Archief voor Categorie Electrisch

Mogelijke vereenvoudiging van elektrisch systeem motorjacht Xanthiona

Recentelijk heb ik me verdiept in de mogelijkheden van de Victron Venus GX. Dit is een communicatiemodule van Victron die in principe (een deel van) de Victron apparatuur met elkaar verbind en zorgt voor de onderlinge communicatie tussen de apparatuur, zie Victron, Venus GX. De GX module kan met het internet worden verbonden via wifi of met een ethernet kabel worden aangesloten op een bestaande router.  Via het Victron Remote Management (VRM) portal of de VRM app is het dan mogelijk omtoestand van de op de Venus GX aangesloten apparatuur op afstand te monitoren of zelfs instellngen te wijzigen.

Victron Venus GX

Deze GX module is er in een aantal versies, waaronder 1 met een display, de Color Control GX, en 1 zonder display, de Venus X. Zie voor de overige versies de Victron GX versies. De functionaliteit van de modules zijn grotendeels identiek, ze maken allen gebruik van het Venus OS. Ik overweeg de Venus GX te installeren. Dan kunnen de huidige Victron BMV700 accumonitor en de Victron Quattro 24/5000 met de Venus GX worden verbonden. Met een VE-Can-NMEA2000 kabel kan de GX module ook worden aangesloten op een NMEA2000 netwerk.

Op dit moment is een firmware upgrade (beta 2.40x) van de GX module in ontwikkeling bij Victron, waarmee dan de gegevens van de accumonitor en de inverter/chargers worden gepubliceerd op het NMEA2000 netwerk. Zodra deze firmware gereed is en is geinstalleerd in de GX module is het niet meer nodig een VE-Direct-NMEA2000 interface voor de BMV700/702 in het systeem op te nemen. Ook de VE-Bus-NMEA2000 interface voor de gegevens van de Multiplus/Quattro kan dan worden verwijderd. Hiermee wordt het totale elektrische/NMEA2000 systeem vereenvoudigd. Of ook de MK2/MK2 interface uit het systeem gehaald kan worden is mij nog niet duidelijk. Op de Victron website lees ik dat de MK2/MK3 wordt gebruikt voor allerlei specifieke doeleinden en instellingen van de Multiplus/Quattro en ik verwacht dat dat zo blijft.

Met het opnemen van een Venus GX in het elektrisch systeem is de mogelijkheid van remote monitoring vergelijkbaar als met de Seasmart module die ik nu gebruik, zie mijn serie van artikelen over:  remote monitoring met SeaSmart.

Of de GX module alle NMEA2000 berichten (PGNs) kan versturen is mij nog niet duidelijk. Wel kunnen op de GX ook een aantal tankzenders worden aangesloten, dus ik verwacht dat die informatie (PGN127505) ook op het NMEA2000 netwerk wordt gepubliceerd door de GX. Voor mij krijgt de GX dan dezelfde functionaliteit als de Seasmart, omdat ik op afstand alleen de status van de walstroom, de stand van de tanks en de laadtoestand van de service-accu wil zien.

Voorlopig nog even afwachten totdat Victron klaar is met de firmware update.

Nog even geduld

 

Een reactie plaatsen

Nu minder kabels en meer internet op motorjacht Xanthiona

Compacte en bijzondere Teltonika RUT950 router

Nu ons motorjacht Xanthiona weer in de Jachthaven van Strand Horst ligt, gebruiken we de wifi van de haven weer voor onze internet verbinding aan boord. Helaas is de ontvangst van de wifi van de haven niet zo sterk op de Xanthiona. Reden daarvoor is dat de Teltonika RUT950 router in een kast hangt en de op de router gemonteerde antennes dus slechte ontvangst hebben. Met de smartphone of de iPad kun je buiten de router om rechtstreeks contact maken met het wifi van de jachthaven, maar ook dan is het signaal niet altijd even sterk. Met name in de achterslaapkamer is de ontvangst erg slecht. Dit is logisch, de achterslaapkamer is op de deur en de raampjes na, geheel omgeven door staal. Je bent daar in een kooi van Faraday, die bijna alle radiosignalen afschermt.

TP-Link EAP110 Omada repeater

Om het probleem van de slechte wifi in de achterslaapkamer op te lossen heb ik daar een tijdje geleden een TP-link (Omada) repeater geinstalleerd. Deze hangt met ethernet kabel aan de router en in principe heb je zo op 3 meter afstand van de repeater een mega ontvangst van het wifi signaal. Echter als het binnenkomende wifi signaal op de router slecht is, is het op de wifi repeater ook slecht. Tijd dus om de ontvangst van de router te verbeteren.

