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Erläuterungen zur installierten Stromversorgungsanlage
1.Schaltung
Die Schaltung besteht aus zwei getrennten Stromkreisen für das Bordnetz und dem Motornetz, die bei speziellem Bedarf einfach durch Umschalten verbunden werden können.
1.1Bordnetz
1.1.1Batterie
Es wurde die alte 120Ah Flüssigsäure-Starterbatterie durch eine neue 180Ah/20h Flüssigsäure-Verbraucherbatterie von EUROSTART für € 119,-- frei Haus ersetzt. Dadurch wurde die effektiv zur Verfügung stehende Energie kostengünstig verdoppelt.
1.1.2Landstrom
Für die Landstromversorgung und zum optimalen Laden der neuen Batterie wurde ein 25A Ladegerät mit Temperatur Sensor, Sulfatbehandlung und Pulserhaltungsladung (Ladegerät CTEK Multi XS 25000 mit 8 Phasen) für € 249,-- angeschafft.
1.1.3Motorstrom
Die Versorgungsbatterie wird normalerweise nicht über die Trenndiode vom Motor geladen, weil die Minuspole nicht miteinander verbunden sind. Dadurch wird sie nicht durch zu hohe Ladeströme belastet. Dennoch kann sie bei Bedarf durch einfaches Umlegen des Minus-Verbindungsschalters auch durch die Lichtmaschine geladen werden.
1.1.4Reservestrom
Die Starterbatterie wird permanent voll geladen und ist mit 120Ah überdimensioniert. Sie kann deshalb auch im Ausnahmefall problemlos durch Umlegen des Minus-Verbindungsschalters und Umschalten des Plus-Umschalters als Reservebatterie mit genutzt werden.
1.2Motornetz
1.2.1Batterie
Beide vorhandenen 120Ah Flüssigsäure-Starterbatterien wurden mit dem neuen CTEK-Ladegerät im Reaktivierungsmodus voll geladen. Nach der Säureprüfung wurde die bessere Batterie als Starterbatterie eingesetzt. Sie wird auch zukünftig wieder durch eine 120Ah Flüssigsäure-Starterbatterie ersetzt, da sie zum einen als Verbraucherreserve zur Verfügung stehen soll und zum anderen überstehen Batterien mit hoher Kapazität die hohen Ladeströme der Lichtmaschine besser, um eine möglichst lange Lebensdauer zu erzielen.
1.2.2Landstrom
Normalerweise wird die Batterie immer wieder schnell durch die Lichtmaschine aufgeladen. Zur Erhaltungsladung wird das alte Ladegerät genutzt. Zukünftig soll als Nachfolger ein 7A Ladegerät mit Sulfatbehandlung und Pulserhaltungsladung (Ladegerät CTEK Multi XS 7000 mit 8 Phasen) für € 149,-- angeschafft werden.
1.2.3Motorstrom
Zur Sicherstellung, dass die Batterie trotz angeschlossender Trenndiode durch die Lichtmaschine voll geladen werden kann, wurde an dem Lichtmaschinenregler eine Kompensationsleitung angeschlossen.
1.2.4Reservestrom
Sollte die Starterbatterie einen Defekt bekommen, kann im Ausnahmefall durch Umlegen des Minus-Verbindungsschalters und Umschalten des Plus-Umschalters die Verbraucherbatterie zum Starten genutzt werden.
2. Montage
2.1Batterien
Die Batterien konnten wieder in die vorhandene Batteriewanne eingesetzt werden.
2.2Trenndiode, Verbindungsschalter und Umschalter
Die Trenndiode befindet sich zur guten Kühlung direkt auf dem wassergekühlten Rumpf unterhalb der Batteriewanne. Die Schalter sind am Kasten um die Batteriewanne montiert, um kurze Kabelwege sicherzustellen.
2.3Verbindungen
Bis 16 mm2 Kabelquerschnitt wurden die Kabel mit noch bezahlbarem Spezialwerkzeug gekrimpt. Die Starkstromkabel wurden mit Hilfe von hochwertigen Armaturen für den Car-HiFi Bereich mit vergoldeten oder vernickelten Oberflächen verbunden. Dazu wurden über die Kabelenden vergoldete Aderendhülsen geschoben und dann in den passenden Kabeleinlässen der Armaturen wie z. B. Batterieklemmen, Kabelschuhe, Kabelverteiler, Sicherungsverteiler und Sicherungshalter mit einer speziellen Imbusschraube eingequetscht. Die Verbindungen mit den Starkstrom-Kabelschuhen wurden zusätzlich mit selbstverschweißenden Isolierband umwickelt.
Anmerkungen:
1.Ich glaube, diese Schaltung ist durch Verwendung billigerer und unempfindlicherer Flüssigsäure-Batterien anstelle von teuren GEL- oder AGM-Batterien wirtschaftlicher, als so manch anderer „kommerzieller" Vorschlag; kann problemlos in Eigenleistung installiert werden und passt sich jederzeit allen möglichen Gegebenheiten an.
2. Die Schaltung ist eigentlich durch die Trennung der Stromkreise zu aufwendig. Es mussten auch einige Verbraucher wie z.B. der Motorlüfter und die Diesel-Tankanzeige zum Teil neu verdrahtet werden, da der Pluspol am Motorstromkreis und der Minuspol am Verbraucherstromkreis angeschlossen war.
3. In der Praxis während des Urlaubes konnten wir jedenfalls feststellen, das auch nach drei Tagen ohne Landstrom die Verbraucherspannung nie unter 12V gesunken ist, trotz niedrigen Temperaturen im Kühlfach.
