingen en contacten).
Er zit een 'aardfout' schakelaar met een verschilstroom van 30mA in het schakelpaneel gemonteerd. Dat is geheel conform de moderne eisen. Afgezien van herstellen van gebruiksslijtage, niets aan doen.
De originele acculader is onlangs vervangen door een Victron Blue Power 12V 30A. Deze acculader heeft een aparte instelling om ook Li-ion accu's te kunnen laden en is daarmee klaar voor een toekomstige installatie van Li-ion accu's. Momenteel worden alleen de serviceaccu's opgeladen door deze acculader en dat is ook in de eindsituatie zo gewenst.

Na deze tune-up is fase 2 afgerond.

12V boordnet

De tune-up blijft voorlopig beperkt tot het schoonmaken en invetten van alle polen en contacten voor corrosie bestendigheid. Een nieuwe (of gewoon een goede) accu zal veel doen.
De aanwezige koelkast is niet nieuw maar gebruikt een compressor die ook nu nog nieuw te koop is, ook al zijn er energiezuinigere uitvoeringen mogelijk. Vervanging door een rendementsvoller model kan het verbruik verminderen en is een overweging. Opvallend is dat in het getoonde schema aangegeven wordt dat er geen schakelaar aanwezig is voor de koelcompressor. Dit is echter niet de realiteit. De compressor is weliswaar apart gezekerd, maar er is gewoon een schakelaar voor opgenomen in het schakelpaneel.
Dit geldt overigens ook voor de ankerlier. Het gebruik van de elektrische lier zal niet vaak plaats vinden zonder gestarte motor en vervanging door een efficiënter exemplaar zal niet veel winst bieden. Controle op mechanisch functioneren en smeren waar nodig, is aan te bevelen.

Na deze tune-up is fase 3 afgerond.

Overgang naar Li-ion cellen als service accu

Om echt voor langere tijd onafhankelijk te zijn van walstroom is een verdere tune-up noodzakelijk. Zoals reeds in het begin aangegeven, wordt de inzet van een Li-ion accu overwogen.

De eindlaadspanning van een 12,6V loodzwavelzuur accu is 14,1V (net iets boven de gasspanning van 13,8V, er ontstaat dus een klein beetje waterstofgas en zuurstof en het elektrolyt moet regelmatig worden aangevuld). In auto's gebruikt men zelfs 14,5V om de startaccu snel weer op te laden zodat ook bij 'korte ritjes' de startaccu in goede conditie is. Dat de startaccu hiervan snel verslijt wordt niet opportuun geacht te melden.

De eindlaadspanning van een 12,8V LiYFePO4 (Lithium-Yttrium-Ferrofosfaat) accu is 15,2V, maar laden tot 16V is mogelijk (de accu wordt dan iets warmer, maar verliest geen elektrolyt).
De aan te sluiten apparaten op het boordnet moeten 15,8V kunnen verdragen.
De radio aan boord is een Pioneer autoradio, het is aannemelijk dat deze het ook doet op 15,8V.
De koelcompressor kan in elk geval ook 24V aan, dus deze vormt geen probleem.
De ankerlier is een Lofrans Cayman 88 die op 12V werkt. De spanningsval over de leidingen zal de spanning bij gebruik snel terug laten vallen naar een spanning lager dan 12V. Echt problemen zijn hier niet te verwachten.
De apparatuur van Raymarine/Raytheon (stuurautomaat ST5000+, tri-data, wind en multi), geeft aan dat het werkzaam is tussen 10 en 15V. Of 16V eventueel problemen geeft moet worden nagezien.
Verlichting wordt zoveel mogelijk vervangen door LED, waarbij de huidige kajuitverlichting die reeds vervangen is door LED die tussen de 10 tot 30V aan kan. LED Navigatieverlichting kan ook overweg met 12 tot 24V, dus bij vervanging moet dit ook geen problemen geven.
De marifoon (Standard Horizon GX1700) kan tot 16V aan volgens de gebruikershandleiding.