De Teltonika RUT950 is een erg slimme router. Naast wifi, kun je er 2 simkaarten voor een 4G verbinding in plaatsen en als het wifi signaal weg valt, kun je het zo instellen dat 1 simkaart automatisch overschakelt naar 4G, valt die ook uit, dan kun je automatisch overschakelen naar simkaart 2. Ook kun je instellingen zo maken, dat beide simkaarten om de zoveel tijd checken of de wifi verbinding weer terug is, dit om onnodige kosten over 4G te voorkomen. Vaar je bijvoorbeeld de haven uit en ben je buiten het bereik van de wifi, dan blijft je internet verbinding automatisch in tact, omdat de router overschakelt naar 4G. Vaar je een paar uur later de haven weer in, dan schakelt de router weer over naar wifi.

12 dBi MiMo 4g/LTE antenne

Om maximale 4G ontvangst te hebben tijdens het varen had ik vorig jaar al een 4G MiMo antenne met 12 dBi versterking op de radar beugel gemonteerd. De router maakt gebruik van MiMo (Multiple-Input, Multiple-Output) techniek voor 4G en wifi, waarmee de ontvangst van het 4G en wifi signaal wordt verbeterd. In de praktijk betekent dat 2 x een 4G antenne en 2 x een wifi antenne. De fraaie omni directionele LTE/4G antenne heeft 2 antennes in zich en dus lopen er ook 2 antennekabels van de radarbeugel naar de router in de kast.

Het verbeteren van het wifi signaal dacht ik op te lossen door ook 2 wifi antennes op de radarbeugel te plaatsen voor maximaal ontvangst. Na wat studie op het internet kwam ik er achter dat er ook speciale MiMO wifi antennes zijn. Via Marktplaats dacht ik een goeie slag geslagen te hebben met de Ubiquiti airMax AMO 2G13, een MiMo wifi antenne met 13 dBi versterking. Maar het was geen gezicht, hij was zo mogelijk nog hoger dan de marifoon en AIS antenne en met zijn 7 cm doorsnee leek het op een dikke paal. De dag dat ik hem wilde monteren stond er een stevige wind en bleek het ding ook een flinke windvanger te zijn. Erg stabiel was het ding niet. Uiteraard moet voor de MiMo techniek ook 2 x een wifi antennekabel naar de router lopen.

Ubiquiti airMAX AMO2G13 wifi MiMo antenne: geen gezicht

Een paar weken geleden schreef ik over de steeds maar groeiend aantal kabels dat vanaf de flying bridge moet worden doorgevoerd naar het paneel in de kast in de keuken waar een flinke hoeveelheid apparatuur is gemonteerd. Ik zat dus eigenlijk niet te wachten op nog meer kabels. Bij de zoekslag naar wifi MiMo antennes kwam ik in contact met Johan Habing van Wifiaanboord.nl. Hij stelde een heel andere oplossing voor die me direct aansprak. Wifiaanboord.nl heeft in haar assortiment de QuSpot950 van QuWireless, specifiek voor de RUT950 router. Het unieke is dat de router in de QuSpot wordt gemonteerd en dat er alleen een LAN kabel van de QuSpot/router vanaf de flying bridge naar bijvoorbeeld een switch op het paneel in de keuken loopt. Het signaal verlies op antennekabels is vrij groot, terwijl het verlies over ethernet kabel minimaal is. En in plaats van 4 antennekabels gaat er nu maar 1 ethernet kabel naar het paneel in de keuken. Johan adviseerde wel om sftp kabel cat 6 te gebruiken, deze is ook geschikt voor buiten gebruik.

Fraaie oplossing: QuSpot950

De Quspot is vorige week besteld en inmiddels op de radarbeugel geinstalleerd. De ontvangst van de wifi van de haven is nu een stuk beter. De vrij gekomen ruimte van de router op het panel in de keuken wordt nu ingenomen door een mini Cisco switch. De switch heeft 4 aansluitingen, waarvan 2 al bezet zijn door de ethernet kabel naar de mediaPC en naar de SeaSmart module voor remote monitoring. De wifi repeater heb ik nu verplaatst van de achterslaapkamer naar de gang beneden. De repeater heeft een eigen SSID (naam van access point) en met je smartphone of iPad log je alleen in op de wifi repeater, die in principe altijd verbinding heeft door het automatisch overschakelen naar 4G als de wifi van de haven weg valt. In de achterslaapkamer is het nu iets minder, maar met de deur open valt het mee. De kabel hangt daar nog en ik kan daar altijd nog een 2de repeater op hangen.

Hiermee kom ik dan weer op het probleem dat de switch niet genoeg poorten heeft, bovendien is de switch geen PoE (power over ethernet), waarmee via de ethernetkabel het aangesloten apparaat van stroom wordt voorzien (meestal 12 V). Nu gebruik ik losse PoE adapters van 12 V om de Teltonika RUT950 en de wifi repeater van stroom te voorzien. Op het achterdek en in de motorruimte zijn cameras gemonteerd, die ook gebruik maken van PoE. Totaal dus 4 PoE gebruikers, mogelijk 5 met de 2e repeater. De Cisco switch is geen PoE switch, maar gelukkig wel 12 V. Heel veel PoE switches zijn 230 V of 48-56 V, waarvoor je een 230 V adapter nodig hebt. Veel ruimte is er niet op het paneel en ik wil eigenlijk geen extra 230 V aansluiting maken. Ondertussen heb ik het hele internet afgestruind naar een mini of compacte PoE switch op 12 V, met maximaal 6 of 8 poorten, echter weinig kans. Of ze kosten vele honderden euros, of ze zijn 230 V of gebruiken een 230 V stroomadapter. En de meesten zijn te groot voor het paneel in de keuken. De enige optie lijkt een betaalbare mini PoE switch er bij plaatsen, die dan wel een 230 V stroomadapter heeft en ook die moet ik op het paneel kwijt. Hier ga ik nog even over na sudderen. Eerst eens proberen de camera op het achterdek aan de praat te krijgen.

