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.

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.

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

Het begint nu echt spannend te worden. Planning voor de tewaterlating is nog steeds op 26 oktober. Er wordt druk gewerkt door MarHen Yachting en Meijer Bootservice die zich vooral met de techniek bezig houdt. Monenteel is het jacht helemaal voorbereid voor de PUR-insolatie die maandag erin wordt gespoten, er moest enorm veel worden afgeplakt. Zelf heb ik dit weekend de vloer aangebracht waar de CV op staat en waar de hydrofoor naast komt en ooit nog eens een watermaker. Achter de CV is ruimte gelaten voor een generator die ook in het pakket voor de toekomst zit.

Ook de electriciteit is in voorbereiding, de scheidingstrafo heb ik dit weekend op het 220 V paneel gemonteerd en tijdelijk een 24 V/220 V omvormer van 1200 W ernaast geplaatst die in ieder geval ons tijdens de reis van stroom kan voorzien.

Ingepakt voor het aanbrengen van de PUR-isolatie

CV op de nieuwe vloer, ruimte voor generator, hydrofoor en watermaker

 

Electriciteit in voorbereiding: scheidingstrafo en omvormer

Het afgelopen weekend heb ik me nog eens herbezonnen op het eerder bedachte electrische schema voor ons motorjacht Xanthiona. In het ontwerp voor het 230 Volts deel is weinig veranderd. Uitgangspunt is nog steeds: alles huishoudelijk op 230 V, inclusief toilet, afvoer grijs/zwart water en CV.

Voor het 24 Volts deel heb ik het eerder ontworpen schema anders opgezet.  In principe wil ik het electrisch schema zo eenvoudig mogelijk hebben, zonder al te veel kabels en componenten. Een reden om eerder al te kiezen voor een ‘distributed power’ systeem van Bep Marine, het Czone (zie motorjacht Xanthiona digitaal). Nu is er een scheiding aangebracht tussen datgene wat je nodig hebt om veilig te varen en te sturen en het overige. Gaat er wat mis dan moet je ten alle tijde veilig kunnen blijven varen en eventueel storing zoeken. Dit betekent dat de electrische motor/gashandel, roerstandaanwijzer, de boeg- en hekschroef en de joystick voor de binnenbesturing op de startaccu’s zijn aangesloten met 1 (electrische) hoofdschakelaar. Als extra veiligheid bediening alleen mogelijk nadat contactslot van motor is aangezet.

Voor alle navigatie-apparatuur leek ik eerst aardig op weg om het schema eenvoudiger te maken. Ik heb o.a. bijna alle schakelaars er uit gegooid en ga het meeste aan/uit zetten via de beeldschermen. Ik gebruik dus het Czone (op basis van NMEA 2000) systeem, maar realiseerde me ook dat er vele dagen zijn dat ik niet vaar, maar wel de stand van alle tanks (drinkwater, zwartwater, diesel en gasolie) wil weten zonder het hele systeem aan te zetten. Ook handig als je altijd kunt zien wat je accu’s doen en of je nog walstroom hebt. Om te voorkomen dat je de meters dubbel uitvoert (analoog en digitaal via Czone), sluit ik nu een deel van het Czone netwerk rechtsreeks aan op de serviceaccu zonder tussenkomst van een hoofdschakelaar. Dit deel wordt gescheiden van de rest via een netwerkbrug. Ook de bediening en uitlezing van de Victron Quattro omvormer/lader verloopt via dit deel en wordt samen met de stand van de tanks op een aanraak-beeldscherm weergegeven.

Het overige krijgt de 24 V via een electrische hoofdschakelaar vanaf de serviceaccu. Hier breng ik nog weer een scheiding aan in het netwerk tussen datgene wat nodig is om de apparatuur aan/uit te zetten en het deel wat nodig is om navigatie-informatie uit te wisselen. Ook hier een netwerkbrug. Ook kies ik bijvoorbeeld voor een NMEA 2000 GPS, AIS, dieptemeter, etc. Dit scheelt deels wat kabels. Echter bij de bestudering van alle installatiehandleiding afgelopen weekend kwam ik er achter dat er toch ook weer apparatuur is die een eigen voeding nodig heeft, zoals de marifoon, structurescan, autopilot computer, etc. Tevens bleek dat bepaalde Simrad apparatuur via Ethernet en SimNet op het Simrad NSS scherm moet worden aangesloten. Al met al werd het schema minder eenvoudig dan gehoopt, maar op dit moment ben ik er wel zo’n beetje uit. Nu weet ik ook wat ik aan Czone spullen moet bestellen. Overigens als ik bijvoorbeeld kies om geen structure scan van Simrad op te nemen maar een gewone NMEA 2000 dieptemeter, dan vervalt de voedingskabel en ook een ethernetkabel, het kan dus nog eenvoudiger. De keus voor de RF25 roerstandaanwijzer is ook vanwege de NMEA 2000 nu kan die in de motorruimte op het netwerk worden aangesloten en hoeft de kabel niet met het Simrad NSS beeldscherm te worden verbonden. De AIS heeft overigens wel apart ook weer voeding nodig (24 V).

