Archief voor Categorie Electrisch

AC of DC generator voor motorjacht Xanthiona

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.

Overview generator concepts
Option At shore or at anchor AC or DC
generator
kW
generator
kW
shore
kW
Quattro
total kW with generator total kW without generator max Amps
charging*
Remark
1 shore AC 3.6 kW 3.6 5 8.6 120 Makes no sense to start AC generator
2 anchor AC 3.6 kW 3.6 5 8.6 5 120 AC generator on from 17.00 – 20.00 hrs
3 shore AC 3.6 kW 3.6 8 11.6 200 Makes no sense to start AC generator
4 anchor AC 3.6 kW 3.6 8 11.6 8 200 AC generator on from 17.00 – 20.00 hrs
5 shore AC 8 kW 8 3.6 5 13 8.6 120 AC generator on from 17.00 – 20.00 hrs
6 anchor AC 8 kW 8 5 13 5 120 AC generator on from 17.00 – 20.00 hrs
7 shore AC 8 kW 8 3.6 8 16 11.6 200 AC generator on from 17.00 – 20.00 hrs
8 anchor AC 8 kW 8 8 16 8 200 AC generator on from 17.00 – 20.00 hrs
9 shore DC 150 A 3.6 5 8.6 8.6 120/270 DC generator charges when battery below  x Volt
10 anchor DC 150 A 5 5 5 150 DC generator charges when battery below  x Volt
11 shore DC 150 A 3.6 8 11.6 11.6 200/350 DC generator charges when battery below  x Volt
12 anchor DC 150 A 8 8 8 200 DC generator charges when battery below  x Volt
13 shore AC 3.6 kW + DC 150 A 3.6 5 8.6 8.6 120/270 Makes no sense to start AC generator, DC generator charges when battery below x Volt
14 anchor AC 3.6 kW + DC 150 A 3.6 5 8.6 8.6 120/270 AC generator on from 17.00 – 20.00 hrs, DC generator charges when battery below x Volt
15 shore AC 3.6 kW + DC 150 A 3.6 8 11.6 8 200/350 Makes no sense to start AC generator, DC generator starts charging when battery below x Volt
16 anchor AC 3.6 kW + DC 150 A 3.6 8 11.6 8 200/350 AC generator on from 17.00 – 20.00 hrs, DC generator charges when battery below x Volt
* = charge batteries with maximum 10 – 20 % of it’s capacity, lower amps and longer time is better then high amps and shorter time. Battery capacity is 980 Ah, therefore maximum charging amps between approx. 100 – 200 A

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

2 reacties

230 Volt perikelen op motorjacht Xanthiona

Walstroom ligt er uit!

Ons motorjacht Xanthiona wordt nu al enkele maanden bewoond. Een aantal keren schakelde de met een 16A aardlek/zekering beveiligde walstroom uit.

Doordat de Victron Quattro hier direct op reageert door vanuit de service accu de 24 V om te vormen naar 230 V, merk je als bewoner weinig van het uitvallen van de walstroom. De service accubank van 980 Ah houdt dit een tijd lang vol, maar eenmaal leidde dit tot een uitputting van minder dan 50 % van de accubank. Hier kunnen de 12 x 2V tractiebatterijen tegen, maar liever niet. Reden tot nadenken wat het probleem kan zijn en hoe dit op te lossen.

Laat ik voor op stellen dat een collega/bevriende motorbooteigenaar zwoer bij een ‘generatorperiode’ tijdens de avond zo rond het eten koken. Je zet om 17.00 uur je vrij flinke generator van ca. 10-15 Kw aan en dan laat je hem lopen tot rond 20.00 uur. In die tijd ga je alle dingen doen die veel stroom gebruiken: eten koken, vaatwasser aan, wasmachine aan, strijken, etc. Goede filosofie, kans op problemen: klein.

