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.

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?

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 2^e 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 4^e 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

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.

In het vorig bericht beschreef ik een issue waarbij de 16 A 230 V aardlekautomaat voor de walstroom een aantal keren uit ging. De thermische beveiliging van de aardlekautomaat grijpt in als er te lang achter elkaar 16 A stroom wordt gebruikt. Dit gebeurt onder andere tijdens de avonduren als er wordt gekookt en andere apparaten ook veel stroom verbruiken. Dan wordt er stroom bijgeleverd door de Victron Quattro vanuit de service accu’s, maar die moeten zodra er minder apparaten worden gebruikt, ook weer worden geladen en zodoende duurt de maximale afname van stroom vanuit de wal behoorlijk lang en dus gaat de aardlekautomaat uit.

Om dit probleem te voorkomen kun je met de MultiControl de maximale hoeveelheid stroom die je vanuit de wal wilt gebruiken, bijstellen naar bijvoorbeeld 14 A of 12 A. Dan is er minder stroom beschikbaar voor de apparaten en zal er meer stroom uit de accu’s worden bijgeleverd. De laadtijd van de accu’s zal daardoor langer worden. Maar de thermische beveiliging van de aardlekautomaat zal niet meer ingrijpen.

Een andere oplossing is misschien het vervangen van de 16 A aardlekautomaat door een 20 A, die is waarschijnlijk minder kritisch. Voor deze oplossing heb ik nog geen feedback gehad van mijn elektrisch adviseur.

Generator

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

Tegen dit geheel ben ik ook eens weer gaan nadenken over een toekomstige generator. Hoeveel vermogen moet die hebben en voor welk type generator kies je, een gelijkstroom (DC) of wisselstroom (AC) generator? Een DC generator, zoals bijvoorbeeld de Whisperpower M-GV 2, die laadt rechtstreeks met 24 V de accu’s bij als die op een X moment onder een bepaald voltage raken. Een AC generator, zoals bijvoorbeeld de Whisperpower Piccolo 5, levert 230 V voor de acculader, in mijn geval een Victron Quattro 5000. Vaak wordt dit type generator tijdens een vaste periode gebruikt, bijvoorbeeld van 17.00-20.00 uur. In die tijd doe je dan alles wat veel stroom vraagt: koken, wassen, de vaat, strijken, etc.

Whisperpower Piccolo 5, 2400-3600 tpm, 68 kg

Waar moet je verder op letten bij de aanschaf van een generator? Zo kan het gewicht en afmetingen van belang zijn: bij bovengenoemde voorbeeld, 180 kg versus 68 kg. Het geluidsniveau is een ander aspect, zo zal een generator met 3000 toeren per minuut meer lawaai produceren dan een generator die op 1500 toeren per minuut werkt. Ook de mogelijkheden voor automatisch starten en stoppen zijn belangrijk en wellicht het verbruik. Een aspect is ook de uitval van de walstroom, zeker als je misschien een wat langere tijd niet naar de boot gaat. En vaar je veel in warme streken, dan is een airconditioner een uitkomst en die gebruiken ook veel stroom. Staat die veel aan, dan wordt meestal gekozen voor een AC generator.

Balmar ‘high ouput’ generator

Voor ons is ook de beschikbaarheid van walstroom van invloed op de keuze van de generator; wij varen verhoudingsgewijs niet zo veel en hebben dus meestal de beschikking over walstroom. Vaar je daarentegen vaak en lange tochten en lig je veel voor anker, dan ben je veel meer afhankelijk van een generator en minder van de walstroom. In dat geval is ook een tweede dynamo met een hoog uitgangsvermogen van bijvoorbeeld 170 of 220 A en een hoog vermogen (140 A) bij lage toerentallen een interessante optie. Een bekende leverancier van dit soort dynamos is bijvoorbeeld Balmar, maar schrik niet van de prijzen. Die kunnen zomaar oplopen tot 2000-3000 euro voor zo’n apparaat. Heb je een kleine en efficiente motor in je schip, dan is zo’n extra ‘high output’ dynamo zeker een optie om geen generator te nemen en de scheepsmotor te gebruiken om stroom te genereren.

Mogelijkheden
In onderstaand schema heb ik een aantal mogelijkheden met elkaar vergeleken. Ik ben uit gegaan van eventuele vervanging van de huidige Victron Quattro 5000 die maximaal met 120 A de accu’s kan laden, door een Victron Quattro 8000 die met 200 A de accu’s laadt. Ook onderscheid ik het gebruik van een lichte of zwaardere AC generator versus een DC generator en versus gecombineerd gebruik van een AC en DC generator. In het overzicht houd ik geen rekening met het plaatsen van een ‘high output’ generator.

De maximale laadstroom mag maximaal 20 % van de capaciteit van de accubank zijn. De service accu is 980 Ah, dus max laadstroom is ca. 200 A. Een zwaardere DC generator die bijvoorbeeld 300 A kan leveren heeft geen zin, omdat je dan de stroom moet beperken tot de max 200 A. Zo zie je ook in de tabel dat als je een DC generator aan zet in combinatie met beschikbare walstroom, dat je dan de totale hoeveelheid laadstroom van de Quattro moet beperken. In het geval van de Quattro 5000 moet de laadstroom worden teruggeschroefd met minstens 70 A om onder de 200 uit te komen. Met de Quattro 8000 moet de laadstroom worden verminderd tot 50 A om rond de 200 A te blijven.

