Digitale stroom aan boord van motorjacht Xanthiona? Met Czone van BEP Marine (www.bepmarine.com ) is het mogelijk om een sterke vereenvoudiging aan te brengen van het 24 V boordnet, waarbij vanaf elke willekeurige plek via het NMEA2000 netwerk elk willekeurig apparaat is te bedienen en meters zijn uit te lezen.

Electrisch ontwerp 24 V 'traditioneel'

Deze vorm van ‘digitale’stroom had ik al eens eerder bestudeerd, maar vond het tot nu toe te duur. Er zijn diverse leveranciers van deze produkten, zoals: Mastervolt, Capi2, Philippi, Schneider en er zullen vast nog meer zijn. BEP Marine met zijn Czone heb ik grondig bekeken (via hun website) en ik zie inderdaad een aantal voordelen: 1) minder bedrading, dus eenvoudiger, 2) te koppelen met Simrad NSE kaartplotters, 3) binnenkort ook te koppelen aan Victron apparatuur (hoe en wat is nog onduidelijk, volgens de media wordt er deze maand meer bekend), 4) makkelijk uitbreidbaar. Eenvoud is voor mij het belangrijkste. Ik verwacht wel dat het duurder is.

In het concept voor het 24 V electrisch schema heb ik geen centrale plek waar alles bij elkaar komt. Ik verdeel de apparatuur en schakelaars naar 4 locaties: motorruimte, stuurstand beneden, paneel met meters en paar schakelaars in de keuken en de stuurstand op de flying bridge. Inmiddels heb ik mijn electrisch schema aangepast: de bovenste is de traditionele vorm (veel draad), de benedenste is de ‘digitale’versie.

De hoeveelheid schakelaars kan in Czone worden beperkt doordat het systeem met zogenaamde ‘modes’ werkt. Als je op 1 van de bedieningsschermen de mode ‘varen’ kiest, dan wordt alle noodzakelijke apparatuur zoals autopiloot, kaartplotter, marifoon, dieptemeter, etc. tegelijkertijd aangezet. Kies je voor de mode ‘varen bij nacht’ dan wordt ook nog de navigatieverlichting aangezet. Bij de mode ‘in de haven’ of ‘voor anker’ wordt alle navigatie-apparatuur uitgezet en blijven overige 24 V gebruikers zoals bilgepomp, zwart waterpomp, etc. nog aan.

Je kunt het systeem zelf programmeren en bijvoorbeeld op basis van een bepaalde stand van een tankmeter een alarm af laten gaan. Ook alle waardes van de 220 V en 24 V voorzieningen zijn op de displays uit te lezen.

Electrisch ontwerp 24 V digitaal

Basisgedachte is een omvormer/lader Victron Quattro 24/5000 met continue stroom voor 4500 W vermogen. Deze is gekoppeld aan een accubank van 1000 Ah. Er is tevens een 6 kW generator (continue 5 kW, voorlopige voorkeur Mastervolt Ultra =1500 toeren). Onderstaande berekening/redenering is opgezet om te   bezien of dit voldoende is of dat er een zwaardere Quattro nodig is (bijvoorbeeld 24/8000) of een zwaardere generator (bijvoorbeeld 10 – 12 kW).

Het nieuwste van Victron: de Quattro 8000

De huishoudelijke 230V apparatuur is als volgt: 2-pits inductie kookplaat (3600 W), electrische oven (2800 W), magnetron (1800 W), Senseo koffiezetapparaat (1800 W), afzuiger (800 W), koelkast/vriezer (200 kWh/jaar), combi was-droger (2700 W), vaatwasser(2300 W), waterkoker (2300 W), broodrooster/tosti-ijzer (900-1000 W) en keukenhulpmachine (1000 W).

