Stroom

De Theorie in het kort

Accu’s leveren Gelijkstroom (DC). Het stopcontact op de wal Wisselstroom (AC). Aan boord gebruik ik beiden. Ik ben namelijk gek op een kopje koffie, een eigen gebakken brood, heb een laptop, magnetron enzovoort. Vrijwel alle boot apparatuur werkt op gelijkstroom.  Er zijn een paar handige formules :

1. Voor het uitrekenen van vermogen naar stroomsterkte of andersom, hierbij de formule
Ampère = Watt / (Volt * cos
φ)            of              Watt = Volt * Ampère * cos φ. 
Cosinus phi heeft uiteindelijk te maken met rendementsverlies en speelt bij o.a. elektrische spoelen in transformators, generatoren, motoren. Gemakshalve word cos φ vaak op één gesteld.

2. Voor het uitreken van minimale dikte in mm² van een ader van een kabel
q = (0.035 * (100-% demping) * Lengte * Watt ) /  (% demping * Volt
²)

Voor het gemak heb ik de formules en een uitleg over cosinus phi ook maar even in de stroombalans spreadsheet gezet.

Verbruik

In het blad Zeilen, april 2006, is een aardig normen kader afgegeven voor het gebruik van een bepaald type zeiljacht. Om dit goed uit te zoeken heb ik een nieuwe spreadsheet opgezet met veel apparatuur in een referentie tabel en daarna een balans gemaakt.  In mijn optiek is het heel simpel, voor een ‘blue water cruiser’ zijn er twee grootverbruikers namelijk de autopilot en de koeling. Tezamen gebruiken die 200 tot 250 Ah per dag. De rest van de apparatuur nog een keer 150 tot 250 Ah per dag. Tot dat je elektrisch gaat koken ….. Met een twee pits inductie kookplaat en een broodbak machine ben je nog eens 100 Ah extra kwijt. Dat is tezamen 500 tot 600 Ah en dit is veel.

Opwekking

500 tot 600 Ah stroomverbruik. Dermate veel dat het bijna niet meer met de ‘conventionele’ middelen op te brengen is. 3 grote zonnepanelen leveren maar 110 Ah op, een windgenerator nog eens 160 Ah, 2 dynamo’s op de motor en dagelijks minimaal 2,5 uur draaien en dan is de balans rond. De vraag is “Wil je minimaal 2,5 uur per dag motoren omdat je anders onvoldoende elektriciteit hebt?”

De generator als oplossing

En mijn idee is ook om geen windgenerator te nemen. Vrijwel iedereen heeft een verhaal of de herrie en de trillingen. Daarmee wordt mijn stroombalans nog ingewikkelder. En dus doet de generator zijn intrede. Over een dergelijk apparaat zijn ook nog een paar opmerkingen te maken. -1- Je moet de ruimte hebben om er één kwijt te kunnen. -2- Je komt in het laagste vermogensegment uit, dat wil zeggen een 1 cilinder diesel, niet zo betrouwbaar als hun grotere broertjes, -3- het kost extra diesel, tankcapaciteit  wordt een ontwerp issue, -4- er loopt een discussie tussen MasterVolt en Victron over een AC versus DC opwekkers.

Optimalisatie

Ik ga drie aanpassingen doen.  Ten eerste uitzoeken of je met een 12 of 24 volt basissysteem moet werken. Ik zie de lezer zijn (haar?) wenkbrauwen fronsen. 24 Volt ??? Nog even de formule er bij, W = V*A, en dan wordt het misschien duidelijk. Als je veel vermogen nodig hebt (1000 W, 230 Volt) voor een waterkoker, broodmachine etc dan moet er bij 12 Volt toch 83 Ampère door een draadje. Dat is veel en geeft veel warmte, verlies etc. Denk nog maar eens aan de huis-tuin-keuken zekeringen die 16 Ampère zijn. Bij 24 Volt is dat nog maar 40 Ampère. Veel hoge vermogensapparaten zoals een ankerlier draaien ‘standaard’ op 24 Volt. Noot mei 2009: Alleen als je een oud schip koopt en een echte restauratie uitvoert is het zinvol om 24 Volt aan te leggen. Anders is overal 12 Volt de standaard.

Ten tweede het DC concept toepassen. Dat is kortweg de filosofie waarbij alle gebruikte energie uit de accu’s komt. Omvorming vindt plaats tussen accubank en apparaat c.q. het te installeren 220 volt AC-subnet. De generator levert dus gelijkstroom (DC) in plaats van AC. Hiermee kan gekozen worden voor een 2 cylinder 5 tot 6 KW generator die een hogere bedrijfszekerheid hebben en minder toeren maken.

De derde aanpassing is aan de gebruikskant. Waterkoeling voor de ijskast en freezer levert 50% rendement op en laat het dagelijkse gebruik dalen van ruim 110 Ah naar 56 Ah per dag. Interieur verlichting op basis van halogeen (levert in absolute getallen nauwelijks iets op).

Conclusie en oplossing

Na wat aanscherpen en optimaliseren kom ik tot 400 tot 500 Ah per dag aan gebruik. De enige manier om daar nog wat vanaf te halen is ~ 110 Ah aan ‘comfort’ apparaten in de kookomgeving schrappen. Dat betekent dan automatisch koken op Diesel voor de Impression 434. Een keuze die ik nu nog niet bereid ben te maken. Dus ….

De basis wordt een diesel aggregaat, die DC opwekt, aan accu capaciteit is 800 - 1000 Ah nodig in een 24 volt opstelling. Als achtervang een extra grote 130 Ah alternator op de motor. Voor wat borging en mogelijk veel minder motoren een aantal zonnepanelen die gemiddeld 100 Ah per dag kunnen leveren. Op basis van de stroombalans kan ik nu een ontwerp maken en aan de slag met prijzen.

Accu’s en de capaciteit

Voor de lezer op zoek naar de details kan ik het boekje van Reinout Vader van Victron aanraden.  Ik ga hier meteen naar de conclusies:

· Start en Service accu’s dienen verschillend behandeld te worden. Een startaccu zal vaak maar zeer beperkt ontladen worden en is daarom al gauw overladen. Een te hoge laadspanning laat een accu ‘gassen’. Een gesloten, ‘onderhoudsvrije’ accu verdampt toch en verouderd daarom te snel (2,5 jaar). Twee maatregelen, begrenzen van de laadspanning en een juiste type accu, een natte, kiezen;

· Service accu’s zijn het hart van elektriciteit aan boord. Geschikte type accu’s zijn AGM ook wel Gel accu’s genoemd. De prijs-prestatie verhouding is gunstig. Dit type accu is een middenmoter.

· Vuistregels voor capaciteit: “3 * de verwachtte ontlading in de generator vrije periode” of  “aantal laadcycli (= meestal 2) * de dagelijkse ontlading”

 

Eddie Smit

Varen, varen over de zee !

Zeilen

De ideale Boot

Besturing en Navigatie

Stroom

Elan Impression 434

Informatie

Eddie's Blog

Eddie's Homepage

Familie Homepage

Logo Zeilen, vertrekkers site
Loading