Echter door het stellen van prioriteiten heb ik nog steeds geen generator aan boord, bovendien twijfel ik erg of ik wel zo’n zware generator van 10-15 Kw wil of dat het beter is om een lichtere van ca. 6-8 Kw te nemen. De Xanthiona is nu dus afhankelijk van wat de wal levert aan stroom en wat de Victron Quttro van 5000 W kan bijleveren. Dat is eenvoudig: de wal levert momenteel 16 A, dat is ca. 3680 W + de 5000 W van de Quattro is totaal ca. 8700 W. De Quattro kan overigens een piek aan van 7500 W.

Dit zou betekenen dat je 4 apparaten van elk 2000 W tegelijkertijd zou kunnen gebruiken, zonder dat dit problemen zou moeten geven. Een waterkoker, koffiezetapparaat, kookplaatje, magnetron, oven, boiler, wasmachine en strijkijzer gebruiken allemaal ongeveer zo rond de 2000 W. Vanavond viel de walstroom weer uit, terwijl slechts de waterkoker en de vaatwasser aan waren, ca. 4000 W dus. Hoe kan dit?

Een deel van de verklaring zit in het extra verbruik van stroom door apparaten, waarvan je niet weet dat die op dat moment aan staan. Als de centrale verwarming bijvoorbeeld aan slaat, wordt er ca. 7 A gebruikt = ca. 1600 W. Gebruik je op hetzelfde moment ook nog eens warm water in de keuken, dan zal de plintboiler ook direct beginnen met het weer opwarmen van het net binnengestroomde koude water. Dat ding vreet stroom, hij is ca. 2300 W. Je bent je er misschien niet van bewust, maar ongemerkt worden er meer apparaten gebruikt dan je denkt.

Aardlekautomaat

Is dit gezamenlijk meer dan de 3680 W van de walstroom, dan springt de Quattro bij en levert de aanvullende stroom uit de serviceaccu’s. Nadat er een aantal apparaten uit gaan en/of minder stroom verbruiken en het totaal weer minder is dan 3680 W, bijvoorbeeld nu nog maar 2500 W, dan gaat de Quattro de overige stroom van 1180 W gebruiken om de accu’s weer bij te laden. Vanuit het gezichtspunt van de walstroom wordt er dus nog steeds maximaal 3680 W verbruikt, verdeeld over 2500 en 1180 W. Is er een tijd lang veel meer dan de 3680 W verbruikt, dan zal de serviceaccu leger zijn en zal de Quattro proberen maximaal en net zo lang bij te laden totdat de accu’s weer vol zijn. Hier zit een deel van het probleem, je gaat op een gegeven ogenblik wel minder apparaten gebruiken, maar door het bijladen van accu’s is het totale stroomverbruik vanuit de wal nog steeds en vrij lang 3680 W. En daar kan waarschijnlijk de 16A aardlek/zekering niet tegen, die is ook thermisch beveiligd en wordt door het langdurig stroomverbruik te warm en schakelt uit. Althans dat vermoed ik. Vandaag nog even een foto opgevraagd van de aardlek/zekering en de foto bevestigd dat het inderdaad om een gecombineerde aardlekschakelaar/zekering gaat, zo’n ding heet dan eigenlijk ook aardlekautomaat. De RCBO op de foto staat voor Residual Current Breaker with Overload protection.

Is er een oplossing voor het wel eens ‘onterecht’ uitvallen van de walstroom?

Er zijn 2 dingen die bijdragen aan een oplossing. Ten eerste heeft de Quatttro 2 uitgangen, waarvan 1 afschakelt als er geen walstroom is en geen generator loopt. Op die uitgang had ik een groepenkast aangesloten met daarop de zware gebruikers. Dit is om te voorkomen dat als er geen 230 V is van de wal of de generator, dat je dan niet je accu’s leeg trekt, omdat de Quattro immers de 24 V omzet naar 230 V. Echter die 2e uitgang schakelde in de vorige haven regelmatig af terwijl er nog wel walstroom was. Daarom heb ik toen maar voor het gemak van de huidige bewoner de 2e groepenkast ook op de 1e uitgang gezet, zodat alles blijft werken. Later heb ik me gerealiseerd dat dit vermoedelijk kwam door een te laag voltage van de walstroomaansluiting en de Quattro schakelt die 2e uitgang dan automatisch uit. Ik zou, nu de Xanthiona in een andere haven ligt met betere stroomvoorziening, de 2e groepenkast met de zware gebruikers weer terug kunnen zetten op de 2e uitgang van de Quattro. Dat heeft dan wel als nadeel dat bij eventueel uitval van de walstroom, bijvoorbeeld de oven, de vaatwasser of de wasmachine het niet meer doet, maar de bewoner komt er in ieder geval achter, want zijn eten is niet klaar of de vaat of z’n kleren zijn niet schoon.