Het paneel in de keuken met veel apparatuur en doorvoer van kabels

Het wordt krap op het paneel

De QuSpot950 in bedrijf

Een reactie plaatsen

Spook stroom of spook bits op motorjacht Xanthiona

Door wat probleempjes met de stroomvoorziening op ons motorjacht Xanthiona, besloot ik begin dit jaar om een SeaSmart remote monitoring module te installeren om op afstand een aantal belangrijke waardes te kunnen monitoren. Via deze link kun je lezen hoe dat na een aantal pogingen is gelukt. Tot nu toe ben ik zeer tevreden over de mogelijkheden en met name de  Freeboard website van Chetco Digital geeft fraaie mogelijkheden voor het creeëren van een eigen dashboard.

Belangrijke waardes van de Xanthiona op Freeboard

Helaas lukte het niet om onderscheid te maken tussen de waarde van de 230 V walaansluiting en de waarde van de 230 V die uit de Victron Quattro komt. Die laatste waarde kan de 230 V zijn van de walstroom die door de Quattro direct wordt doorgegeven of het kan de 230 V zijn die door de Quattro vanuit de 24 V serviceaccu naar 230 V is omgezet. De NMEA2000 berichten (PGN) die door de Quattro op de NMEA2000 bus worden geplaatst zijn hetzelfde en maken geen onderscheid. Ik zoek nog een mogelijkheid om 1 van de 2 een andere naam te geven, dan kan Freeboard het weergeven.

Vandaag keek ik nog eens vanaf thuis hoe het er voor stond op de Xanthiona en zag een enorme piek in de 230 V stroom en spanning: 40.000 Ampere stroom bij een spanning van ca. 4.000 V. Dit is in principe onmogelijk. Als deze waardes daadwerkelijk door de Victron Quattro gegaan zou zijn dan zou alle apparatuur nu volledig kapot zijn.

Extreem hoge stroom en spanning gemeten op FreeBoard: 40.000 ampere en 4.000 volt

In het begin van het jaar had ik dit ook al een keer (zie onderste grafiek).

Het is volkomen onduidelijk of er een spook stroom door de Quattro gaat of dat er ergens via de software van de Quattro, de SeaSmart module of de Helmsmart website spook bits worden omgezet in deze extreme waardes.

17.664 ampere en 4000 V in maart 2019

Het opvallende is dat het beide keren iets na 16.00 uur gebeurde en dat er beide keren een voltage van 4000 V werd gemeten.

Een reactie plaatsen

Kabels, kabels en nog meer kabels op motorjacht Xanthiona

Bij het begin van de afbouw van ons motorjacht Xanthiona had ik me heilig voorgenomen om de gehele bedrading van de 24 V, de 230 V en voor de apparatuur en instrumenten heel precies en netjes volgens de regels van de kunst aan te leggen. Leidraad waren de ISO standaarden voor de DC stroom ISO 10133 (24 V gelijkspanning) en AC stroom ISO 13297 (230 V wisselspanning). Het 24 V systeem is gebaseerd op het principe van het Czone ‘distirbuted power system’‘, waarbij slechts 1 dikke kabel naar een verdeelpunt (output module) loopt waar dan de lokale stroomverbruikers met korte kabels worden aangesloten. De Czone modules zijn onderling verbonden met een NMEA2000 network en met behulp van een Czone display of Czone software kan men dan digitaal apparatuur aan en uit schakelen. Er zijn 5 output modules geinstalleerd op de volgende locaties: motorruimte (2 x), stuurpositie flying bridge, keukenpaneel en de (nood)stuurpositie in de keuken. Op deze manier van een ‘distributed power system’ voorkomt men dikke kabelbomen en door de eenvoud en overzichtelijkheid van het systeem is storing zoeken eenvoudig. Zie voor wat meer achtergrond o.a. de volgende artikelen op dit weblog: Update elektrische schema’s, Xanthiona nu digitaal bestuurd en Eerste proefvaart na upgrade. Zie ook hieronder de laatste update van het 24 V/NMEA2000/Czone schema.

