Om de keuze te maken tussen een AC of DC generator had ik in eerste instantie een aantal aspecten beschreven, maar om een beter beredeneerde keuze te maken vond ik het noodzakelijk eerst een aantal uitgangspunten te beschrijven. Nu ga ik dieper in op de keuze tussen de AC of DC generator, vooral in combinatie met een zonnepaneel, omdat we hebben vastgesteld dat we zo ‘groen’ mogelijk met stroom om willen gaan.
We gaan dus uit van het gebruik van zonnepanelen, waarbij de opgewekte energie direct wordt geleverd aan de accu’s. Echter een zonnepaneel in combinatie met een DC generator of een 2e dynamo of allebei geeft het probleem dat er 2 of 3 bronnen zijn die tegelijkertijd de accu’s van stroom voorzien. Het zou zelfs nog kunnen dat je als 4e bron een 24 V windgenerator op het geheel wilt aansluiten om maximaal ‘groen’ te zijn. Hoe kun je het zo regelen dat de accu niet dik wordt overladen? Je hebt dan wel een hele slimme regelaar nodig.
Meerdere DC bronnen
Slimme laadregelaar
We kwamen eerder tot de conclusie dat gebruik van 2, 3 of 4 DC bronnen om de accu’s te laden en op peil te houden, een slimme laadregelaar noodzakelijk maken. Deze slimme laadregelaar moet in staat zijn om eventueel een bron af of uit te schakelen en/of te veel stroom af te leiden of om te zetten naar een ‘dump load’, meestal in de vorm van warmte. Na wat zoeken op het internet kom ik wel een aantal laadregelaars tegen die bijvoorbeeld een zonnepaneel combineren met een wind- of hydrogenerator. Maar een controller voor een zonnepaneel in combinatie met een DC generator heb ik niet gevonden en al helemaal geen controller die 3 of 4 bronnen op elkaar afstemt.
De fabrikant van de Leading Edge windgeneratoren geeft een voorbeeld waarbij de windgenerator rechtstreeks de accu oplaad en er een Xantrex C45 afleid (diversion) controller wordt gebruikt om bij overload het teveel aan stroom om te zetten in warmte.
Zonnepaneel en windgenerator met diversion controller
DC generator efficiënter dan AC generator
Als ik google op ‘DC generator’ kom ik naast de al eens genoemde Whisperpower, maar weinig andere merken tegen. Wel claimt bijvoorbeeld www.pmgenerators.com ook weer dat een DC generator minder draaiende delen heeft, compacter is, het brandstofverbruik lager is en de efficiency oploopt tot over de 93 %. Meer dan genoeg reden om bij voorkeur voor een DC generator te gaan. In onderstaande berekening wordt dit ook grotendeels onderbouwd.
We zagen in het vorig bericht dat er gemiddeld ca. 10 kWh per dag wordt verbruikt op de Xanthiona. ga je die 10 kWh alleen uit de accu halen, dan moet dat er ook ooit weer in. Je hoeveelheid zonnepanelen of het vermogen van de generator gebaseerd op het aantal draaiuren moet daar op zijn afgestemd.
Ik zie heel misschien kans om 5 zonnepanelen van 330 Wp ergens aan boord te plaatsen. Met een maximale opbrengst van ca. 12 % per dag op gunstige dagen, heb je dan 5 x 330 x 0.12 =198 Wp, gedurende ca. 10 uren zon. Als er wordt geladen met ca. 30 V, dan wordt de accu door het zonnepaneel met slechts 198 x 10 : 30 = 66 Ah bijgeladen. Niet genoeg om de verbruikte 10.000 : 24 = 416 Ah weer volledig aan te vullen. De rest moet door de walstroom of de generator worden bijgeladen.
De accu moet dus nog met 416 – 66 = 350 Ah worden aangevuld. Met een DC generator die 150 A kan leveren, zal deze 350 : 150 = 2 uur en 20 minuten moeten draaien. Als je in plaats daarvan met een 8 kW AC generator die via de huidige Quattro 5000 (max laden met 120 A), de accu bijlaadt, dan duurt het 350 : 120 = 2 uur en 55 minuten. Dit is niet efficient, omdat de generator 35 minuten langer draait en de generator er 8000 W : 30 V = 266 A beschikbaar maakt terwijl het maximaal laadvermogen van de Quattro 120 A blijft. 146 A ‘verdampt’ dus. De AC generator is dus niet efficient t.o.v. de DC generator.
Ook Reinout Vader van Victron Energy schrijft in zijn boek ‘Altijd stroom’: “DC generatoren zijn kleiner en lichter en hebben een hoger rendement dan AC-generatoren. Bovendien kan het motortoerental op de stroombehoefte worden afgestemd, zodat het rendement hoog blijft, zelfs bij lage belasting”.
Vervang je de Quattro 5000 door een 8000 die met 200 A kan laden, dan wordt de laadtijd gereduceerd voor de AC generator tot 1 en ¾ uur, een winst van 70 minuten minder diesel verstoken. Echter er ‘verdampt’ nog steeds 266 – 200 = 66 A. Ik weet niet of laden met 200 A wel zo goed is voor de accu’s. We weten immers dat er wordt voorgeschreven om tussen de 10 en 20 % van de accucapaciteit (980 Ah) te laden. Tot nu toe laad ik met 10 % = ca. 100 A. De informatie die ik er over gelezen heb en mijn gevoel zegt mij dat met 150 A laden beter is dan de max 200 A. In dat geval is de laadtijd (2 uur 30 min) van de AC generator bijna gelijk aan de DC generator, maar verdampt er nog steeds 266 – 150 = 116 A. Een zware AC generator blijft dus minder efficiënt
Daarentegen kom ik op het internet bij de ‘off grid’ situaties altijd een AC generator tegen als back-up. In dat geval is het voordeel dat er een minder complexe laadregelaar nodig is aan de DC kant.
Zie deel 2 voor vervolg
Xanthiona 