Hoeveelheid walstroom bijregelen met MultiControl

Wat ten tweede bijdraagt is het bijstellen van de hoeveelheid stroom die door de walstroom aansluiting gaat. Immers na uitval van de walstroom, zullen de accu’s voor een deel leeg zijn en na het terugzetten van de schakelaar voor de walstroom zal de Quattro de accu’s maximaal bijladen. Volgens goed gebruik moet je accu’s maximaal met 10-20% van zijn vermogen laden. De 980 Ah accu’s laad ik met 10 %, dat is 98 A. Dat is rond 10-12 A bij 230V. Door op de MultiControl de maximale binnenkomende stroom terug te draaien naar bijvoorbeeld 12 A, zal er dus minder stroom door de aardlekautomaat gaan en zal hij ook minder/niet warm worden en niet opnieuw uit slaan. Echter het laden van de accu’s zal nu langer duren, zeker als je tussendoor weer 230 V apparatuur gaat gebruiken. Dan wordt met de beschikbare stroom niet meer maximaal geladen, een deel gaat dan naar de apparatuur.

Om dan toch nog met een wat hogere stroom te kunnen laden of in ieder geval naast het laden nog wat 230 V apparatuur te kunnen gebruiken, zou een oplossing kunnen zijn, de aardlekautomaat van 16 A te vervangen door een aardlekautomaat van 20 A. Ik denk dat dit kan, vanuit de wal is de beperking nog steeds 16 A, er wordt niet opeens meer geleverd, maar wellicht kan de 20 A aardlekautomaat er beter tegen om wat langer een hogere stroom door te laten en zal hij minder snel afschakelen.

Een andere oplossing is uiteraard het concept van de ‘generatorperiode’ volgen, hup dat ding aan, maximaal stroom leveren en er gaat niets meer door de walstroom aansluiting. Moet je wel natuurlijk eerst dat dure ding kopen.

Of heeft iemand anders betere suggesties/ideeën?

 

1 reactie

CV eindelijk aangestuurd via KNX op motorjacht Xanthiona

Al een tijd liep ik te prutsen met het KNX huisautomatiseringssysteem op ons motorjacht Xanthiona om de centrale verwarming aan te sturen. Met het huisautomatiseringssysteem schakel ik via een aantal Zennio Z38i touchscreens een deel van de verlichting, de ventilator van 1 van de badkamers en de raamopener. Via diverse bewegingssensoren in het system gaat het licht beneden in de hal automatisch aan. In de gastenbadkamer zorgt een sensor ook voor het licht en gaat automatisch de afzuiging van de warmteterugwininsstallatie (WTW) in stand 3 voor de afvoer van condens en luchtjes.

Zennio Z38i touchscreen voor KNX huisautomatiseringssysteem

Met de ETS software kun je de diverse KNX modules naar eigen voorkeur programmeren. Met behulp van de handleidingen van de KNX modules en wat speurwerk op het internet lukte het me tot nu toe om de modules in te stellen zoals ik het wilde hebben. Echter het aansturen van de centrale verwarming lukte nog steeds niet, daar zijn heel wat uren lezen, proberen en prutsen in gegaan.