Laatste update 24 V/NMEA2000 systeem

Voor het 230 V systeem is voor het schakelen van het licht, het aansturen van de centrale verwarming per kamer en voor het openen en sluiten van het raam, een huisautomatiseringssysteem geinstalleerd, gebaseerd op het KNX principe. Met programmeerbare knoppen op een KNX display kan het licht vanaf meerdere plekken worden geschakeld. Een aantal lichten zoals in de hal en de badkamers gaat via bewegingssensoren automatisch aan en na ca. 30 seconden automatisch weer uit. In 1 van de badkamers wordt de warmte-terug-win unit (WTW) door de sensor in stand 3 geschakeld en blijft 20 minuten aan om condens en luchtjes te verwijderen. Zie o.a. de volgende artikelen op dit web-log CV eindelijk aangestuurd via KNX, Ventilatie gekoppeld aan huisautomatisering en Vorderingen aan het elektrisch als je meer wilt weten over het KNX huisautomatiseringssyteem. Zie hieronder de laatste update van het 230 V systeem.

230 V systeem

Al deze electronica en apparatuur wordt verbonden met elkaar via een heel assortiment van kabels. Het spanningsverlies over de totale lengte van een kabel bepaald met name de dikte van de kabels, zoals ik al eens beschreef in dit artikel: Amps, AWG, ISO en koffiedik kijken. De eerder genoemde ISO standaarden beschrijven ook voor een deel de kleur, het type, waar ze  moeten worden geinstalleerd en hoe ze moeten worden afgewerkt. Zo moeten voor de 230 V AC kabels de bekende blauw/bruin en gele-groene aders worden gebruikt en voor 24 V DC alleen rood en zwart. Verder moeten AC en DC minstens 10 cm van elkaar gescheiden zijn en moeten de uiteinden van de kabels voorzien zijn van adereindhulzen. Tot zover de theorie over het georganiseerd en overzichtelijk aanleggen van een elektrisch systeem.

Onder de keuken door: de 230 V kabels in grijze koker 10 cm gescheiden van 24 V kabels in witte kokers

De praktijk is echter weerbarstig en uiteindelijk eindig je toch op bepaalde plekken met een behoorlijke spaghetti aan kabels. Tussen de salon en de keuken is een paneel met redelijk wat apparatuur en logischerwijs dus ook redelijk wat kabels. Bovendien gaan er een aantal kabels van de stuurpositie op de flying bridge via dit paneel naar de motorruimte of naar de stuurpositie in de keuken.

Links op de foto zie je onder de keuken door, de 230 V kabels in de grijze koker die uit de motorruimte komen. Ze zijn keurig 10 cm gescheiden van de 24 V kabels in de witte kokers, die vanaf het keukenpaneel komen. Maar iets daarvoor komt er kabelspaghetti onder het keukenpaneel uit, zoals je op de volgende foto ziet. Het lijkt wat onoverzichtelijk, maar aan de ene kant zijn de kabels vrij goed herkenbaar: de KNX kabels zijn groen, alle stuurstroom kabels zijn grijs, de NMEA2000 backbone kabel zijn ook grijs, maar een geheel ander type, de 24 V kabels zijn rood en zwart en op dit punt lopen geen 230 V kabels. Ook is het einde van de kabels gelabeld of is er een label aangebracht op de elektrische module of apparatuur. Bovendien is alles gedocumenteerd zoals je in de schema’s hier boven ziet. Mocht er een storing zijn, dan zijn de kabels goed te volgen.

Kabel spaghetti van onder het keukenpaneel

Op de volgende foto zie je alle apparatuur op het paneel in de keuken. Door de jaren heen is de hoeveelheid gegroeid en toen ik recentelijk de nieuwe Simrad RS90 black box marifoons wou installeren, moesten er eerst een aantal andere apparaten worden verschoven. Maar nu is het wel zo’n beetje compleet. Ik had de black box ook op een beschermde plek op de flying bridge kunnen installeren, maar vond de plek op het paneel in de keuken toch meer weerbestendig. Met als gevolg nog meer kabels die moeten worden doorgevoerd naar de flying bridge.

Een opsomming van de kabels die van/via het paneel naar de flying bridge lopen:
-24 V voor Czone output module
-2 x NMEA2000 netwerk kabels
-1 x GPS voor tbv AIS zender/ontvanger
-1 x VHF antennekabel tbv AIS zender/ontvanger
-1 x VHF antennekabel tbv marifoon
-1 x externe speakerkabel tbv marifoon
-1 x 7 aderig handsetkabel tbv marifoon
-2 x stuurstroomkabel voor boeg- en hekschroef
-4 x stuurstroomkabel voor op afstand aan en uit zetten van hoofdschakelaars
-1 x 8 aderige kabel voor omzetten analoge signalen van motorpaneel naar digitaal voor NMEA2000
-1 x 8 aderige kabel tbv gas/motorhendel
-1 x kabel voor aansturing TV satellietontvanger
-1 x kabel voor ontvangst van TV satelliet
-1 x reserve coax kabel
-1 x 230 V kabel
-1 x 20 aderige kabel voor het motorpaneel
-2 x hydraulische slangen voor het stuurwiel

Het resultaat van het doorvoeren van al deze kabels naar de flying bridge zie je op de laatste foto. Lijkt ook wel wat op spaghetti, met dien verstande dat dit volledig uit het zicht is en dat sommige kabels die niet ingekort kunnen worden of waarvoor wat extra lengte is aangehouden, hier onder het instrumentenpaneel is opgebost. Als ik heel veel tijd heb ga ik dit nog wel wat verder fatsoeneren.