Overige 230 V apparatuur: 2 x electrisch toiliet, waterdruk-apparaat, 2-3 LED TV’s, satelliet-ontvanger, 3-4 laptops, diverse kleine opladers (mobiele telefoon, tandenborstel, scheerapparaat, etc.), haardroger (1200 W), etc. Verlichting: LED

Er zijn 4 situaties van belang bij de bepaling van de stroomvoorziening:
1)  Liggend aan walstroom
2)  Varend
3)  Voor anker met generatorvrije periode
4)  Voor anker met generator voor bijleveren stroom en opladen accu’s

Situatie 1: liggend in de haven met walstroom
Er is meestal ten minste 6A walstroom beschikbaar (1380W). Vaak is dit 10A (2300W). Bij 16A is er 3600 W beschikbaar. Generator wordt niet gebruikt.

Wanneer er aan boord meer stroom wordt gebruikt dan de walstroom levert, wordt de stroom tijdelijk uit de accubank getrokken. Wanneer er minder stroom wordt getrokken uit de wal, zal de Quattro de accu’s bijladen.

De maximale hoeveelheid vermogen wordt bereikt in de avond als er wordt gekookt (3600 W) en tegelijkertijd de magnetron (1800 W), de Senseo (1800 W) en de oven (2800 W) wordt gebruikt. Daarnaast zal er een enkele TV of PC aan staan. Totaal ca. 10 kW tijdens piekgebruik. Indien Senseo en magnetron niet tegelijkertijd worden gebruikt: 8200 W. Gebruik Senseo is ca. 1.5 minuut (opwarmen + doorstroming), gebruik magnetron ca. 2.5 minuut. Bij gebruik van 8 kW Quattro is het effectief beschikbaar vermogen 7 kW bij 30A, evt. piek tot 16 kW. Quattro 5 kW levert maximaal 20A bij, bij 4500 W en piek van 10 kW.

* = kookplaat, beide platen vol aan, oven op maximaal, tegelijkertijd Magnetron en Senseo aan.
** = kookplaat, beide platen vol aan, oven op maximaal, Magnetron of Senseo aan.

Conclusie 1: Een Quattro van 5 kW (effectief 4.5 kW) lijkt wat aan de krappe kant om bij piekgebruik (10 kW) en zeker bij lagere beschikbare hoeveelheid walstroom het geheel van voldoende stroom te voorzien. 1^e voorkeur zou een 8 kW (effectief 7 kW) Quattro zijn. Deze heeft als bijkomend voordeel dat deze een hogere laadstroom heeft (200 A) waamee bij voor anker liggen de accu’s sneller geladen kunnen worden, zie situatie 3.

Situatie 2: Varend.
Er wordt niet gekookt. In deze periode zal er af en toe een kop koffie (Senseo) of thee worden gemaakt (waterkoker), een eitje gebakken of eenvoudige lunch worden bereid (inductie kookplaat), iets worden opgewarmd in de magnetron, 2-4 laptops staan aan, mogelijk is er enige LED verlichting aan. Daarnaast draait er diverse 12 of 24 V navigatie- en communicatieapparatuur. De motor zal met de dynamo de startaccu’s laden. 230 V stroom wordt geleverd via Quattro uit accubank. Accubank is 1000 Ah, meer dan voldoende. Door evt. 2^de dynamo wordt deze weer aangevuld.

Conclusie 2: 1000 Ah accubank is meer dan voldoende, zeker als deze tijdens het varen m.b.v. een 2^de dynamo wordt bijgeladen.

Situatie 3: voor anker, generatorvrije peride
In deze periode zal er af en toe een kop koffie (Senseo) of thee worden gemaakt (waterkoker), een eitje gebakken of eenvoudige lunch worden bereid (inductie kookplaat), iets worden opgewarmd in de magnetron, 1 of 2 TV’s staan aan, 2-4 laptops staan aan. Er is diverse LED verlichting aan. Schatting is dat een accubank van 1000 Ah die tot 50% worden ontladen meer dan voldoende is. Bij 1000 Ah accubank, is er dus 500 Ah voor gebruik beschikbaar als er niet wordt bijgeladen.

Conclusie 3: 1000 Ah accubank is meer dan voldoende.