Zennio KNX module

Nadeel van het KNX systeem is een klein beetje dat er zo ontzettend veel mogelijkheden zijn en dat deze niet allemaal even goed beschreven staan. Een deel van het probleem was ook dat de CV een dieselgestookte ketel is die niet automatisch aan gaat als er warmtevraag is. Deze moet via een aparte module worden aangestuurd. Een tijd lang heb ik geprobeerd op de KNX gebruikersforums een tip te krijgen die mij verder zou helpen, er zijn echter weinig forums in Nederland. In Duitsland is men veel aktiever met KNX huisautomatisering.

Tijd dus voor externe hulp. Gelukkig kon EIB-Logic mij verder helpen. Zij gaven de tip hoe ik de module om de CV te schakelen, moest koppelen aan de thermostaat van het Zennio Z38i touchscreen. Ook moest de interne temperatuursensor van het scherm worden gecombineerd met de bron van de temperatuur onder 1 groepsadres. De handleiding zorgde hier voor wat verwarring die uitgebreid beschreef dat er een aparte klimaat pagina op het scherm aangemaakt moest worden met veel parameters en instellingen. Nadat ik een enkele temperatuur knop op het scherm had aangemaakt en deze via een groepsadres had gekoppeld aan de setpoint van de temperatuur functioneerde het zoals het moest.

Tip: koppelen interne sensor aan bron voor de temperatuur

Ik ben blij dat het nu werkt. Dit is een 1e stap naar verdere uitbreiding van het systeem. Voor de aansturing van een aantal centrale zaken ga ik de Zennnio Z38i in de keuken vervangen door de Zennio Z41 Lite. Die is besteld en onderweg. Die moet o.a. zorgen voor een centrale datum en tijd op alle schermen.

Ook met de weekklok van de Z41 wil ik in combinatie met de CV wat gaan stoeien. Om uiteindelijk de temperatuur per kamer in te stellen moet ik nog thermische kleppen en een specifieke verwarmingsmodule in het system opnemen.

Meer mogelijkheden met Zennio Z41 Lite

EIB-Logic gaf mij verder nog wat tips over het versturen van de status van de verlichting, zodat ook op het oorspronkelijke scherm zichtbaar wordt dat bepaalde verlichting uit is, als het op een ander scherm is uit geschakeld.

2 reacties

Update elektrische schema’s motorjacht Xanthiona

Vorige week heb ik op diverse kabels en allerlei elektrische apparatuur (alsnog) labels geplakt. Soms is er te weinig tijd of komt het effe niet uit om de juiste labels aan te brengen, of nog erger de bekabeling klopt niet met het elektrisch schema. Het totale elektrische ontwerp was vooraf uitgewerkt, maar in de praktijk is het soms handiger om een bepaalde kabel toch een andere route te geven of ergens anders op aan te sluiten, of krijgt een apparaat een ander nummer of naam. De meeste apparaten en ook alle aansluitingen op de groepskasten zijn nu gelabeld. Het werd tijd om het geheel van achter de PC nog eens door te nemen en de schema’s aan te passen. De verbeterde schema’s vind je hieronder.

Heel veel afwijkingen zijn er niet. Het concept is nog steeds dat alle boord-electronica en navigatie-apparatuur op 24 V draait en alles wat voor het dagelijkse huishouden nodig is, is gebaseerd op 230 V. In principe zijn er geen schakelaars en wordt alles bediend via touchscreen of reageert via een sensor. Het is een digitaal motorjacht.

Victron accumonitor BMV700

Enkele maanden geleden heb ik een Victron BMV700 accumonitor toegevoegd om goed te traceren hoeveel stroom in en uit de service accu stroomt. Sinds vorige week is de accumonitor ook gekoppeld aan het NMEA2000 systeem zodat ik de status via het netwerk kan zien.

Xanthiona NMEA2000 overzicht

Van de 3 NMEA2000 netwerken wordt er 1 gebruikt om continue de status van de brandstof, drinkwater, zwart water en de 230 V en 24 V te monitoren. Via het 2de netwerk wordt alle boordelectronica en navigatie-apparatuur geschakeld. Alle navigatie informatie wordt uitgewisseld via het 3de netwerk.