Het paneel in de keuken met veel apparatuur en doorvoer van kabels

Rechts boven in de hoek lopen deze kabels van het paneel door naar de flying bridge

De kabels zoals ze vanaf het paneel beneden zijn doorgevoerd naar de flying bridge

1 reactie

Vervolg AC en DC generator – deel 2

In deel 1 van Vervolg AC en DC generator beschreef ik hoe als een DC generator is opgenomen in een systeem van meervoudige DC bronnen, een complexe laadregelaar noodzakelijk is. Ook ben ik in dat artikel ingegaan op de efficiency van een  DC versus een AC generator. In dit deel noem ik nog een aantal nadelen, beschrijf ik een andere oplossing en spreek ik mijn voorkeur uit voor een DC of AC generator.

Toerental
Over het brandstofverbruik van de DC versus de AC generator kan ik wel de fabrikanten van de DC generatoren napraten, die allemaal claimen dat een DC generator tot wel 40 % minder verbruikt, maar daar staat tegenover dat een 1500 toeren AC generator ook weinig verbruikt. De claim dat het toerental van de DC generator is afgestemd op wat er moet worden geleverd, is ook met de zogenaamde AC inverter generatoren achterhaald. Ook dan wordt het toerental afgestemd op het te leveren vermogen. En daarmee is dan het nadeel van het zogenaamde ‘verdampen’ van het extra laadvermogen van een AC generator met continue toerental, ook verdwenen.

Whisperpower M-GV2 DC generator, 1500-2400 tpm, 180 kg

Met het variabel toerental van een DC of AC inverter generator zijn we aangekomen bij het grote nadeel van deze generatoren. Het toenemen en afnemen van het toerental geeft een veel storender geluid en is minder goed te isoleren dan het geluid van een generator met een continue toerental. Een 1500 toeren AC generator zal in de praktijk beter te isoleren zijn en minder storend geluid geven dan een DC generator of AC inverter generator waarbij het toerental wel kan oplopen tot 3600 toeren.

Vergelijken we hier de Whisperpower M-GV2 DC generator van 4 kW met de Whisperpower Piccolo 5 AC inverter generator van 4 kW, dan kijken we naar 1500-2400 toeren voor de eerste en 2400-3600 toeren voor de tweede.

Whisperpower Piccolo 5, 2400-3200 tpm, 68 kg

Denkfout
Het maximale verbruik dat momenteel tijdens een piek is gemeten op de Xanthiona, is 6000 W, gecombineerd 3680 W van de walstroom en 2320 W uit de service accu. Daarom overweeg ik de Quattro 5000 te vervangen door een Quattro 8000 zodat ik ook buiten de haven ‘normaal’ alle 230 V apparatuur kan gebruiken, waarvoor de stroom dan door de Quattro uit de service accu’s wordt gehaald. Accu’s daarna weer zoveel mogelijk bijladen met zonnepanelen en niet met een generator. De generator alleen aan als er te weinig zon is geweest.

We komen nu even op een punt met een ‘denkfout’. Op de Xanthiona heb ik vanaf het begin de lichte gebruikers en de zware gebruikers gesplitst in 2 groepen, elk met een eigen groepenkast. Als er geen walstroom is en geen generator draait, wordt de groep met zware gebruikers door de Quattro afgeschakeld. Dit is om te voorkomen dat de accu’s onnodig worden ontladen. Als ik zoveel mogelijk de verbruikte stroom van de service accu’s wil aanvullen door de zonnepanelen en de generator blijft uit, dan heb ik de zware gebruikers niet beschikbaar. Om dit te veranderen zou ik alsnog de groep met zware gebruikers op dezelfde uitgang van de Quattro als de lichte gebruikers moeten aansluiten, zodat die ook tijdens het varen stroom hebben.

Alternatieve oplossing
Een andere oplossing om slechts 1 Quattro 8000 te installeren, zou zijn om in plaats daarvan naast de huidige Quattro 5000 een tweede Quattro of Multiplus 3000 te installeren. De groep met lichte gebruikers komt dan op de Quattro/Multiplus 3000 en de zware gebruikers op de Quattro 5000. Samen ook weer 8000. Toevallig heb ik nog een Multiplus 3000 voor backup. Dit is dus een optie, maar dan moet er wel een omschakelautomaat tussen de generator en de Multiplus, die detecteert immers niet zelf dat er een generator is aangesloten. De vraag is alleen of de Quattro of Multiplus 3000 zwaar genoeg zijn voor de groep lichte gebruikers. Immers op de groepenkast voor lichte gebruikers heb ik ook het 2-pits inductiekookplaatje (2200 W) aangesloten om al varend toch nog een lichte lunch (soep, gebakken eitje, pannenkoek) te kunnen maken. Als je dan ook nog een kopje koffie wilt (1800 W), dan heeft het apparaat het zwaar. Als ik de kookplaat op de groep met zware gebruikers aansluit dan gaat het waarschijnlijk wel lukken.