Voor het ontwerp van het NMEA2000 deel heb ik de richtlijn van Maretron gebruikt: Maretron Network Installation Guide. Voor aanvullend advies kun je ook op de Maretron website kijken maretron.com. Maretron stelt een gratis ontwerp programma beschikbaar dat een enorme goeie hulp biedt bij het maken van je eigen NMEA2000 schema.

Zie hieronder voor het schema van het netwerk deel. Hier een link naar de engelse versie: NMEA2000 network diagram 14 Almarine 1700 english. Als iemand nog advies heeft, dan hoor ik het graag.

Schema NMEA2000 – 24 V navigatiedeel motorjacht Xanthiona

Even geen getimmer en werk aan het sanitair maar weer even aandacht voor het technische deel. De Czone artikelen die de basis vormen van het 24 V deel zijn inmiddels uit de VS gearriveerd. Deze artikelen zijn besteld bij perrimarinesales.com voor ca. 1000 -1200 euro goedkoper dan in Nederland. Het voordeel is afhankelijk van de dollarkoers, de transportkosten en de invoerbelasting en BTW die je alsnog in Nederland moet betalen.

In 1 van de vorige berichten schreef ik over de vereenvouding van het 24 V deel: Vereenvoudiging-en-aanpassing-electrisch-schema-motorjacht-xanthiona. Hetzelfde doe ik met het 230 V deel. In principe wordt alle huishoudelijke zaken (licht, waterdruk, keukenapparatuur, toilet, afvoer water, etc.) 230 V. Om te voorkomen dat er overal schakelaars (en bedrading) komen voor het licht, wordt het licht bediend via kleine aanraakschermen en door sensoren op de trap, de hal en de badkamers. Deze techniek van ‘home automation’ is gebaseerd op het KNX protocol dat in Europa door veel fabrikanen wordt ondersteund. Ze maken elke hun eigen versies van diverse modules die via het KNX protocol onderling onafhankelijk van het merk met elkaar kunnen samenwerken. Voor meer informatie zie: knx.org.

Met de speciale ETS software zijn de modules te programmeren vanaf de PC (via USB koppeling) en kun je bijvoorbeeld als je de badkamer binnenloopt met een bewegingssensor automatisch het licht en een afzuiging aan laten gaan. Dan kun je de module zo programmeren dat het licht bijvoorbeeld uitgaat 30 seconden nadat er geen beweging meer is en dat de afzuiging pas na 5 minuten stopt. Dit scheelt dus diverse schakelaars. De woonkamer, keuken en de slaapkamers krijgen een aanraakscherm waarmee je de diverse lichten in een kamer kunt aan of uit schakelen. Ik heb gekozen voor modules en aanraakschermen van Zennio (Zennio.com). De modules en scherm zijn verbonden met elkaar via een (KNX) databus. Het aanraakscherm heeft ook een thermostaat in zich voor afzonderlijke verwarming van elke kamer en kan met een afstandsbediening worden bediend. Het programmeren van de diverse functies op het aanraakscherm kan zo zijn dat je met 1 knop meerdere lichten aan/uit zet, maar je kunt ook een functie programmeren ‘naar bed’ waardoor bijvoorbeeld 1 minuut later alle lichten uit gaan.

De keuze voor de modules en scherm van Zennnio is tevens gebaseerd op de prijs, ze zijn niet zo gek duur: aanraakscherm 240 euro, schakelmodules 220 euro. Natuurlijk wel een investering als je 5 schermen en 7 modules nodig hebt, maar aan de andere kant bespaar je op schakelaars en bedrading. Het geeft natuurlijk extra gebruiksgemak en uitbreidingsmogelijkheden voor de toekomst. Zo kun je er diverse alarmen mee koppelen, scenes programmeren zodat het lijkt alsof je aanwezig bent, etc. De schermen en modules zijn besteld bij voltus.de die een mega en betaalbare sortering heeft van elektrische artikelen. Alleen de speciale KNX kabel heb ik bij eibmarkt.com besteld. Hier vond ik een heel aardig artikel over een jacht dat ook volledig is volgebouwd met ‘home automation’ spullen en zelfs een koppeling is gemaakt met het NMEA (24 V) deel en een groot deel van het monitoren van het jacht via KNX gebeurt: motorjacht Konnexxa.