Aanpassing motorcircuit voor laden van Li-ion accu's met de alternator

De huidige methode van laden op de motor is gebaseerd op het domweg verdelen van de stroom over twee accu's. De ladingscapaciteit wordt hierbij niet in een regeling betrokken en zodra de eindlaadspanning wordt bereikt, zal de veldstroom van de alternator worden terug geregeld om deze spanning niet te overschrijden. Een systeem dat behoorlijk werkt als de startaccu en de service accu even groot zijn en van hetzelfde type.
Bij het gebruik van een Li-ion service accu gaat dit niet meer op. In combinatie met een loodzwavelzuur startaccu zal de LiYFePO4 nooit helemaal vol worden geladen, maar tot ongeveer 90% van de maximale lading. De loodzwavelzuur startaccu wordt als eerste helemaal opgeladen, gevolgd door het laden van de service accu tot 90% van de maximale lading. Indien de capaciteit van de serviceaccu niet geheel wordt gebruikt, hoeft dit geen bezwaar te zijn. Het laden via de alternator vindt dan alleen plaats indien de lading lager is dan 90% van de accucapaciteit. 'Overladen' is niet mogelijk en daarmee is één van de grootste bezwaren van de inzet van LiYFePO4 accu's (gevoeligheid voor overladen) uitgeschakeld. Verder kan voor het laden van de service accu de maximale stroom uit de alternator worden gebruikt, hetgeen resulteert in een snelle lading tot 90% van de lading en bij het bereiken van die 90% zal de alternator de stroom leveren voor de gebruikers van het boordnet.

Gezien de optie zonnepanelen te gaan gebruiken voor het 'op toppen' van de service accu tot 100% van de capaciteit, is deze mogelijkheid de meest economisch haalbare. Voor het laden via de zonnepanelen is een battery management system nodig dat de LiYFePO4 accu beschermt tegen overladen en de individuele lading bewaakt.
Het laden met 'walstroom' levert een vergelijkbaar resultaat als het laden via de zonnepanelen: de service accu wordt door de acculader 'afgevuld' tot de maximale capaciteit, zonder dat het gevaar voor overladen bestaat.
Bij het navolgen van deze optie wordt de oude loodzwavelzuur service accu vervangen door een LiYFePO4 accu met een battery management system en een 'slimme' acculader op walstroom.
In een tweede fase kunnen de zonnepanelen worden 'bijgezet' om de serviceaccu 'af te vullen' tot de maximale lading. Het vermogen van de zonnepanelen moet dan iets groter zijn dan het gemiddelde dagelijks opgenomen vermogen. Deze optie geeft ook de geringste wijziging in het huidige bedradingschema en zou op dit moment al kunnen worden doorgevoerd. De zonnepanelen kunnen later worden aangebracht.

Het geheel gedraagt zich dan overeenkomstig een loodzwavelzuur serviceaccu waarvan 90% van de effectieve ladingscapaciteit ter beschikking is. Een half geladen loodzwavelzuur accu gaat door sulfatering echter kapot en dient daarmee in het traject van 100% lading tot 50% lading gehouden worden. LiYFePO4 cellen zullen juist bij 40% lading het langst overleven.

Figuur 3: Nieuw schema alternator en service accu.
schema-s3
De nieuwe installatie rond de serviceaccu zal er zo uit gaan zien.

Verbruik en opwekking

Onderstaand volgt een overzicht van het verbruik en de opwekking van stroom tijdens een lange tocht. Van sommige apparatuur is door ervaring bekend wat ze aan boord aan stroom gebruiken, terwijl van andere apparatuur gebruik is gemaakt van de waarden die in de handleidingen staan. Vooral voor apparatuur die momenteel nog niet aangeschaft is, is lastig in te schatten wat de energiebehoefte zal zijn.

Energiebalans op zee

apparaat

verbruik in A

uren in gebruik

verbruik in Ah

Driekleurentoplicht LED

0,25

12

3,0

marifoon DSC (GPS via plotter)

0,08

24

2,0

tri-data, windmeter en multi

0,15

24

3,6

SSB ontvanger

0,33

1

0,3

Stuurautomaat

1,83

24

44,0

kajuitverlichting LED

0,40

3

1,2

koeling

1,50

24

36,0

waterpomp

3,33

0,2

0,7

laptop

1,67

3

5,0

watermaker

4,17

2

8,3

AIS transponder

0,17

24

4,1

AIS/VHF splitter

0,15

24

3,6

plotter met GPS

0,67

24

16,0

totaal verbruik:

   

127,8

 

apparaat

opwekking in A

uren in gebruik

opwekking in Ah

Zonnepanelen 2x 100Wp

12,50

8

100,0

balans

   