Een Quattro/Multiplus 5000 in plaats van een 3000 voor de groep lichte gebruikers zou ook kunnen en geeft iets meer vermogen. Of zelfs een enkelvoudige inverter van 4000-5000 W, de Quattro heeft namelijk al de laadfunctie, dan hoeft het andere apparaat niet ook te laden.

Alterntieve oplossing met ‘gewone’ inverter

Wordt het een AC of DC generator
Op de Xanthiona wil ik dus de 230 V apparatuur gebruiken met stroom vanuit de service accu, die dan vervolgens weer zoveel mogelijk wordt opgeladen door zonnepanelen. Op donkere dagen of dagen met weinig zon wordt er in de haven bijgeladen met walstroom. Buiten de haven met een generator. Mijn initiële en gevoelsmatige voorkeur was een DC generator. Dit was deels gebaseerd op de claims van de fabrikanten dat ze compacter zijn, eenvoudiger qua constructie/techniek, stiller, zuiniger en meer efficiënt zijn.

Er zijn 2 aspecten die me aan het twijfelen brengen. Eerder beschreef ik al de  complexiteit van meerdere DC bronnen die de accu laden, waarbij ik geen ‘slimme’ regelaar heb gevonden die 4 bronnen tegelijkertijd op elkaar kan afstemmen. Daarnaast blijkt in de praktijk, in tegenstelling tot wat de fabrikanten van de DC generatoren claimen, dat in een aantal gevallen een moderne AC generator compacter en lichter is dan een DC generator. Als we kijken naar onderstaande vergelijking van een willekeuring aantal kleine AC en DC generatoren, zien we dat bijvoorbeeld de Whisperpower Piccolo 5 en Fisher Panda 5000i erg compact en licht zijn. Dit zijn dan wel de zogenaamde inverter generator met variabel toerental. Een 1500 continue toeren generator weegt al gauw het dubbele.

Vergelijk AC en DC generator
merk/type AC/DC vermogen
(kw)
toeren
(rpm)
l
(cm)
b
(cm
h
(cm)
gew
(kg)
laad
stroom
Whisperpower Piccolo 5 AC 4 2400-3600 46 45 52 68 133*
Whisperpower M-GV2 DC 4.3 1500-2400 65 54 60 180 150
Fisher Panda 5000i PMS AC 4 2200-2800 60 40 40 82 133*
Fisher Panda AGT-DC 6000 DC 4.8 2400-3200 58 56 64 139 170
Fisher Panda 7.4 PMS AC 6.5 1500 83 52 63 278 216*
Paguro 5000 AC 4 3000 55 32 52 130 133*
Paguro 6500 AC 6 1500 77 46 62 170 200*
Westerbeke 5.0 EDC AC 5 1500 83 54 57 204 166*
* = theoretisch beschikbare laadstroom, laadstroom van Multiplus of Quattro is bepalend

In het bovenstaande concept waarbij de stroom zoveel mogelijk uit de service accu komt en deze weer wordt bijgeladen door zonnepanelen, is het enige doel van een generator om buiten de haven de service accu bij weinig zon of op donkere dagen op te laden. Een DC generator heeft gezien de genoemde nadelen hiervoor niet meer mijn voorkeur. Liever installeer ik een compacte en lichte AC generator die met 4 kW genoeg vermogen heeft om de Quattro 5000 te voeden die met max 120 A de service accu van 980 Ah bijlaadt. Blijft m’n enige zorg de mogelijke geluidshinder van het variabel toerental. Zou ik eventueel de Quattro 5000 vervangen door een Quattro 8000 die met maximaal 150 A de service accu bijlaadt, dan zou ook een 5 kW Westerbeke op 1500 toeren een mogelijkheid zijn. Dan is met het continue lage toerental ook het geluid beter te isoleren.

De Fisher Panda 5000i PMS lijkt me een goeie keus; de variatie in toerental is enigszins beperkt van 2200-2800 tpm, hij is compact en weegt 82 kg, die kan ik nog net langs de trap naar beneden krijgen. Een voordeel is dat Victron en Fisher Panda nauw samenwerken (Freedom of Yachting), dat bevordert mogelijk de integratie van de systemen.

Goeie keus?

1 reactie

Vervolg AC en DC generator – deel 1

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

1 reactie

Nogmaals de DC generator versus de AC generator

 

Whisperpower Piccolo 5, 2400-3200 tpm, 68 kg

Bij de gedachtes voor een keuze tussen een DC generator of een AC generator heb ik in het vorig bericht een aantal aspecten besproken, maar er zijn nog meer overwegingen. De hele week heb ik over allerlei zaken zitten peinzen, veel gelezen op het internet, gedachtes weer bijgesteld, berekeningen gemaakt, etc.  In ieder geval denk ik dat je ten eerste een aantal uitgangspunten op een rijtje moet zetten om een zo helder mogelijk beeld te krijgen. Daarna volgen pas de beredeneringen en de keuze.