Afgelopen week heb ik een testopstelling in elkaar geknutseld en dit weekend besteed aan het pionieren met de ETS software. Inmiddels werkt alles zoals verwacht en kan ik het systeem verder uitbreiden en aanbrengen.

Verzameling NMEA2000 (in doos), KNX en ‘gewone’ elektrisch artikelen

KNX testbank met Zennio aanraakscherm en modules gekoppeld aan PC

Geprogrammeerd aanraakscherm

De boegschroef was al door de werf geplaatst bij de bouw van ons motorjacht Xanthiona, maar ik had hem nog niet aangesloten. We zijn zonder gebruik van de boegschroef naar Bonn gevaren, ervaren schippers kunnen dat, zo zonder boegschroef (ik ben geen ervaren schipper). Met het plan om mogelijk deze zomer wat te varen leek het me beter om de boegschroef aan te sluiten zodat ik in geval van nood dat in ieder geval beschikbaar heb.

Meijer Boot Service (meijerbootservice.nl) die al een groot deel van de techniek van de motor en aandrijving heeft gedaan is effe op en neer naar Bonn gekomen om nog wat kleine reparaties uit te voeren en tevens te assisteren bij het aansluiten van de boegschroef. De week ervoor had ik al een 2-tal flinke Optima’s Yellow Top gekocht bij YachtFit Scheepselektra (yachtfit.nl) en de voorbereiding gedaan om deze goed vast te zetten vlak bij de boegschroef.

Het resultaat: boegschroef SidePower SE 170/250TC, hoofdschakelaar (electrisch, samen met motorcontactslot), zekering 500 A, Yellow Top 24 V, automatische druppel lader CTEK  24 V:

Al weer een jaar geleden schreef ik over de aanpassing van het bedachte concept voor de elektriciteit op ons motorjacht Xanthiona Link naar vereenvoudiging-en-aanpassing-electrisch-schema. Het enige nadeel wat nog in het concept zat was dat er niet voldoende redundantie in zat. Het laden van de service accu’s en het omvormen van 24 V naar 230 V was gebaseerd op slechts 1 Victron Quattro van 8000 W. Als die dus stuk gaat, zit je zonder 230 V en worden de service accu’s niet meer geladen.

Op zoek naar een tijdelijke oplossing om in ieder geval deze zomer wat stroom te hebben als we voor de 1e keer met de Xanthiona op vakantie willen, liep ik tegen een geschikt Victron Mulitiplus van 3000 W aan. Samen met mijn motorbootvarende collega (en technisch expert) ontstond het idee om deze niet alleen tijdelijk te gebruiken, maar als definitieve oplossing om zo alleen het ‘huis’ gedeelte van de apparatuur (de lichte gebruikers) van 230 V te voorzien tijdens het varen. Ik kan dan koffiezetten, toilet doorspoelen, douchen, de led verlichting kan aan en ik kan een eitje bakken op het 2-pits inductie plaatje.

Door later er een zwaardere Victron Multiplus van 5000 W bij te zetten voor de zware gebruikers (oven, vaatwasser, combi was-droger,  3-in-1 boiler, 2de 2 pits inductiekookplaat) ontstaat er redundantie. Deze zware gebruikers, aangesloten op een aparte groepenkast, zijn alleen te gebruiken als er walstroom is of de generator is opgestart. Is er 1 van de 2 Victrons stuk, dan kan ik altijd een deel van de apparatuur omstekkeren als het moet.

Uitsnede uit het verder aangepaste electrisch concept, nu met redundantie

Volledig aangepast basis concept van 230 V electriciteit

Vele avonden heeft het gekost om beneden het interieur in te timmeren, bij elkaar ben ik er geloof ik 1,5 jaar mee bezig geweest. Althans met onderbrekingen, aandacht voor andere klussen en eigenlijk ben ik er maar 4 avonden en 1 middag mee bezig. Maar het voelt toch als een kleine overwinning nu eindelijk de wanden van de kamers benedendeks van ons motorjacht Xanthiona klaar zijn.

De zijwanden hebben allemaal extra pir isolatie gekregen en in de tussenwanden heb ik steenwol gestopt. De hal beneden is ongeveer voor de helft klaar, maar dat heeft geen haast. Een deel van het elektra zit er ook al in; aardig wat kabels zijn in de tussenwanden aangebracht. Ik wil in de kamers in ieder geval de bedden nog intimmeren, zodat we deze zomer (een beetje provisorisch nog) op vakantie kunnen. Daarna wil ik zo snel mogelijk boven beginnen om voor de winter het houtwerk rond de ramen (vanwege de condensvorming) klaar te hebben. Ik heb een klein beetje hoop dat het boven allemaal wat sneller gaat, omdat het daar allemaal wat rechter is en ik met grotere stukken plaatmateriaal kan werken.