-27,8

Energiebalans voor anker

apparaat

verbruik in A

uren in gebruik

verbruik in Ah

ankerlicht LED

0,25

12

3,0

marifoon DSC (GPS aan)

0,33

24

8,0

SSB ontvanger

0,33

1

0,3

kajuitverlichting LED

0,40

3

1,2

koeling

1,50

24

36,0

waterpomp

3,33

0,2

0,7

laptop

1,67

3

5,0

watermaker

4,17

2

8,3

totaal verbruik:

   

63,2

 

apparaat

opwekking in A

uren in gebruik

opwekking in Ah

Zonnepanelen 2x 100Wp

12,50

8

100,0

balans

   

36,8

In geval van nood moeten een aantal apparaten beschikbaar zijn. Hun 24 uurs vermogensopname bepalen de vermogensafgifte van de nood energiebronnen.

Noodenergie op zee

apparaat

verbruik in A

uren in gebruik

verbruik in Ah

Driekleurentoplicht LED

0,25

12

3,0

marifoon DSC (GPS via plotter)

0,08

24

2,0

tri-data, windmeter en multi

0,15

24

3,6

SSB ontvanger

0,33

1

0,3

AIS transponder

0,17

24

4,1

AIS/VHF splitter

0,15

24

3,6

plotter met GPS

0,67

24

16,0

totaal verbruik:

   

32,6

Dimensionering van de zonnepanelen

In bovenstaande tabel wordt voor de te monteren zonnepanelen uitgegaan van een worst case scenario met 8 uren zon instraling per dag. De 'over all' opbrengst van de installatie is dan 100Ah per 24 uur. De piekopbrengst van de installatie ligt op 200W bij 17V (het maximale vermogenspunt) = 11,7 A. De piekopbrengst wordt gehaald bij een instraling van 1000W/m2. De condities komen dan overeen met de zon door een dunne laag sluierbewolking in Nederland. Bij een strak blauwe hemel wordt in Nederland 1200 - 1400W/m2 ingestraald. Door de panelen op de zon te richten kan het aantal uren in gebruik tot 10 worden verhoogd en stijgt de opbrengst tot 117Ah per 24 uur.
Het aantal uren zon varieert met het seizoen en de breedte graad. Boven de poolcirkel is het aantal uren zon in de zomer 24 uur per dag. Hoewel de sterkte van de zon hier niet de 1000W/m2 haalt, is de instraling wel 24 uur aanwezig en neemt de 'over all' opbrengst van de installatie toe.
De gemiddelde temperatuur neemt ook af naarmate men dichter naar de polen komt. Dit verbetert het rendement van een zonnepaneel. Het rendement van een zonnepaneel wordt bepaald uit het afgegeven vermogen (in Wp) bij een paneel temperatuur van 25oC. De bepaling volgt uit een korte intense lichtflits met een energie van 1000W/m2 maal de oppervlakte van het paneel en het afgegeven vermogen van het paneel bij het maximaal vermogenspunt. Bij de meeste moderne panelen ligt dit maximale vermogenspunt bij 17V en het rendement bij 25oC schommelt tussen de 17 en 22%. Bij instraling door de zon wordt het paneel warm. De positieve en negatieve ladingsdragers in de junctie van het paneel kunnen zich dan niet meer zo goed scheiden en de opbrengst van het paneel neemt af. Het rendement daalt met 1% per 1oC. Een zonnepaneel is bij een instraling van 1000W/m2 al snel tot 30 - 35oC verwarmd en het rendement kan zo met 10% afnemen en uitkomen op 7 tot 12%. Hierdoor is de opbrengst in koudere streken vaak niet beduidend minder dan dichter bij de evenaar.
Tussen de keerkringen is het ingestraalde vermogen hoger. Er worden waarden opgegeven van 2000 - 3000W/m2. De instralingduur is hier nooit minder dan 12 uur. Door het hoge ingestraalde vermogen worden de zonnepanelen al snel warm en neemt hun rendement sterk af. Een zonnepaneel bij 50oC levert geen noemenswaardig vermogen meer aan de verbruikers. Ondanks de veel gunstiger condities in die streken, is de 'over all' vermogensafgifte niet beduidend beter. Koeling van de achterkant van het paneel levert een vergroting van het afgegeven vermogen op.
Over het geheel is het richten van de zonnepanelen de enige variabele die goed te beïnvloeden is en die de grootste invloed heeft op de 24 uurs opbrengst van de installatie.