Situatie 4: voor anker met generator voor bijleveren stroom en opladen accu’s.
Uiteindelijk moet de accubank worden bijgeladen en in de avondperiode wanneer er wordt gekookt en het stroomverbruik het hoogst is, zal er voldoende vermogen moeten zijn. Bij gebruik van 8 kW Quattro is het effectief beschikbaar vermogen 7 kW bij 30A, evt. piek tot 16 kW. Quattro 5 kW levert maximaal 20A bij, bij 4500 W en piek van 10 kW. Bij gebruik van generator van 6 kW is er effctief 5 kW (21.7 A) beschikbaar. Bij gebruik van generator van 10 kW is er effctief 9 kW (39 A) beschikbaar.

Tegen de avond wordt er gekookt en neemt het gebruik behoorlijk toe, waardoor de generator moet worden gestart. Het verbruik tijdens het koken is max 10 kW en evt. wassen of drogen of de vaatwas gebeurt na het koken.

* = kookplaat, beide platen vol aan, oven op maximaal, tegelijkertijd Magnetron en Senseo aan.
** = kookplaat, beide platen vol aan, oven op maximaal, Magnetron of Senseo aan.

In de generatorperiode moet de generator ook de accu’s weer bijladen. Om de generatorperiode zo kort mogelijk te houden, moet de generator dus voldoende vermogen hebben voor het gebruik van de electrische apparatuur en het bijladen van de accu’s.

Afhankelijk van het type accu, worden ze geladen met 50%, 75% of 100% dit is resp. 60, 90 of 120A voor 5 kW Quattro en 100, 150 en 200A voor 8 kW Quattro. Indien accubank van 1000 Ah leeg is (max 50 %), dan moet er 500 Ah geladen worden. Met lading van resp. 60, 90 of 120A duurt dit dan resp. 8.3, 5.5 of 4.2 uur voor de 5 kW Quattro. Voor de 8 kW versie met 100, 150 en 200A laadstroom duurt dit dan 5, 3.3 en 2.5 uur. Voor beide geldt dit in het geval er geen overig gebruik (koken) is.

Welke Quattro (conclusie 4)?
De Quattro van 8 kW is de betere keus om voor situatie 3 (anker) voldoende vermogen te hebben bij piekgebruik. Het voordeel van de 8 kW is ook de hogere laadstroom van 200 A, zodat de accu’s sneller kunnen worden geladen en de oplaadtijd met de generator wordt beperkt. Tevens is er meer stroom beschikbaar, om naast bijleveren voor het koken voldoende te leveren om de accu’s bij te laden.

Welke generator (conclusie 5)?
Naar mijn mening is de 6 kW generator voldoende. Immers voor het opvangen van de piek levert de 8 kW Quattro voldoende bij (risico is dat accubank sneller wordt leeggetrokken). Tijdens het koken zal er weinig over zijn voor het laden van de accu’s, alhoewel er in feite alleen een piek is van ca 30 min tijdens gebruik kookplaat en ca. 60 minuten als tegelijkertijd ook de oven wordt gebruikt. Afzuigkap staat gehele uur aan. Magnetron zal max. 5 minuten worden gebruikt, meestal tegen de tijd dat de kookplaat en oven al uit staan. Na de maaltijd wordt de vaatwasser gestart en zal evt. ook een wasmachine en droger (of combi) worden gebruikt, totaal verbruik ca. 3 kW. Totale periode op de generator voor koken/wassen ca. 3 uur. Zijn de accu’s nog niet genoeg geladen, dan doorgaan tot 4 uur of langer indien nodig. Voorkeur generatorperiode 18.00-22.00 uur.