7,5 cm dikke tussenwanden

Elektra in de tussenwanden

Extra isolatie in de tussenwand met steenwol

Eindelijk klaar met de wanden. Wand van de grote gastenkamer (voor in)

Mijn collectie schroeven. Van de doos linksboven ben ik nu met de 4e met 1000 schroeven begonnen.

Voor de electriciteit van ons motorjacht Xanthiona, had ik in eerste instantie bedacht om een Victron Quattro van 8000 W op te nemen, die gekoppeld aan een accubank van 1000 Ah, genoeg electriciteit moest leveren. Later bedacht ik dat als dit ene apparaat stuk is, dat er dan geen huishoudelijke apparatuur (koelkast, toilet, doucheafvoer, etc.) meer werkt want dat is allemaal 230 V apparatuur. In een vorig bericht over de electrische installatie dacht ik een oplossing gevonden te hebben voor het geval de Quattro stuk zou gaan door redundantie in te bouwen door 2 x een Victron Mulitplus omvormer/lader op te nemen in het systeem in plaats van 1 Quattro. Door toeval kon ik aan een geschikte Multiplus van 3000 W komen en het idee was om er later nog 1 van 5000 W bij te plaatsen, zodat ik weer aan de oorspronkelijk 8000 W totaal kom die ik dacht nodig te hebben.

Blokschema electriciteit 230 V en 24 V

Maar de combinatie van een 3000 en 5000 samen gaat niet werken. Ten eerste schrijft de fabrikant voor dat alleen 2 apparaten van hetzelfde type en sterkte paralel mogen worden geinstalleerd. Dus of 2 x 3000 W of 2 x 5000 W. Ten tweede verloor ik uit het oog dat ik 2 groepen van electrische gebruikers heb gemaakt. Groep 1 met alle lichte gebruikers (licht, wc, douchepomp, waterdruk, 2 pitsinductieplaat, espresso-apparaat). Deze groep moet altijd beschikbaar zijn, ook tijdens het varen. Dan wordt de stroom dus door de Multiplus vanuit de grote accubank omgezet naar 230 V. Tijdens het varen wordt de accubank via de paralel schakeling van het Cyrix relais (als de startaccu weer vol is) weer bijgeladen. Terug in de haven zorgt de walstroom er voor dat de accu’s verder worden bijgeladen. Voor anker wordt de generator gestart en niet gebruikte stroom gaat dan ook naar de accu’s.

Quattro met 2 ingangen en 2 uitgangen

Groep 2 heeft de zware gebruikers: oven, vaatwasser, wasmachine/droger combinatie, 2^de 2 pits inductieplaat en magnetron. Deze groep moet worden uitgeschakeld als er geen walstroom is of als er geen generator draait, omdat ze anders de service accu leeg trekken. De totale hoeveelheid stroom voor deze groep varieert, want niet alle apparaten staan tegelijkertijd aan. Deels berekend en deels geschat zou op piek momenten in de avonduren er ca. 40- 50 A nodig zijn. De Multiplus en Quattro omvormer/lader hebben beide een 2^de 230 V uitgang die wordt afgeschakeld als er geen walstroom of generator is. Logisch om de zware groep dus hier op aan te sluiten. Echter deze 2^de uitgang levert voor een 5000 W Multiplus of Quattro slechts 25 A. Die 25 A is niet genoeg voor de zware gebruikers.

Het aardige van de Multiplus en Quattro is dat ze een PowerAssist functie hebben. Als je bijvoorbeeld een 16 A walaansluiting hebt, maar je gebruikt (tijdelijk) 30 A, dan wordt er 14 A bijgeleverd via de Multiplus of Quattro vanuit de accubank. Later als er minder stroom nodig is, wordt de rest stroom gebruikt om de accu’s weer bij te laden. Deze functionaliteit is echter verbonden aan de 1^e 230 V uitgang van het apparaat. De PowerAssist heeft in het geval de zware gebruikers op de 2^de 230 V uitgang zijn aangesloten geen nut. De lichte gebruikers die op de 1^e 230 V uitgang zijn aangesloten hebben de PowerAssist functie waarschijnlijk niet nodig omdat ze samen te weinig stroom gebruiken.

Met de splitsing tussen lichte en zware gebruikers heeft in mijn geval de PowerAssist dus eigenlijk geen toegevoegde waarde. Om de PowerAssist wel te gebruiken moeten beide groepen op deze 1^e 230 V uitgang worden aangesloten. Om nu te voorkomen dat tijdens het varen (geen walstroom en geen generator) de accu’s onnodig worden leeg getrokken, kan ik bijvoorbeeld de hoofdschakelaar op de 2^de groepenkast met zware gebruikers, uitzetten tijdens het varen.