Geheel geladen serviceaccu's zijn geruststellend, maar dit is schijn indien men de serviceaccu toch met walstroom of met zonnepanelen tot 100% van de capaciteit kan laden. Afvaren uit een haven met walstroom gebeurt dan met een 'afgeladen' serviceaccu en zonder walstroom zorgen de zonnepanelen voor het 'afladen' van de serviceaccu.

De zonnepanelen moeten zo worden gedimensioneerd, dat in 12 uur instralingtijd het 24 uurs verbruik wordt opgewekt. Een deel daarvan zal direct worden verbruikt en het surplus zal worden opgeslagen in de serviceaccu.
In noodgevallen moeten de zonnepanelen in elk geval het 24 uurs verbruik van de navigatieverlichting en van de communicatie apparatuur kunnen opwekken. Het vermogen hiervan zou geleverd moeten worden door de 'zeevaste' zonnepanelen of de sleepgenerator dan wel de alternator van de motor. De combinatie van deze energiebronnen zorgt voor redundantie in de opwekking van energie in noodsituaties.
De inzet van de hulp energie bronnen levert bij slechte condities voor het opwekken van zonne-elektriciteit de redundantie voor een geheel geladen serviceaccu.

Dimensioneren van de hulpenergiebronnen

Zonnepaneel op kajuitluik garage

Bij 60Wp geïnstalleerd vermogen levert dit zonnepaneel de energie voor de navigatieverlichting en de navigatie/communicatie apparatuur bij goede condities. Bij slechte condities (regen, bewolking, ongunstige zon instraling) levert dit paneel de aanvulling op de 2 panelen aan de reling tot de nominaal waarde.
Dit paneel (deze panelen) wordt zeevast gemonteerd en de montage ervan is zodanig dat dit paneel niet door golven van boord kan worden geslagen. Het richten op een optimale zoninstraling wordt bij dit paneel opgeofferd aan een zeevaste bevestiging en het is waarschijnlijk gunstiger 2 panelen van het halve vermogen te gebruiken, die elk naar respectievelijk stuurboord en bakboord op 20o afschot liggen om regen en zeewater snel af te laten lopen.

Alternator van de motor

Deze kan ruim voorzien in de vraag naar energie in noodsituaties. (840W geleverd vermogen)

Sleepgenerator (ook hydrogenerator genoemd)

Een sleepgenerator met een vermogens afgifte van 30 tot 60W is voldoende om in noodsituaties de energie op te wekken voor de opgegeven apparatuur. De eenvoudigste sleepgenerator levert bij 3knts al 100W en zou hier voldoen.
De Dufour heeft een saildrive. Deze zou als hydrogenerator kunnen werken. Het plaatsen van een schroefasgenerator op deze saildrive, die mechanisch kan worden afgekoppeld, is bij dit systeem gecompliceerd en vraagt een grote investering. Van een schroefasgenerator wordt daarom afgezien.

Monitoring van de lading van een 12,8V LiYFePO4 accu

tumblr myv48purQA1qa2swjo1 500Figuur 4: Laad/ontlaad curve LiYFePO4 cel.