Alternatief voor generator.
Een alternatief voor een generator is een combinatie van een high performance dynamo op de motor die gekoppeld is aan een inverter en 230 V levert. Zie Dynawatt en Elja Power. Wanneer er wordt gevaren is dit een zeer efficiente manier om de accubank weer bij te laden via de Quattro. Bij voor anker liggen bij langere periodes zal de motor specifiek moeten draaien om de accubank te laden. De motor draait dan op een laag  (stationair?) toerental en weinig belasting is niet goed voor de motor. Het stroom draaien op de motor is minder rendabel omdat het verbruik van de motor beduidend hoger is dan een separaat diesel aggregaat. De inschatting is dat de motor ook meer lawaai maakt dan een fluister aggregaat. Voorlopig reden om met deze optie nog niets te doen. Overigens zijn sommige van deze alternatieve generators net zo duur als een gewone generator.

Alternatieve 230 V stroom via wisselstroomdynamo

Conclusie 6: Een combinatie high performance dynamo gekoppeld aan een inverter als alternatieve 230 V voorziening lijkt me vooralsnog geen goede keuze vanwege: nadelig voor de motor, minder efficient brandstof verbruik, te veel lawaai en duur.

Zonne-collectoren: simpel en duidelijk. Kan overdag worden gebruikt om accubank bij te laden. Hoe meer bijladen via de zonnecollector, hoe minder de generator ’s avonds hoeft te draaien.

Als je de hele dag op een boot moet letten op je energieverbruik is dat uiteindelijk niet leuk meer. Je zit op je boot om te genieten en te relaxen en niet om te stressen als je weer een (electrisch) apparaat aan zet. Je kunt daarom beter vanaf het begin bij het ontwerp van de electrische installatie dit zo inrichten dat er genoeg stroom is en als je kiest voor energiezuinige apparaten en concepten, ga je een energie-zorgeloze boot-tijd tegemoet.

Mooi neergezet zo aan het begin van het nieuwe jaar. Hoe kwam ik hier op? In een eerder ontwerp van het sanitaire gedeelte bedacht ik dat je waarschijnlijk veel stroom kunt besparen als je de vaatwasser en de wasmachine voorziet van reeds verwarmd water. Immers verwarmen van het water door de machines zelf vreet stroom en als je een boiler door het koelwater van de motor laat opwarmen, heb je min-of-meer gratis warm water.

Met een thermostatische kraan dacht ik dit even op te lossen (dat leek de eenvoudigste oplossing), maar inmiddels begrijp ik dat dat voor een vaatwasser wel kan, maar voor een

Hot fill om energie te besparen

wasmachine niet. Die heeft echt nog koud water nodig voor het spoelen en bepaalde programma’s. Gelukkig biedt het internet overal eenoplossing voor en na enige speurwerk kwam ik terecht bij de term ‘hot fill’. Er zijn wasmachines met een ‘hot fill’ aansluiting, maar die zijn duur. Handiger is een ‘voorschakelapparaat’ te gebruiken als ‘hot fill’. De MS 1002 is zo’n apparaat en kost ca. 225 euro. Op het apparaat sluit je warm en koud water aan en je programmeert het een beetje en je wast veel energiezuiniger.

Voor een beschrijving van het systeem kun je deze PDF bekijken: hotfill_beschrijving.

Al zoekend op het internet naar een energiezuinige vaatwasser, zit ik op een gegeven moment met de volgende vragen: hoeveel stroomverbruik? hoeveel water? moet ie stil zijn? hoeveel moet er eigenlijk in? Een leuk en compact modelletje is bijvoorbeeld deze van Siemens:

Compacte afwasser

Groot genoeg voor 2 personen: 6 couverts, bij het eco-programma is het verbruik 7 ltr en 0.63 kWh. 1 van de programma’s draait op 40 graden. Dit is belangrijk omdat in mijn sanitair concept de afvoer van het grijze water door het apparaat van Vetus slechts bestand is tot 40 graden. En ik heb geen zin om het water uit de vaatwasser terug te vinden op de bodem van het schip. Vandaar dit gezoek naar een vaatwasser met een speciaal programma voor 40 graden. Dit apparaat lijkt ook nog zuinig, maar geeft wel weer wat herrie: 52 dB. Stille apparaten zitten rond de 40-45 dB.