Stille generator

Door de PowerAssist is het mogelijk om een lichtere generator te nemen, immers als er meer stroom nodig is dan de generator kan leveren, wordt er uit de accu’s bijgeleverd en later als er minder stroom wordt verbruikt, wordt via de Multiplus of Quattro de accu’s weer bijgeladen. Een voordeel van een Quattro is dat deze een interne omschakelautomaat heeft voor de walaansluiting en de generator die je er direkt op aan sluit. Voor het aansluiten van een generator op een Multiplus heb je een seperate omschakelkastje nodig of je moet handmatig wisselen tussen de walaansluiting en de generator. Inmiddels heb ik besloten om terug te gaan naar het oorspronkelijke idee, namelijk 1 Quattro en een zware accubank. De redundantie die ik zocht ga ik oplossen door de gekochte Multiplus in de kast te zetten als reserve.

Het wordt dus een Quattro van maar 5000 W in combinatie met een in de toekomst aan te schaffen generator van ca. 6000 W. Dat is genoeg om tijdens piekgebruik in combinatie met de stroom uit de accu’s genoeg te leveren ook als er een aantal zware gebruikers aan staan. De bedoeling van de generator is dat deze automatisch aanspringt als er teveel stroom vanuit de accu’s wordt gevraagd. De generator blijft dan een tijd draaien en zal automatisch uitschakelen als de accu’s weer voldoende geladen zijn en er geen zware gebruikers meer aan staan.

Het meer gedetailleerde schema is als volgt:

Gedetailleerd schema 230 V en 24 V

Al jaren ben ik aan het nadenken over het definitieve ontwerp van de 24 Volt elektrische installatie voor ons motorjacht Xanthiona. Het basisprincipe is nog steeds dat alle huishoudelijke apparatuur zoveel mogelijk 230 Volt is en alle typische scheepsaccesoires en navigatie-apparatuur is 24 Volt. Een aantal keren heb ik hier al wat over geschreven en met name over het idee om een ‘distributed power system’ via digitaal schakelen met modules van Czone, te installeren. Voordelen van zo’n systeem zijn o.a. veel minder kabels en geen fysieke schakelaars. Nadelen: de configuratie is enigszins gecompliceerd. Met de recente aanschaf van een Victron Quattro lader/omvormer en de komst van de 940 Ah accu set werd het nu echt tijd om het volledige 24 V systeem te installeren. Bij de 20^ste wijziging op mijn ontwerp van het 24 V systeem moest ik me verder verdiepen in de dikte van de diverse kabels. Hieronder beschrijf ik wat ik tegenkwam en wat mijn overwegingen zijn.

Werkplank over de motor bij aanvang van de definitieve 24 V installatie

De tussenschakel tussen de accu set, de Quattro en het 24 V (Czone) systeem is een Victron DC Link box. Victron schrijft voor dat de Quattro wordt aangesloten met 2 x 50 mm². Dit betekent dus 2 x 50 mm² van de Quattro naar de DC Link box en van daar met 2 x 50 mm² naar de accus. Het hart van het Czone systeem zijn de ‘output interface’ modules die met een lange dikke kabel op de 24 V wordt aangesloten en dan kunnen er 6 lokale verbruikers worden aangesloten met korte dunne kabel. Totaal 6 x 20 Ampere = 120 Ampere. Hoe dik moet dan de kabel zijn? Voor de ankerlier die 125 Ampere nodig heeft schreef Lofrans een kabeldikte voor van 50 mm² als de afstand tot de accu minder is dan 3 meter. Dus heb ik 50 mm² even als uitgangspunt aangenomen voor de Czone. Naarmate kabels langer worden, treed er meer spanningsverlies op. 1 van de Czone modules zit op ca. 15.5 meter van de accu. En nu? Dikkere kabel? Hoeveel dikker? Het antwoord daarop is niet eenduidig.

Qua spanningsverlies is een op het internet bij een kabelleverancier gevonden richtlijn dat dit max 5 % mag zijn. 5 % van 24 V is 1.2 Volt. Diezelfde kabelleverancier geeft de volgende berekening voor draaddikte:

lengte x 2 x benodigde stroom x 0,0175 
(toelaatbaar verlies = 1.2)

De DC Link box tussen de 940 Ah accu set en verbruikers

Voor een apparaat dat 15 A verbruikt en op 8 meter afstand is bevestigd, is de draaddikte dus: 3.5 mm². Voor de Czone module op 15.5 meter afstand en die in principe maximaal 120 A gebruikt zou de draaddikte dan 15.5 x 2 x 120 x 0,0175 gedeeld door 1.2 = 54.2 mm² zijn. Maar!