Xanthiona 230 V overzicht met KNX touchscreens en sensoren voor het licht

Het 230 V schema toont alle gebruikers, waarbij op dit moment alle stopcontacten zijn aangelegd, alle apparatuur is aangesloten, maar veel van de lichtpunten moeten nog worden geinstalleerd. De lichten worden aan en uit gezet via Zennnio touchscreens of sensoren, die schakelen op basis van het KNX protocol.

B+G Kwh meter

Door het vermoedde hoge stroomverbruik over de afgelopen winter, heb ik inmiddels ook een Kwh meter geinstalleerd om het stroomverbruik beter in de gaten te houden. Op advies van Stroomwinkel.nl gebruik ik de Victron Multiplus niet meer continue om de startaccu’s op spanning te houden. Het apparaat zelf gebruikt ook aardig wat stroom. Het stroomverbruik voor de ‘winterstand’ is nu ca. 4 Kwh per dag en vergeleken met andere boten in de haven is dat ‘normaal’. Er zijn boten bij waar permanent op wordt gewoond en die ca. 10 Kwh per dag gebruiken. Onze ‘zomerstand’ is ongeveer 5.5 Kwh per dag.

 

1 reactie

Welke zonnepanelen en lader op motorjacht Xanthiona?

In het vorig bericht schreef ik dat ik overweeg om zonnepanelen te installeren om hoge walstroomkosten te voorkomen. Nu een week en vele uren onderzoek en leeswerk op het internet over de zonnepanelen materie verder, overweeg ik 2 x een paneel van JA-Solar van 300 Wp vermogen en de Victron BlueSolar 100/30 laadregelaar te installeren.

Best mogelijke plek voor de zonnepanelen is boven de bijboot

Waar en hoeveel?
Waarom 2 x 300Wp? Eigenlijk zie ik geen geschikte plek om panelen te installeren. Op het voordek zou kunnen, maar 1) dat vind ik niet echt mooi en 2) ik ben bang dat de zon teveel reflectie geeft op de panelen en dat ik niets meer zie als ik op de flying bridge sta te sturen. Een mogelijke optie is de flying bridge vol leggen met overloopbare panelen, maar het rendement van deze panelen is lager, zijn duur en ik weet niet of ze ook glad zijn/worden.

Een andere mogelijkheid is een constructie maken boven de bijboot op het achterste deel van de flying bridge. De panelen moeten dan iets opgeklapt worden om de bijboot van de flying bridge te takelen met de kraan. Er passen waarschijnlijk maar 2 panelen van 1.65 x 1 meter zonder het aftakelen van de bijboot te hinderen.

De bedoeling is nu dat de serviceaccu’s worden gebruikt om via de inverter van de Quattro 5000 zoveel mogelijk de dagelijkse stroom voor de Xanthiona te leveren. De zonnepanelen laden de accu dan weer continue op. Is de accu bijvoorbeeld 25 % ontladen, dan schakelt de Quattro alsnog over op walstroom. De accu’s worden dan geladen tot bijvoorbeeld 90 % en dan schakelt de Quattro de walstroom weer af.

Ignore AC, walstroom uitschakelen tenzij

Overigens is het niet nodig zoals in mijn vorig bericht beschreven stond om een omschakelautomaat op te nemen in het systeem. Victron gaf aan dat deze functionaliteit al in de Quattro zit en via de software ingesteld kan worden (ignore AC) via het virtuele relais. Slimme jongens bij Victron.

Kan het uit?
Geschatte kosten van panelen en laadregelaar: ca. 600 euro. Is het dat waard? Want wat is het rendement van het systeem? Er zijn enorm veel sites en berekeningen op het internet, maar dat is allemaal gericht op huisinstallaties. Waarbij de ene site nog mooier is dan de ander en ze allemaal heel veel besparing en een snelle terugverdientijd beloven. Volgens de sites gebruikt een gemiddeld gezin ca. 3500 Kwh per jaar. Wij zitten thuis op ca. 8000 Kwh per jaar op de Xanthiona al op 1900 Kwh. Dus de mooie verhalen neem ik met een flinke korrel zout.