De nieuwe serviceaccu wordt samengesteld uit 4 240Ah cellen in serie.
In de laad-ontlaad curve van 1 cel geldt 3,5V als de maximale spanning van een geladen cel. De minimale spanning is 3,3V. De spanningsmonitor voor de bruikbare lading moet bij 13,2V 'leeg' aangeven en bij 14V 'vol'. Dit is het spanningsbereik van de accu als er niet wordt geladen (groene gebied).
Bij het laden kan de spanning van een 'volle' cel tot 4V oplopen en de monitor zal bij laden van een volle accu 16V aangeven. Bij deze spanning moet het 'battery management system' ingrijpen en de stroom naar de cel omleiden (gele gebied rechts).
Bij 12,2V is de cel 'leeg', maar kan zonder veel problemen weer worden geladen. Bij 240Ah cellen mag dit plaatsvinden met 720A tot de spanning van 14V is bereikt, daarna mag verder worden geladen met 240A tot 14,8V is bereikt en met 10A tot 16V is bereikt. Het is onwaarschijnlijk dat één van de gebruikte laadvoorzieningen of dat deze tezamen de 240A halen en het halen van een laadstroom van 720A is uitgesloten.
De minimale spanning waarbij herstel van de cel nog mogelijk is, bedraagt 2,8V, voor de hele accu is dat 11,8V. Bij het dalen van de spanning onder de 11,8V moeten de cellen opnieuw worden 'geformeerd' om weer de nominale ladingscapaciteit te bereiken.
Bij het gebruik van een battery management system bestaande uit 'balancers' over de individuele cel, zal bij 4V celspanning, de stroom om de cel heen worden geleid en de spanning van de cel niet verder toenemen.
Bij een celspanning tussen de 2,8V en 3,25V is er een grillig verloop van de laadspanning en daarmee de laadstroom. Een stroombron van 24A voor 240Ah cellen, is hier de beste vorm van laden. In deze ladingsvorm is hier niet voorzien, zei het dat de mogelijke spanningsvariatie door de balancers tot 4V beperkt blijft en de totaal op te wekken maximale stroom door de zonnepanelen 24A bedraagt. Het opladen van een geheel ontladen serviceaccu door de zonnepanelen heeft het karakter van een stroombron lading en werkt als het formeren van de cellen. Een geheel ontladen serviceaccu, waarbij de spanning onder de 11,8V is gekomen, wordt daarmee het veiligst opgeladen door de zonnepanelen, waarbij de lange levensduur behouden blijft.
De alternator van de motor levert maximaal 60A en is daarmee niet de energiebron om een geheel ontladen service accu op te laden. Vanaf een spanning van hoger dan 11,8V kan de accu goed via de alternator worden opgeladen. Eventuele spanningsverschillen van de cellen onderling worden dan door de balancers beperkt en de cellen worden gelijkmatig geladen en zullen per cel een gelijke lading hebben.

Samenvattend:
Zonne-energie is de factor die de service accu vult. Het monitoren van de hoeveelheid opgeslagen energie vindt het beste plaats iets voor zonsondergang op het moment dat de bijdrage van de zonnepanelen ophoudt. De hierna aangegeven waarden gelden voor een LiYFePO4 accubatterij van 4 cellen in serie zonder dat deze wordt opgeladen.

  • Bij een spanning van 15,8V is er 3 dagen vol verbruik van de serviceaccu beschikbaar.

  • Bij een spanning van 14V is er 2 dagen vol verbruik van de serviceaccu beschikbaar.

  • Bij een spanning van 13,5V is er in de service accu voldoende lading om de nacht en de volgende dag door te komen.

  • een spanning van 13,2V is het gebruik voor de nacht verzekerd, maar moeten voor de volgende dag de noodenergiebronnen ingezet worden.

  • Bij een spanning van 12V moet verbruiksreductie worden toegepast en de motor worden gestart om de service accu bij te laden tot de 13,2V weer is bereikt.

  • Bij een spanning van minder dan 12V moet verbruiksreductie worden toegepast en is het beter om bijvoorbeeld een eventuele sleepgenerator in te zetten om de service accu langzaam bij te laden tot 13,2V (eventueel in combinatie met de zonnepanelen).

Scenario's in noodsituaties

Nu volgen een aantal scenario's die kunnen optreden tijdens gebruik. Dit zijn allemaal situaties waarbij de boot langere tijd op zee onderweg is, zonder de mogelijkheid om binnen enkele dagen een haven aan te lopen waar walstroom beschikbaar is. Deze scenario's geven de mogelijkheid om het uitgedachte geheel aan oplading en verbruik te testen.

Scenario bij langdurige windstilte

Dit is geen noodsituatie, windstilte beïnvloedt de opbrengst van de zonnepanelen niet.

Scenario bij onvoldoende opbrengst van de zonnepanelen om de service accu 'vol' te houden

Na 6 dagen onderweg te zijn volgt er een weersomslag en er volgen 3 dagen met regenachtig weer en nauwelijks zonneschijn om de accu 'bij' te laden. De opbrengst van de zonnepanelen loopt terug naar 40Ah per dag. Bij een verbruik van 130Ah per dag vraagt dit 90Ah per dag uit de serviceaccu. Bij een 300Ah accu is dit 3 dagen vol te houden.
Verbruiksreductie: door de koeling en de stuurautomaat uit te zetten, is dit eindeloos vol te houden, de zonnepanelen leveren dan alle energie die nodig is en de service accu wordt overdag geladen en na zonsondergang ontladen.
Watermaker uitzetten, regenwater opvangen en dit gebruiken (dit kan veilig gebeuren, regenwater op zee is bijna steriel en bevat zeker geen pathogene m.o.).
Mogelijke back up systemen voor extra energie bij dit scenario:

  • Gedurende de nacht de motor laten meelopen.