4. Durch eine Aufrüstung mit einer kleinen Solaranlage würde man auf den Anschluss an den Landstrom sicherlich noch länger verzichten können.
Meine vorherigen Gedanken sahen wie folgt aus:
Überlegungen zur praktischen Verbesserung der Stromversorgung an Bord
(Konventionelle Batterien vs. „moderne" Batterien)
Da ich auch mal Elektroniker war, bin ich immer mal wieder von Vereinskameraden angesprochen worden, welche Batterietypen die besten sind und wie man die Stromversorgung an Bord optimieren könnte.
Um aussagefähig zu werden habe ich mich mit diesem Thema zwischenzeitlich beschäftigt und bin auf eine theoretische Lösung mit „modernen" AGM Batterien für ca. 1.000,-- Euro gekommen, die so ähnlich auch in anderen Veröffentlichungen empfohlen wird. Sie ist halt wartungsfrei und theoretisch wirtschaftlich, da die höheren Anschaffungskosten für die AGM Batterien durch die längere Lebenserwartung ausgeglichen werden sollte. Zu sehen als Blockdiagramm 1 auf dieser Seite.
Nun wurde in einer Zeitschrift ein Praxistest für die Batterieladung an Bord veröffentlicht, bei dem der Redakteur selbst einräumt, dass der Test nicht ganz praxisgerecht ist, da ein Hochleistungs-Lichtmaschinenregler mit Temperaturregelung verwendet wurde. (Zusatzkosten ca. 400,-- Euro).
Durch die gezeigten Diagramme wurde mir aber erstmals richtig bewusst, wie wichtig es ist, die Ladung der teuren AGM Batterien mit der Lichtmaschine durch die Temperaturkompensation zu regeln, um sie vor Überhitzung und damit vor Schädigung beim Laden zu schützen. Es wird ja schließlich ein extrem hoher Ladestrom von der Lichtmaschine an die teilentladenen AGM Batterien geliefert. Dieser entspricht einem vielfachen des Ladestromes eines normalen Ladegerätes, bei dem man ja unbedingt auf die richtige Kennlinie und auf die Temperaturkompensation achten soll.
Jetzt verstehe ich auch, wieso sich so viele Leute über die kurze „Lebenszeit" ihrer „modernen" Batterien trotz Anschaffung eines speziellen Ladegerätes wundern.
Mein 1. Fazit: Ein HL-Regler für die Lichtmaschine gehört zu jeder vernünftigen Anlage mit AGM Batterien und somit steigen die Gesamtkosten für mein Beispiel auf ca. 1.400,-- Euro und damit stellt sich erneut die Frage der Wirtschaftlichkeit.
Bei offenen Säure Batterien könnte man im Gegensatz zu den AGM Batterien einfach mal etwas Wasser nachfüllen. Ebenfalls kann bei den konventionellen Batterien eine gezielte Ausgleichsladung zur Regenerierung vorgenommen werden.
Also was ergibt sich, wenn man seine vorhandene Anlage nicht auf die „modernen Batterietypen" umstellt, sondern einfach erweitert? Hier folgt nun ein Beispiel, wie ich es machen möchte:
Zurzeit besteht meine Anlage aus zwei einfachen Säure Batterien à 120Ah. An der Verbraucherbatterie ist ein alter 18A „Full Automatic Charger" von der Fa. Wilhelm Hubert Elektrotechnik, Hamburg, PN420 angeschlossen ( mit einem streuarmen Schnittbandkerntrafo 200-240V/100-120V, Protect against Rain, Kennlinie ?) und an der Starterbatterie ist der Motor mit Lichtmaschine und Anlasser angeschlossen. Die Verbraucher sind über einen Batterieumschalter mit den Stellungen 1 / Both / 2 / Off mit den Batterien verbunden. Zu sehen als Blockdiagramm 2 auf meiner Seite:
Es ist auch schon zusätzlich ein Batterie Hauptschalter und eine elektronische Trenndiode mit minimalem Spannungsverlust vorhanden.
Hier sind jetzt meine Gedanken zur praktischen Verbesserung:
Für eine nach Kostengesichtspunkten optimierte Anlage, müssen möglichst viele vorhandene Komponenten und billigste Batterien genutzt werden. Ferner sollte die Anlage durch Ausstattung mit einer Reservebatterie und mit einem zweiten Ladegerät betriebssicherer arbeiten, als die vorherige theoretische Lösung.
Bei der Installation entsprechend meines Blockschaltbildes 3, müssten zu den vorhandenen Komponenten für die Verbraucherbatterie ein 25A Ladegerät mit Sulfatbehandlung und Pulserhaltungsladung (Ladegerät CTEK Multi XS 25000 mit 8 Phasen für 249,-- Ebay-Preis)
für die Reservebatterie ein zusätzlichem Pulser zur Verhinderung der Sulfatierung mit 13,6 V Abschaltspannung (69,--)
und eine Säure Starterbatterie 63AH (ca. 50,--) angeschafft werden.
Hinzu kommen für eine vergleichbare Betriebsdauer von zehn Jahren nach und nach schätzungsweise 3 x 100AH Säure Batterien (à 75,-- / Real-Preis) und eine weitere Starterbatterien (50,--).
Also für die nächsten 10 Jahre zusammen knapp 650,-- Euro für eine konventionelle Anlage, anstelle von knapp 1.400,-- Euro für eine allgemein empfohlene Anlage mit modernen AGM-Batterien.
Mein 2. Fazit: Die absolute Wartungsfreiheit der Anlage mit den modernen Batterien muss man sich teuer erkaufen und damit ist so eine Anlage für mich nicht wirtschaftlich!
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