Capaciteit zonnepanelen versus mogelijkheden laadregelaar

Victron publiceert een spreadsheet op hun website waarmee je berekeningen kunt uitvoeren hoeveel en welke panelen je het beste met welke laadregelaar kunt combineren, zie hun blog. Ook de invloed van de temperatuur is hierin te zien. Ook deze week geleerd, bij hoge temperaturen van het paneel is het rendement minder en bij lage temperaturen hoger.

In een aantal overzichten wordt duidelijk dat gedurende de 7 zomer maanden, het rendement van een zonnepaneel op ca. 80-85 % zit en in de 5 wintermaanden kan het wel minder dan 10 % zijn. In de zomermaanden verbruik de Xanthiona ca. 5.5 Kwh per dag. Volgens de spreadsheet is maximale leverbare stroom 27.7A, ga uit van 25. Dat is dan 25A x 24V = 600 W, gedurende misschien 12 uren zon. 600 W x 80 % =480 W. Totaal per dag dan 5,76 Kwh. Dat zou net genoeg zijn. De 5.5 Kwh was een gemiddelde, dus als je een dag hebt met veel stroomverbruik, dan is het niet genoeg en zal de walstroom alsnog een tijdje inschakelen.

Opbrengst van een zonnepaneel installatie verspreid over maanden.

In de winter is het echter een ander verhaal. Rendement minder dan 10 %. Uitgaand van de 600 W x 10 %, is dit 60 W. Aantal uren zon: 8? Dan is het totaal 0,48 Kwh. Met een gemiddeld verbruik van 4.5 Kwh per dag in de winter is het dus bij lange na niet genoeg en zal er redelijk wat walstroom nodig zijn.

Klopt deze berekening wel? Je ziet in de grafiek dat in december er slechts 1.7 % van het totaal wordt opgebracht. Dat zou dan 10W zijn, gedurende 8 uur is dat 0.08 Kwh.

Aantal uren zon in een jaar in omgeving Lelystad (bron KNMI)

Een andere benadering.
Volgens de rekenmethodiek van het KNMI (zie hiernaast) is er in de omgeving Lelystad 1042 zonuren per jaar. Bij een gemiddeld rendement over een jaar van 82 % levert dit dan 0.82 x 1042 x 600 = 492 Kwh. Afgezet tegen een jaarverbruik van 1900 Kwh, levert het dus maar een 1/4 op van het totaal.

Conclusie: 4 x zoveel panelen installeren? En waar laat ik die?

Of het doel om de walstroomkosten te reduceren wordt bereikt is dus nog maar de vraag.

 

1 reactie

Zonnepanelen op motorjacht Xanthiona om hoge walstroomkosten te voorkomen

Recentelijk ontving ik (weer) een rekening voor de walstroomkosten. De kosten vielen behoorlijk tegen. De gespecificeerde tabel gaf aan dat ik in het zomerseizoen ca. 5.5 Kwh en in het winterseizoen ca. 4.9 Kwh per dag verbruik. 4.9 Kwh per dag komt overeen met een apparaat van 204 Watt die 24 uur per dag aan staat. Het totaal komt neer op ca. 1900 Kwh per jaar en dat is ca. 684 euro per jaar.

Natuurlijk vraag ik mij af waar komt dat hoge stroomverbruik vandaan en zeker in de winterperiode. ’s Winters staat in ieder geval de CV aan, die ’s avonds een uurtje verwarmt tot 21 graden. Dit is een oliegestookte CV, die vraagt weinig stroom. CV is ook ingesteld om het jacht vorstvrij te houden. Hij houdt het minimaal op 5 graden. De koelkast/vriezer laten we uit gemakzucht aan staan, mede omdat ik minstens 1 per week de Xanthiona bezoek. De koelkast is een Siemens AAA+ en gaat dus nauwelijks open in die tijd. Stroomverbruik gering. Tijdens het bezoek neem ik meestal 2 kopjes koffie, gemaakt met het Senseo apparaat. Verder staat een deel van het Czone NMEA2000 systeem aan om de diverse systemen en tanks te monitoren. Dit gebruikt ook erg weinig, op de monitor zie ik 0.6 A (24 V). Wel laat ik meestal ook een elektrische luchtontvochtiger draaien, die afslaat op het moment dat het vulbakje (3.8 ltr) vol is. De week erop leeg ik de bak en start hem opnieuw. Verbazingwekkend hoeveel vocht er in de lucht zit. Al met al, kan ik me niet voorstellen dat met deze apparaten het stroomverbruik oploopt tot ca. 900 Kwh voor de 5 wintermaanden. Nader onderzoek volgt.