  • Bij 'wind in de zeilen', sleepgenerator inzetten.

Scenario bij 3 windstille dagen met alleen maar regen

Door slecht weer (regen) bij windstilte loopt de opbrengst van de zonnepanelen terug naar 10% van de totale Wp waarde. Een sleepgenerator kan niet worden ingezet omdat er geen vaart wordt gemaakt.
Verbruiksreductie: door de koeling en de stuurautomaat uit te zetten, is er reductie van energieverbruik, de zonnepanelen leveren wel wat energie maar de service accu wordt overdag en na zonsondergang ontladen.
Watermaker uitzetten, regenwater opvangen en dit gebruiken (dit kan veilig gebeuren, regenwater op zee is bijna steriel en bevat zeker geen pathogene m.o.).
Mogelijke back up systemen voor extra energie bij dit scenario:

  • Gedurende de nacht de motor laten meelopen.

Scenario bij het binnen moeten halen van alle zonnepanelen vanwege storm

Er kondigt zich een stormfront aan en de wind zal boven 6 bft komen. Bij dergelijke hoge windsnelheden is de bevestiging van de zonnepanelen niet meer toereikend om deze in positie te houden. Zij moeten van de reling worden gehaald.
Verbruiksreductie: afschakelen van koeling en stuurautomaat.
Zonder verbruiksreductie is dit 2 dagen vol te houden bij een accu van 300Ah, met verbruiksreductie is dit 4 dagen vol te houden. Bij inzet van de sleepgenerator is verbruiksreductie niet waarschijnlijk nodig.
Mogelijke back up systemen voor extra energie bij dit scenario:

  • De motor laten meelopen (is erg waarschijnlijk omdat motorvaren koersvastheid geeft in een storm).

  • Bij 'stormzeil garderobe', sleepgenerator inzetten.

Scenario bij het verlies van alle zonnepanelen in een storm

In een plotseling opkomende storm rukt een stormvlaag van meer dan 110km/h alle zonnepanelen van de reling en deze gaan verloren.
Verbruiksreductie: afschakelen van koeling en stuurautomaat.
Zonder verbruiksreductie is dit 2 dagen vol te houden bij een accu van 300Ah, met verbruiksreductie is dit 4 dagen vol te houden.
Mogelijke back up systemen voor extra energie bij dit scenario:

  • De motor laten meelopen (is erg waarschijnlijk omdat motorvaren koersvastheid geeft in een storm).

  • Bij 'stormzeil garderobe', sleepgenerator inzetten.

'Bold faced text' bij uitval of terugloop van de energieopwekking volgens voornoemde scenario's

Bij storm of extreme zeegang
Men is genoodzaakt de zonnepanelen op de reling 'binnen' te halen, of de zonnepanelen op de reling zijn verloren gegaan.

  • Zet de sleepgenerator uit (indien aanwezig)

  • Schakel de watermaker uit.

  • Schakel de koelkast uit. (deze zal nog 24 uur koel blijven indien deze niet vaak wordt geopend. Maak de meest bederfelijke waar het eerst op)

  • Schakel de stuur automaat uit en neem het roer over.

  • Beperk het gebruik van alle elektrische apparaten.

De zeevaste panelen op de kajuitluik garage leveren minimaal de energie voor de communicatie apparatuur.

Monitor de spanning van de serviceaccu, bij een spanning >13V heeft de serviceaccu voldoende lading voor de navigatieverlichting bij nacht en het laten functioneren van de communicatie apparatuur voor de duur van 12 uur.

De monitor voor de service accu geeft aan het einde van de middag een spanning van <14V aan.
Er is onvoldoende energie opgewekt om in het dagelijks verbruik te voorzien.

  • Zet de sleepgenerator uit (indien aanwezig)

  • Schakel de watermaker uit.

  • Schakel de koelkast uit. (deze zal nog 24 uur koel blijven indien deze niet vaak wordt geopend. Maak de meest bederfelijke waar het eerst op)

  • Schakel de stuur automaat uit en neem het roer over.

  • Beperk het gebruik van alle elektrische apparaten.