Als ik even kijk naar de richtlijn van de American Boat and Yacht Council (ABYC), dan schrijven die voor 125 A een kabel van 4 AWG voor bij een omgevingstemperatuur van 75˚ C. Als de kabel in de motorruimte zit moet ie 2 AWG zijn. Handig die Amerikanen met hun niet-metrieke aanduiding. In sommige van de handleidingen van de apparatuur wordt ook vaak deze AWG dikte genoemd. Diezelfde 4 AWG is volgens de ABYC in het metrieke stelsel 21 mm² en de 2 AWG is 34 mm². Naarmate de omgevingstemperatuur omhoog gaat moet de kabel iets dikker zijn volgens de tabel van de ABYC. Overigens gelden de waardes voor een kabel die niet in een bundel van kabels is opgenomen. In het overzicht van de ABYC wordt echter geen rekening gehouden met lengte en spanningsverlies.

Bij een bundel van 3 kabels geldt volgens ABYC bij een omgevingstemperatuur van 75˚ C een kabeldikte van 35 mm² voor diezelfde 125 A en in de motorruimte moet ie dan weer ca. 54 mm² zijn. En ook hier geldt dat hogere omgevingstemperaturen leiden tot nog dikkere kabel. Zit de kabel in een bundel van 4 tot 6 kabels dan moet de dikte van de kabel zelfs berekend worden met een vermenigvuldigingsfactor van 0.857 volgens ABYC. Hoe groter de bundel, hoe kleiner de vermenigvuldigingsfactor en hoe dikker de kabel. Je ziet dat er dus nogal wat factoren zijn die invloed hebben op het bepalen van de dikte van de stroomkabel.

Volgens de Recreative Craft Directive van de CE is de ISO standaard 10133 voor gelijkstroom (DC) geldig en die spreekt over max 10 % spanningsverlies bij volledige belasting en bij 30˚ C omgevingstemperatuur. Zij geven een iets andere formule, die in dit geval meer uitgaat van het berekenen van het spanningsverlies bij een bepaalde draaddikte:

Spanningsverlies = 0.0164 x stroom x 2 x lengte kabel (kabel lengte gemeten heen en terug)
                                               draaddikte in mm²

Voor hetzelfde voorbeeld van de Czone module met max 120 A op 15.5 meter bij gebruik van een kabel van 50 mm² zou het spanningsverlies

Een deel van het Czone systeem op 24 V paneel

dan 0.0164 x 120 x 2 x 15.5 delen door 50 = 1.2 V zijn. Dit is ruim binnen de 10 %. Zouden we een kabel nemen van 35 mm², dan is de waarde 1.75 V. Pas bij 26 mm² kom ik op het max toegelaten 2.4 V spanningsverlies uit. De ISO gaat uit van een temperatuur van 60˚ C in een motorruimte. Waarbij er bij de ISO standaard weer vermenigvuldigingsfactoren worden gebruikt die afhankelijk zijn van de toegelaten temperatuur van de isolatiemantel van de draad. Zo geeft een draad met temperatuuraanduiding van 85-90˚ C een vermenigvuldigingsfactor van 0.89. De ISO schrijft tevens voor dat de te gebruiken draad altijd uit meervoudige aders moet bestaan en per dikte van de draad is de minimum hoeveelheid aders voorgeschreven. Voorbeeld een 10 mm² draad moet minstens 19 aders zijn. Als de stroomdraad veelvuldig wordt bewogen moet ie zelfs uit 168 aders bestaan. En zo zijn er nogal wat meer richtlijnen in de ISO over afstanden tussen kabels, krimpkous, kabelschoentjes, zekeringen, etc.

De ene fabrikant houd wel rekening met de factoren (lengte, temperatuur, locatie, hoeveelheid stroom, gebundeld ja/nee), maar anderen niet. Even een voorbeeld. Simrad schrijft voor zijn autopilot (trekt nogal wat stroom) een 30 A zekering voor, maar in het aansluitschema staat voor 24 V een waarde van 15 A bij een draaddikte van 2.5 mm² tot maximaal 6 meter. Simrad heeft het niet over temperatuur, bundeling en locatie. Thuis is 1.5 mm² al genoeg voor zelfs 16 A. De fabrikant van de stuurpomp die door de autopilot wordt aangestuurd schrijft maar 13 A voor. Moet ik nou uitgaan van de 30 A, de 15 A of de 13 A? Ander voorbeeld. 1 van de Czone modules wordt 12 Volt, omdat er ook een paar 12 V apparaten zijn. Een omvormer zet de 24 V om naar 12 V. De omvormer kan maximaal 40 A (12 V) leveren. Hoe dik moet de kabel dan zijn? DE ABYC schrijft 10 AWG (5.3 mm2) voor bij 75˚ C. Komt de kabel uit de motorruimte dan is het 6 mm² (75 C). Kijk ik naar de apparatuur die er daadwerkelijk aan de omvormer komt te hangen, dan kom ik totaal maar tot 26 A. Volgens de ABYC zou dan een kabel van 3.3 mm² genoeg zijn. Volgens ISO is de 16 mm² kabel (afstand ca. 8 meter, draad komt uit motorruimte) die ik hiervoor in gedachten heb goed genoeg. 0,0162 x 26 A x 2 x 8 meter delen door 16 mm² = 0.43 V. Dit is binnen de 10 % maximale spanningsverlies. En nu? Welke dikte te kiezen?