Om in ieder geval volgende hoge walstroomrekeningen te voorkomen overweeg ik zonnepanelen te installeren. Ook handig als je niet bent aangesloten op walstroom.

Blokschema huidige situatie

Bij de huidige situatie (zie afbeelding) gebruik ik een Victron Quattro 5000, waarbij op AC out1 de lichte gebruikers zijn aangesloten (led verlichting, CV, enkele stopcontacten, pomp voor douche, Senseo, electrische waterkoker, electrische toiletten, een 2-pits inductie kookplaat, lichte afzuigkap, Siemens AAA+ koelkast, home automation system). Alle huishoudelijke gebruikers zijn 230V. De Quatttro is aangesloten op 980 Ah accubank. Als er meer stroomverbruik is dan de 16A walstroom kan leveren, wordt er bijgeleverd door de Quattro vanuit de accubank (PowerAssist).

Op AC out2 zijn aangesloten de zware gebruikers (stoombakoven, vaatwasser, toekomstige was/droger combi, 5 ltr boiler, mogelijk een 2e 2-pits inductiekookplaat). AC out 2 is alleen beschikbaar als er walstroom is of een generator (toekomst).

Er is ook een 3000W Multiplus aanwezig. Deze is nu backup voor het geval de Quattro stuk gaat, daarom wordt deze momenteel alleen gebruikt om de startaccu te (druppel) laden. Niet in de tekening opgenomen is een Cyrix relais, die er tijdens het varen voor zorgt dat de serviceaccus ook worden bijgeladen, zodra de startaccu vol is.

Na enig speurwerk op het internet en enige uren diep peinzen, heb ik de navolgende oplossing bedacht om zonnepanelen te installeren om de walstroomkosten te minimaliseren. Ik wil een Fraron omschakelautomaat (Fraron ATS20L) installeren, die zodanig ingesteld kan worden dat de door het zonnepaneel in de accubank opgeslagen energie eerst wordt geconsumeerd en bij een instelbare ontlading van de accu schakelt de automaat om naar walstroom. Bij het bereiken van een instelbare geladen toestand, wordt de stroom weer uit de accubank getapt.

Om dit in mijn enigszins complexe systeem mogelijk te maken en tevens alle voordelen van de Quattro (o.a. Powerassist en afschakelen AC out2 als er geen walstroom of generator is), kwam ik tot de oplossing zoals in het volgende blokschema ‘Quattro-Multiplus met omschakelautomaat en zonnepaneel’.

Blokschema met omschakelautomaat en zonnepaneel

In de voorgestelde oplossing plaats ik een omschakelautomaat tussen walstroom en de groepenkast 1 met lichte gebruikers. Het zonnepaneel laadt de accubank en via de omvormer van de Quattro wordt de omschakelautomaat van 230V voorzien. Voorkeurschakeling van de automaat is de 230V afkomstig van de Quattro. Zolang er weinig verbruik is zal het zonnepaneel blijven (bij)laden. Wordt er veel stroom verbruikt en raakt de accubank beneden de ingestelde minimale waarde, dan zal de omschakelautomaat de walstroom inschakelen. De accubank wordt daarna weer geladen door het zonnepaneel of tijdens het varen door de dynamo als de startaccu al is volgeladen en het Cyrix relais omschakelt naar serviceaccu. Is de ingestelde waarde dat de accu weer vol is, bereikt, dan zal de automaat weer omschakelen naar de Quattro.