De zeevaste panelen op de kajuitluik garage leveren minimaal de energie voor de communicatie apparatuur.

Monitor de spanning van de serviceaccu, zolang de spanning boven de 13V is, heeft de serviceaccu voldoende lading voor de navigatieverlichting bij nacht en het laten functioneren van de communicatie apparatuur voor de duur van 12 uur.
Bij het bereiken van 15V kunnen de uitgeschakelde apparaten één voor één weer worden ingeschakeld.

Back up systemen

Extra zonnepaneel

Indien er een extra zonnepaneel of een reserve zonnepaneel beschikbaar is voor de twee 100Wp zonnepanelen aan de reling komt er een interessante optie bij, gezien bovenstaande scenario's. Bevestiging van een kleiner zonnepaneel (ongeveer 50-60Wp) op het garageluik voor de traveler geeft extra vermogen voor opwekking op een zeevaste plek. Een eventueel tekort in lading onder zeil wordt hiermee flink verkleind en het risico op totaalverlies van alle opwekkende capaciteit wordt tegen gegaan.

Sleepgenerator

Een sleepgenerator is een makkelijk in te zetten extra energiebron. Deze kan de functie overnemen van een windmolen, maar werkt beter dan een windmolen. Het voordeel is dat bij varen op de zeilen de sleepgenerator ook 's nachts als de zonnepanelen niets leveren, de accu bijladen of de ontlading vertragen. Redt je het op de zonnepanelen, dan haal je de sleepgenerator binnenboord en bergt deze ergens op. (bv overdag of als je op de motor vaart) Het overladen van de accu is dan nooit aan de orde (Het 'Ecolution' probleem).
Bij het ankeren in een getijdenstroom kan de sleep generator ook energie opwekken indien de boot voor anker ligt.

Windmolen

Een windmolen vergt een relatief grote investering voor weinig rendement. Daarnaast worden dan ronddraaiende onderdelen toegevoegd boven de kuip wat gevaarlijk en dus onwenselijk is. De constructie van een windmolen op een boot verhoogt het metacentrum van de krachten. Dit gaat ten koste van de stabiliteit en om deze redenen wordt van deze optie afgezien.

Alternator van de motor

Wanneer uitgegaan wordt van onvoldoende opbrengst van de zonnepanelen en windstilte, kan de alternator van de motor, wanneer de accucapaciteit minder dan 30% is, deze weer opladen tot 90%. Uitgaande van een accucapaciteit van 240Ah geeft dit dan min of meer 220Ah aan beschikbare capaciteit. Zonder verbruiksreductie is dit vol te houden tot de dieselbrandstof op is, en met gebruiksreductie wordt dit ruim 3 dagen na het opraken van de dieselbrandstof. Overigens kan hierbij de motor op elk gewenst moment de beschikbare lading weer naar 220Ah brengen, waarmee de benodigde capaciteit voor een dag onder zeil weer ruimschoots beschikbaar is.

Conclusie

Upgraden naar een Li-ion service accu met een capaciteit van 240-300Ah, waarbij de alternator van de motor via een diodebrug de startaccu oplaadt en daarnaast tot 50% de Li-ion accu, is de optie waarvoor gekozen wordt in de eindfase Dit wordt dan gecombineerd met een opwekkend vermogen van 200-250Wp aan zonnepanelen dat rechtstreeks de Li-ion accu oplaadt. Een adequaat batterij monitor systeem om overladen van de Li-ion accu tegen te gaan is hierbij onontbeerlijk.

Elke extra nood energiebron moet minimaal het vermogen kunnen leveren voor het 24 uurs verbruik van de navigatieverlichting en de noodzakelijke communicatie apparatuur. De inzet van meerdere nood energiebronnen levert dan weer een surplus op om de service accu te laden.

De noodzonnepanelen op de garage van het kajuitluik worden zeevast gemonteerd en zullen een permanente noodenergievoorziening vormen, die doorgaans de walstroomvoorziening overbodig maakt. De zonnepanelen op de reling en de sleepgenerator zullen worden toegevoegd voor lange reizen. Voor recreatie en reizen met een geplande duur van minder dan 3 dagen, is de noodenergievoorziening in de vorm van de alternator op de motor voldoende.

Aanbeveling

Overweeg de aanschaf van een sleepgenerator met een vermogen van 60W bij 3 knts.

Login om te antwoorden
   
   
   
   
© Zeilersforum.nl