Van links naar rechts: scheidingstrafo, 5000 W Quattro en 3000 W Multi

Je ziet het, het wordt eigenlijk toch allemaal een beetje koffiedik kijken. Ik gebruik een beetje gezond verstand en kijk naar het daadwerkelijke verbruik en daar stem ik de kabels grotendeels op af. Ik kijk ook naar wat de fabrikant voorschrijft en ga liever voor de zekerheid voor een dikkere dan voor een te dunne kabel. Zo is de kabel van 0.5 meter die van de DC Link box naar de hoofdschakelaar voor alle 24 V apparatuur loopt 70 mm². Daar vandaan 70 mm² kabel over een lengte van 5 meter naar een verdeelpunt. Van het verdeelpunt loopt een 50 mm² kabel door naar een Czone module 8 meter verder. Voor het bereken van de totale lengte, komt de afstand van ca. 2 meter van de accu naar de DC Link box er nog bij. Dit is de eerder genoemde lengte van 15.5 meter, waarvoor een draaddikte van 54.2 mm² was berekend. Van het verdeelpunt loopt ook nog een 35 mm² voor een 2^de Czone module op 1.5 meter op de flying bridge. De kabel van de verdeelpunt naar de genoemde 24 V/12 V omvormer wordt 10 mm2 (ca. 30 cm). De kabel vanaf de hoofdschakelaar die naar de 3^de Czone module in de motorruimte loopt wordt 16 mm² op een afstand van 90 cm.

Het lijkt misschien allemaal wat overbemeten, maar een deel van de kabels wordt weggewerkt en kan later moeilijk vervangen worden. Ik ga dus maar uit van de situatie dat een Czone maximaal belast kan worden, ook al is de praktijk dat er daadwerkelijk veel minder wordt gebruikt door de apparatuur die er aan hangt.

Een goede voorbereiding is het halve werk. Althans ik probeer de geplande werkzaamheden voor het lange weekend dat ik nu elke 2de week naar ons motorjacht Xanthion ga, zo goed mogelijk voor te bereiden. Ook afgelopen weekend had ik voor de komende klus allerlei (accu)kabels op lengte laten maken, diverse onderdelen gekocht, thuis een testopstelling gemaakt, een configuratiebestand samen gesteld en na 2 ½ dag hard ploeteren kwam ik uiteindelijk 1 kabeltje te kort om het Czone ‘distributed power’ systeem dit weekend werkend te krijgen.

Het schema voor het Czone systeem in combinatie met het NMEA2000 systeem voor alle navigatie-apparatuur is al een onnoemlijk aantal keren aangepast op basis van allerlei gedachtes en theorie. Bij de installatie dit weekend bleek de praktijk toch weer anders te zijn en heb ik ter plekke nog verdere wijzingen aangebracht. Maar het zit erin.

Het paneel in de keuken met 24 V apparatuur en enige NMEA2000 informatie modules

Op onderstaand schema kun je het bekijken. Netwerk 1 is om 24 uur per dag met name de stroomvoorziening en het niveau van de 4 tanks te monitoren. Uitwisseling van gegevens via NMEA2000. Uiteindelijk kan dat ook via het internet op afstand. Netwerk 2 koppelt de meeste Czone modules aan elkaar en zorgt ervoor nadat de hoofdschakelaar van het 24 Volt systeem is aangezet dat een beperkt aantal apparaten van stroom wordt voorzien. Stroom voor de overige apparaten wordt aan of uit gezet via een voorgedefinieerde ‘mode’ of via een knop op het touchscreen. Het verloopt via NMEA2000. Netwerk 3 is voor de uitwisseling van alle informatie tussen de navigatie-apparatuur. Gegevens zoals GPS locatie, snelheid, koers, etc. wordt allemaal via NMEA2000 op de bus gezet en gelezen door de apparatuur die het nodig hebben. Ook het pookje voor de besturing bij de binnenstuurstand geeft met NMEA2000 berichten door aan de autopilot die de stuurpomp bedient of we naar links of rechts moeten. De netwerken zijn onderling gekoppeld via een netwerk brug en alle informatie komt in principe waar het moet zijn.