Uitgangspunten:

1) Groen
Je kunt er niet meer aan ontkomen dat tegenwoordig veel gaat om energiebesparing en klimaatverandering. We willen met z’n allen van het gas af, wekken straks thuis onze eigen energie op en in 2030 rijden we allemaal met elektrische auto’s. Laten we er van uit gaan dat we met de boot ook onze bijdrage willen leveren, dus het eerste uitgangspunt is dat we ook zo veel mogelijk onze eigen energie willen opwekken met zonnepanelen en dat als we een generator gaan gebruiken dat dit een zo zuinig mogelijk generator is en dat deze zo weinig mogelijk wordt gebruikt.

Balmar ‘high ouput’ generator

2) Type vaarder
In het vorig bericht ben ik kort ingegaan op het verschil tussen een jacht dat merendeels in de haven ligt en dus meestal de walstroom gebruikt, versus een jacht dat veel vaart en meestal voor anker ligt. Deze laatste is gebaat bij een ‘high output’ dynamo die wel 170 tot 220 A kan leveren. Dat is al vergelijkbaar met een DC generator. In het geval van de Xanthiona, die nu nog veel in de haven ligt, lijkt de aanschaf van zo’n dure 2e dynamo geen slimme investering, die zal weinig worden gebruikt.

3) Piek vermogen
Hoeveel vermogen heb je nodig op het moment van de dag waarbij je de meeste apparaten tegelijkertijd aan hebt staan, bijvoorbeeld ’s avonds tijdens het koken. Onze ervaring nu na 6 maanden bewoning van de Xanthiona is dat ca. 10 kW aan elektrisch piekvermogen de voorkeur heeft. Wederom, in het boek ‘Altijd stroom’ is dat ook berekend voor 2 personen/klein gezin aan boord van een jacht. Het kan op een moment voorkomen dat de oven (max 2000 W) aan staat tegelijkertijd met de 2-pits inductiekookplaat (max 2300 W), de magnetron (1800 W), de CV (140 W), het led-licht (30 W), TV (100 W). Als dan ook nog eens de ene persoon tegelijkertijd het koffiezetapparaat (1800 W) aan zet tijdens het omspoelen van een kom met heet water uit de plintboiler (1500 W) en de ander spoelt beneden het toilet (200 W) door, dan heb je een totaal maximaal verbruik van 9870 W.

De kans op zo’n situatie is klein. Uiteraard staat de oven bijna nooit op maximaal, gebruik je de 2 pitten van de inductiekookplaat niet beiden tegelijkertijd op vol vermogen en de magnetron staat misschien 2 minuten aan. Het omspoelen van de kom duurt maar kort en de koffie is ook zo klaar. Maar in theorie kan zo’n situatie zich voordoen. De vaatwasmachine (1500 W) en de wasmachine/droogcombinatie (1800 W) kun je in ieder geval beter na de maaltijd aan zetten.

Het nieuwste van Victron: de Quattro 8000

De walstroom van 16 A levert 3680 W, de rest van de mogelijke 9870 W tijdens de piek kan worden bijgeleverd vanuit de service-accu door bijvoorbeeld een Victron omvormer, zoals een MultiPlus of Quattro. In ons geval een Quattro 5000. Deze levert een continu vermogen van 4500 W en een piek van 10.000 W. Totaal beschikbaar 3680 + 4500 = 8180 W, met een  piek van 13.680 W. Hoe lang die piek mag duren is niet duidelijk in de documentatie.

Dat is de theorie. Dankzij het SeaSmart ‘remote monitoring’ systeem dat nu enkele weken draait op de Xanthiona, kan ik in de praktijk vanaf afstand het stroomverbruik en ook de pieken bijhouden. In 3 weken tijd is slechts enkele malen stroom bijgeleverd vanuit de accu’s door de Quattro 5000. Uit de grafiek blijkt een piek van -90 A , in Watts is dat dan 2160 W. Samen met de 3680 W walstroom was de eenmalige piek tot nu toe 5840 W.

Eenmalige piek van -90 A uit service accu

De Xanthiona beschikt maximaal over de genoemde 8180 W gecombineerd vanuit de walstroom en de Quattro. Dit is nog beneden de theoretische berekende piek van 10350 W, maar boven de in de praktijk gemeten 5840 W. Om toch voldoende voorbereid te zijn op de hogere theoretische piek, zou ik liever de Quattro 5000 willen vervangen door de Quattro 8000, die 7000 W continu kan leveren. Totaal is 10680 W. Hier kom ik later op terug.