Voor- en nadelen
Er zijn leveranciers die claimen dat een DC generator in vergelijking met een AC generator kleiner, lichter en stiller kan zijn en op lagere toeren kan draaien. Echter dit laatste klopt niet als je een AC generator op 1500 toeren hebt. Volgens de leveranciers is een DC generator in ieder geval technisch eenvoudiger door de directe levering van gelijkstroom en heeft minder componenten. Daarom is de DC generator ook goedkoper.

Het DC generator concept versus het AC generator concept wordt uitgebreid beschreven door Reinout Vader van Victron Energy in het boek ‘Altijd stroom‘, interessante materie.

Zelf voel ik wel iets voor een DC generator, maar alleen in combinatie met een Quattro 8000, je wilt immers toch ook als je aan het varen bent of voor anker ligt beschikken over voldoende vermogen om alle dingen te doen die je ook doet als je aan de wal ligt. Je hebt wel 3.6 kW minder beschikbaar, maar met 8 kW uit de accu’s kom je ook een eind. Uit alles wat ik gelezen heb, verwacht ik dat de DC generator efficienter is. Zeker als je dit bekijkt vanuit de AC generator van 8 kW, die omgerekend bij ca. 28 V dan met 285 A kan laden. Echter zoals we eerder zagen moet je de accubank van 980 Ah met max 200 A laden. Dus de AC generator met 85 A te veel, is ogenschijnlijk minder efficient.

Maar om de efficiency goed te bepalen moet je de ontlading van de accu’s gaan berekenen en daarna de laadtijd met de DC generator. Dit moet je dan afzetten tegen de draaiuren van de AC generator, in ons voorbeeld altijd 3 uur. De stroom van een AC generator wordt door de Quattro altijd direct geleverd aan de gebruikers (de walstroom wordt afgeschakeld). Alleen als je meer gebruikt dan de AC generator kan leveren, gaat de Quattro vanuit de accu’s bijleveren, dit zal echter veel minder zijn dan bij het DC concept. De accu zal veel minder leeg zijn en zou zelfs wel eens tegen het einde van de generatorperiode om 20.00 uur al weer vol kunnen zijn. Dit is dan ook het nadeel van het DC concept, de accu’s worden in dat geval meer ontladen en zullen vaker geladen moeten worden. De accu’s zullen dus meer ‘slijten’.

Voorkeur voor DC generator
Ondanks het meer ‘slijten’ van de accu’s overweeg ik wel het concept van een DC generator toe te passen op de Xanthiona. In combinatie met eventueel zonnepanelen lijkt me dit de beste optie. Met voldoende zonnepanelen hou je via de laadcontroller direct de accu’s op peil. De DC generator hoeft dan alleen aan te vullen op donkere dagen of bij een wat grotere ontlading van de accu’s. Over zonnepanelen heb ik al eens geschreven: Welke zonnepanelen en lader.

Beperken van laadstroom met ‘assistant’ van VE configure software

Met een DC generator die 150 A direct aan de accu’s levert, moet wel de laadstroom van de Quattro, zoals ik eerder beschreef, worden beperkt tot een gezamenlijk totaal van max 200 A als de generator aan staat. Verlagen van de laadstroom van de Quattro schijnt te moeten lukken met de ‘Assistant’ functie van de VE-configure software van Victron. De VE-configure software heeft ook een ‘fake target’ functie waarmee je met de instellingen kunt oefenen. Met de ‘assistant’ kun je het programmeerbare relais van de Quattro vertellen dat ie een signaal moet sturen naar de generator om te starten of te stoppen.

De BMV-700 accu monitor die in het systeem is opgenomen kan ook een generator starten en stoppen. Volgens de handleiding kun je de State of Charge (SoC) en de accuspanning van de BMV gebruiken om het ingebouwde relais een generator te laten starten, bijvoorbeeld bij SoC = 80 % en te laten stoppen bij bijvoorbeeld SoC = 95 %.

BMV accu monitor met relais functie

Verder lijkt het er in eerste instantie op dat je inderdaad de Quattro zo kunt inrichten dat de laadstroom kan worden beperkt. Om het werkend te krijgen moet er een ‘signaal’ met een laag voltage worden aangesloten op de ‘auxillary input’ of de temperatuur sensor aansluiting. Ik heb geen idee of mijn Quattro zo’n ‘auxillary input’ heeft, de handleiding geeft hierover geen uitsluitsel, maar met een aansluiting op de temperatuur sensor zou het moeten werken.

Uit de instellingen blijkt verder dat de Quattro afhankelijk van de 2 instelbare waardes van het voltage, de laadstroom evenredig aanpast. Dat is niet de bedoeling. Zo lang de DC generator loopt moet de laadstroom worden beperkt tot 50 A. Nadat de spanning van de accu’s bijvoorbeeld 27 V of de SoC 95 % is, kan de generator uit en kan de Quattro het restant met de oorspronkelijke 120 A laadstroom bijladen. Het vergt allemaal nog wat nader studie en onderzoek.

Temperatuur sensor voor beperken laadstroom