Fraron ATS20L omschakelautomaat

Op deze manier wordt de stroom van het zonnepaneel maximaal gebruikt en wordt de walstroom minimaal gebruikt voor de gebruikers aangesloten op groepenkast 1. Om te voorkomen dat de Quattro ook de accubank gaat laden, moet de laadfunctie van de Quattro worden uitgezet.

Mogelijk zit er nog een denkfout in het schema. Immers er is nog walstroom aangesloten op de AC in2 van de Quattro. Waarschijnlijk gaat de Quattro dan nog steeds de walstroom doorgeven aan de omschakelautomaat. Ik heb de oplossing voorgelegd aan Victron en wacht op reaktie. Update (30-4-2017): reaktie Victron: functie van omschakelautomaat zit al in Quattro: zie volgend bericht.

Als de oplossing niet werkt heb ik een alternatief, waarbij de Multiplus aan de omschakelautomaat komt en deze de groepenkast 1 van stroom voorziet. Ook dan moet de laadfunctie van de Multiplus worden uitgezet. Zie laatste schema.

Alternatieve oplossing, Multiplus voor groep 1, Quattro voor groep 2

Onderstaand zijn ook aangegeven de waardes van de Fraron ATS20L die je kunt instellen.

Instellingen Fraron ATS20L

Een reactie plaatsen

Aqualarm en uitlaatalarm via Czone op motorjacht Xanthiona

Na veel gepuzzel is het gelukt om het koelwaterinlaat-alarm (Aqualarm) en het te-hete-uitlaat-alarm via het Czone systeem te schakelen op ons motorjacht Xanthiona. Voor de late lezer: op ons motorjacht heb ik een zogenaamd distributed-power systeem geinstalleerd, bestaand uit modules van het Czone systeem van Bep Marine (Czone van Bep Marine). Dikke stroomkabels lopen naar 5 modules verdeeld over het jacht, waarop de lokale apparatuur en electronica is aangesloten. De modules zijn onderling verbonden via een NMEA2000 databus en gekoppeld via NMEA2000 aan 2 Simrad schermen en een specifiek Czone scherm.

DSC03068

Met 1 druk op het scherm alles aan wat nodig is om te varen

Het Czone wordt bediend via de specifieke Czone software in de Simrad schermen en kan verder naar eigen inzicht worden geprogrammeerd. Via 1 druk op de voorgeprogrammeerde knop op het scherm wordt alles wat nodig is bij het varen in 1 keer aangezet. Er  zijn geen fysieke schakelaars meer.

Het was me tot nu toe niet gelukt om het koelwaterinlaat-alarm aan te sluiten. Hier was een speciale Signal Interface (SI) module van Czone voor nodig, waarop diverse signalen van tankzenders, temperatuurmeter en naar min- of plusschakelende schakelaars op worden aangesloten. Na wat geëxperimenteer lukte het om de sensor van het koelwateralarm als plusschakelende input voor de SI te gebruiken. In het Czone systeem is een kritisch alarm gedefinieerd op het moment dat de sensor een blokkade in het koelwater detecteert. In de uitlaat is ook een sensor gemonteerd die als er geen koelwater meer in de uitlaat komt, bij 71 graden via de SI ook een kritsch alarm af laat gaan.

De automatische bilgepompen zijn inmiddels ook via het Czone aangesloten. Voor elke bilgepomp is in Czone eenvoudig een alarm aangemaakt dat afgaat zodra een bilgepomp meer dan 1 ampere stroom gebruikt. Zo biedt Czone veel mogelijkheden voor het definieren van alarmen.

Tot nu toe was ik niet tevreden over het Czone beeldschermpje, het gaf niet de informatie die ik 24 uur per dag wil zien. De handleiding bood uitkomst, via het definiëren van de Favorieten pagina heb ik nu in 1 scherm de stand van alle tanks en van de 230 V en de 24 V zichtbaar. Dezelfde informatie is ook zichtbaar op de Simrad schermen, maar die staan niet altijd aan.

Czone favourites

De meest noodzakelijke informatie 24 uur per dag beschikbaar

Een reactie plaatsen