Een andere optie is, zoals ook in het vorig bericht gesproken, is dat je een flinke AC generator aan boord hebt van ca. 10-12 kW die tijdens de piek de benodige stroom levert. In dat geval krijg je de bekende generator periode van ca. 17.00-20.00 uur, waarin je dan alles doet dat veel stroom neemt. Bij deze situatie kan de omvormer/lader ook kleiner zijn, bijvoorbeeld 3000 W. Genoeg om tijdens het varen een kopje koffie te zetten of een eenvoudige lunch te maken.

Whisperpower M-GV2 DC generator, 1500-2400 tpm, 180 kg

Mijns inziens los je je stroomverbruik tijdens de piek op met een combinatie van walstroom + 3.6 kW AC/DC generator + Quattro 8000 OF met een 10-12 kW AC generator + Quattro 3000.

4) Dagelijks verbruik
Vanaf 11 augustus t/m eind januari is er aan boord van de Xanthiona ca. 1730 kWh aan stroom verbruikt. Over 173 dagen is dat gemiddeld 10 kWh per dag. Er wordt dan bijna dagelijks gekookt, verwarming staat aan en de combi wasmachine/droger wordt veelvuldig gebruikt vanwege de baby van enkele maanden oud aan boord. Er wordt geleefd op de Xanthiona zoals je ook in een huis zou leven met een vergelijkbaar verbruik aan stroom.

De walstroom van 3680 W kan de 10 kWh makkelijk op een dag leveren. Zou je de stroom echter volledig uit de accu’s halen, dan zou dat 10.000 Wh : 24 V = 410 Ah per dag zijn. Dit is 41 % van de accucapaciteit van 980 Ah. Dat is een flinke ontlading.

5) Generator niet aan in de haven
In de meeste havens is het niet toegestaan om een generator te laten draaien in verband met lawaai en overlast door uitlaatgassen. Is eigenlijk ook onlogisch om de ‘dure’ generator aan te zetten als er ‘goedkope’ walstroom beschikbaar is. Dit betekent verder dat de combinatie van 10-12 kW aggregaat met een Quattro van 3000 W geen goede optie is, immers als de generator tijdens de piek niet mag draaien dan is de walaansluiting samen met de Quattro van 3000 W niet genoeg om alle nodige stroom te leveren.

6) Kosten
We kunnen hier kijken naar aanschafkosten en verbruikskosten. Als zuinige Nederlander willen we natuurlijk zo weinig mogelijk investeren en het liefst ook nog eens lage verbruikskosten hebben. Hou wel in gedachten dat soms een wat hogere investering kan leiden tot lagere verbruikskosten. In het boek ‘Altijd stroom’ van Reinout Vader van Victron Energy wordt n ieder geval een berekening gemaakt, waarbij een AC generator van ca. 10-12 kW veel duurder is dan een DC generator die 150-200 A kan leveren. Het verbruik van de AC ligt 50 % hoger dan de DC generator in diezelfde berekening. Ogenschijnlijk lijkt de keuze voor een DC generator dus beter.

Tegenstrijdigheid tijdstip koken versus tijd van laden met zonnepanelen

Hoog stroomverbruik in de avond tijdens het koken

De meeste mensen koken ’s avonds een warme maaltijd waarbij de oven, kookplaat, magnetron, heet water en de vaatwasser worden gebruikt. Gevolg is een hoog stroomverbruik in de avond. Zonnepanelen leveren echter ’s avonds niets op. Wil je dus zo efficient mogelijk met je stroom om gaan en zo weinig mogelijk kosten hebben aan walstroom of stroom van de generator, dan kun je overwegen om verspreid over de dag te koken, de vaat te doen, de wasmachine te laten draaien en andere stroom-intensieve activiteiten te ondernemen. Die stroom trek je alleen uit de serviceaccu en laat je in de loop van de dag terwijl je zonnepaneel nog effectief is, de serviceaccu weer bijladen. Het stroomverbruik en bijladen van de accu vanuit de door walstroom gevoede omvormer/lader moet je dan overdag reduceren. Met wat geluk is bijladen vanuit de wal niet of nauwelijks nodig.

Stroomverbruik meer verdeeld over de dag

Werk je overdag en kun je alleen ’s avonds koken en alle stroom-intensieve activiteiten doen, dan kun je ook de stroom zoveel mogelijk uit je accu’s halen, die zullen dan na afloop leger zijn dan in bovengenoemd geval. Laden via walstroom schakel je uit, tenzij de accu’s een kritisch minimum voltage bereiken. De voor een flink deel lege accu’s laadt je overdag weer op met de zonnepanelen. Om ’s avonds toch wat stroom te besparen, kun je de vaatwasmachine en wasmachine met de ingebouwde tijdsvertraging overdag na elkaar laten draaien. Het ingevroren vlees kun je overdag buiten de vriezer ontdooien in plaats van ’s avonds met de magnetron. Al met al vergt het wat aanpassing in gedrag en nadenken over het stroomverbruik.

Zijn de accu’s later op de dag tijdens donkere dagen nog niet voldoende op niveau, dan tank je bij vanuit de wal of met je generator (als je niet in de haven bent).

Volgende keer meer over de keuze tussen de DC of AC generator.

1 reactie