In theorie. Want dat ene kabeltje van het Czone display wat ik nog mistte, maakte het niet mogelijk om na de installatie ook te checken of het daadwerkelijk werkt zoals bedoeld. Ik kan de Czone modules op 2 manieren configuren, of via het Czone display (als ik het kabeltje had) of via een speciale Czone USB-CAN interface (die ik ook niet heb, kwam ik achter). De Czone USB-CAN interface stond wel op mijn bestellijst, maar toen de grote order uit de Verenigde Staten kwam, was deze vervangen door een Maretron USB-CAN interface. Ook goed dacht ik toen. Maar ik vermoed nu dat de Czone interface toch iets meer kan dan de Maretron, die gaf aan alleen de min of meer typische navigatie NMEA2000 berichten om te zetten. De Czone interface heb ik inmiddels via Ebay geschikt kunnen kopen.

Over 2 weken ga ik het opnieuw proberen. Of met het Czone display (met stroomkabeltje) of met de Czone USB-CAN interface.

3 netwerken, alles via NMEA2000

In de lange puzzel om het navigatiesysteem samen te stellen, had ik gekozen voor apparatuur die allemaal samenwerkt via NMEA2000. NMEA2000 is in de basis eigenlijk een CAN systeem zoals dat ook veel in autos voorkomt. Voor de watersport is dit aangepast tot NMEA2000. Je kunt willekeurige apparatuur van een willekeurige fabrikant laten samenwerken via NMEA2000. Zo langzamerhand had ik de spullen compleet, hier en daar wat gekocht via Ebay en Amazon uit Engeland, Duitsland en de VS. Het is bijna allemaal apparatuur van Simrad (plotter, dieptemeter, roerstandmeter, autopilot, AIS, GPS, kompas).

Alle bekabeling en de tankzenders zijn van Maretron. De navigatieapparatuur en de overige 24 V apparaten worden geschakeld via het digitale Czone systeem, dat ook met NMEA2000 werkt. Het Czone heeft deels een eigen netwerk, maar via een netwerkbrug staat het toch in verbinding met de rest van het navigatienetwerk. Ik beschreef dat ook uitgebreid in het vorig bericht Net 1 kabeltje te kort op motorjacht Xanthiona.

Maretron N2K Analyser om het NMEA2000 netwerk uit te lezen

Tijd om dus eens te kijken wat er allemaal gebeurt op het netwerk. In eerste instantie had ik in de VS een Czone NMEA-USB converter bestelt, maar een Maretron NMEA-USB converter geleverd gekregen. Eerder schreef ik al dat ik dacht dat het geen verschil zou maken. Dus wel. De Czone modules configureren lukt echt alleen met de Czone NMEA-USB converter. Via Ebay op de kop getikt. Twee weken geleden lukte het om met de Czone interface het systeem aan de praat te krijgen.

Actisense NMEAReader leest ook wat er gebeurt op het NMEA2000 netwerk

Ondertussen had ik ook de software van YachtControl aangeschaft die ideaal zou werken met alle apparatuur via NMEA2000 via een NMEA-USB converter. Maar niet met die van Maretron. Volgens YachtControl alleen met de NMEA-USB converter van Actisense. Nog maar een kastje erbij (uit Nederland). Met elk kastje komt ook eigen software. Via Maretron N2K Analyzer en de Actisense NMEAReader heb ik een goed beeld wat er op het NMEA2000 netwerk gebeurt.

Van Actisense heb ik ook de omzetter van de analoge motorgegevens naar NMEA2000 gekocht (nog een kastje). Om de gegevens van de Victron Quatttro om te zetten naar NMEA 2000 is een VE.bus naar NMEA2000 converter opgenomen in het systeem (nog een kastje). YachtControl wil ik voornamelijk gaan gebruiken om het hele navigatiesysteem, de motorgegevens, de tankgegevens, de 230 V en 24 V te monitoren.

Druk op de Rijn

Voor de navigatie wordt uiteindelijk PCNavigo gebruikt, maar voorlopig liet YachtControl ook erg fraai zien via NMEA2000 hoe druk het is in de buurt van Oberwinter op een doordeweekse dag op de Rijn met het AIS.

Ondanks alle kastjes en de hulpprogramma’s lukte het me het afgelopen weekend echter niet om de Simrad Autopilot de roerstandgegevens van de Simrad RF25 roerstandmeter te laten begrijpen. De Simrad NSS7 plotter begreep het wel en toont keurig netjes de stand van het roer. Dit vergt nog enige studie.

Wel roerstand op de Simrad plotter

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.

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.

De meest noodzakelijke informatie 24 uur per dag beschikbaar

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

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.

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.

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.

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?

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