Autarkes Leben auf dem Segelboot: Unser Energiekonzept für Langfahrt und Blauwasser

Einführung

In diesem Artikel stelle ich Dir im Detail unser Energiemanagement unseres 46-Fuß-Segelboots „La Licorne“ vor. Dieses Konzept basiert auf unseren Erfahrungen und den Notwendigkeiten eines autarken Lebens an Bord während Langfahrt und Blauwasser-Segeln. Im Laufe der letzten sieben Jahre haben wir auf unseren insgesamt drei Segelbooten verschiedene Installationen genutzt, ausprobiert und optimiert.

Die „La Licorne“ ist unser Zuhause und unsere Energieversorgung ist ein entscheidender Aspekt für unseren Lebensstil. Da wir meist vor Anker leben und daher keinen Landstrom zur Verfügung haben ist für uns die eigene Striomerzeugung extrem wichtig.

In diesem Artikel gebe ich dir eine detaillierte Übersicht über unser aktuelles autarkes Energiemanagement auf Segelbooten für Langfahrt, die verwendeten Technologien und unsere bisherigen praktischen Erfahrungen.

Bestand der bisherigen Installation

Bei der Übernahme unseres 46-Fuß-Segelboots „La Licorne“ hatten wir bereits eine Reihe von Installationen, die wir nicht ändern wollten. Diese ursprüngliche Installation war die Standardausstattung der Amel Santorin, ein bewährtes Setup, mit dem viele Langfahrtsegler die Welt umrundet haben.

Vorhandene Komponenten:

1. Hausbatteriebank:
   • Eine einzige Hausbatteriebank bestehend aus 3 Stück 100 Ah AGM Batterien
   • diese wurden gleichzeitig für den Anlasser, den Segelbetrieb und als Verbraucherbank genutzt wurde.
   • Diese Hausbank war für alle wesentlichen Stromanforderungen an Bord verantwortlich.
   • keine separate Verbraucher Batteriebank
2. Solarpanel auf dem Besanmast:
   • Ein kleines Solarpanel, das vom Vorbesitzer installiert wurde und die Starterbatterie im Winterlager erhalten sollte. Vermutlich 50 Watt.
3. Wellengenerator an der Propellerwelle:
   • Dieser Generator ist an der Antriebswelle montiert und nutzt die Bewegung des Propellers während des Segelns, um Strom zu erzeugen.
   • Der Wellengenerator liefert Gleichstrom (DC) mit einer Kapazität von 90 A, der in die AGM-Batterien eingespeist wird.
   • Der Wellengenerator soll beim Segeln einen Ertrag von ca. 15-25 A erlauben, wie andere Segler des selben Bootes berichten.
4. Lichtmaschine am Dieselmotor:
   • Der Motor ist mit einer Lichtmaschine ausgestattet, die Strom erzeugt, wenn der Motor läuft.
   • Diese Lichtmaschine lädt ebenfalls die AGM-Batterien auf und stellt sicher, dass wir ausreichend Energie zur Verfügung haben, wenn wir den Motor verwenden.
   • Die Lichtmaschine hat eine Kapazität von 70 A bei 12 V.

Warum wir diese Installation nicht ändern wollten:

• Bewährtes System: Die Amel Santorin ist bekannt für ihre zuverlässige und durchdachte Standardinstallation. Viele Langfahrtsegler haben mit dieser Konfiguration erfolgreich die Welt umrundet.
• Stabilität und Zuverlässigkeit: Die bestehende Installation hat sich als stabil und zuverlässig erwiesen, was für uns als Langfahrtsegler von größter Bedeutung ist.
• Einfache Ersetzbarkeit: AGM Batterien sind überall auf der Welt einfach erhältlich.
• Einfaches Backupsystem, falls was mit den LiFePo4 Batterien etwas nicht in Orndung sein sollte oder diese komplett ausfallen sollten

Herausforderungen der Bestandsinstallation:

• Keine Unterteilung in Starter- und Verbraucherbatterie:
  • Die ursprüngliche Konfiguration hatte nur eine Hausbank, die gleichzeitig für den Anlasser, den Segelbetrieb und als Verbraucherbank ausgelegt war. Es gab keine separate Starterbatterie und Verbraucherbatterie.
  • Diese Konfiguration war nicht ideal, da bei einer Entladung der Hausbank das Risiko bestand, dass der Motor nicht mehr gestartet werden konnte.
  • Keine Sicherungen an den Batterien, damit keine Leitungssicherungen bis zum Verbraucherpaneel 12 V oder den großen Verbrauchern wie Ankerwinde oder elektrischen Furlern
• Kein Inverter für 230 V Strom vor Anker
• Wenig Speicherkapazität für Energie
• Geringe Autonomie ohne Erzeuger ca. 1,5 Tage
• Wenige Energieerzeuger mit relativ geringem Ertrag für heutige Ansprüche

Unsere Lösung:

Um diese Herausforderung zu bewältigen und die Zuverlässigkeit unserer Energieversorgung zu erhöhen, haben wir eine zusätzliche Batteriebank installiert. Diese neue Batterieinstallation besteht aus 2 Stück 200 Ah Victron LiFePo4 Batterien und stellt sicher, dass wir immer eine dedizierte Starterbatterie haben. Die bisherige Hausbank wird die Starterbatterie für die Verbraucher bei Segelbetrieb. Dies verbessert nicht nur die Sicherheit, sondern auch die Effizienz unseres Energiemanagements.

Das Batteriesystem

Unser Batteriesystem (alt und neu) besteht also aus mehreren Komponenten, die zusammenarbeiten, um eine stabile und zuverlässige Energieversorgung sicherzustellen:

• Victron LiFePO4 Batterie Smart 12,8V/200Ah Bluetooth (neu):
  • Diese beiden Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien von Victron Energy sind im Cockpit installiert, da der Motorraum zu warm wäre.
  • Jede Batterie hat eine Kapazität von 200 Ah.
  • Sie bieten eine hohe Energiedichte und eine lange Lebensdauer.
  • Diese Batterien haben wir neu nachgerüstet.
• AGM-Batterien im Motorraum (Bestand):
  • Diese drei AGM-Batterien, jeweils mit einer Kapazität von 100 Ah, werden hauptsächlich für den Startermotor und als Backup verwendet.
  • Sie sind robust und weltweit erhältlich, was sie zu einer zuverlässigen Wahl macht.
  • Sie waren schon an Bord und gehören zur Hausbank der Amel Santorin.
• B2B Ladegerät

Natürlich reicht es nicht aus, Energie in Batterien speichern zu können. Energie muss auch erzeugt werden. Hier setzen wir auf verschiedene Möglichkeiten. Fangen wir mit den Solarpaneelen an.

Die Energiequelle: Solarzellen

Auf der „La Licorne“ nutzen wir mehrere Solarzellen, um unseren Energiebedarf zu decken. Unser Solarenergiesystem besteht aus:

• Ein kleines Solarpanel auf dem Besanmast:
  • dient der Ladungserhaltung der AGM Batterien.
• Zwei 110-Watt-Panels an den Seiten:
  • Diese Solarmodule von Solara können hochgeklappt werden und arretiert werden.
  • Sie liefern jeweils etwa 7 A bei maximaler Leistung und laden die LifePo4-Batterien.
  • Das funktioniert sowohl beim Segeln als auch vor Anker.
• Zwei 420-Watt-Hausmodule am Heck:
  • Diese Module stammen von JA Solar und wurden erst kürzlich installiert.
  • Sie liefern bei optimalen Bedingungen zusammen über 50 A.
  • Wir haben bereits mehr als 4 kWh an Ertrag an einem Tag im Hafen mit Teilverschattung der Solarpaneele gemessen.
  • Auch diese Solarmodule laden die LifePo4-Batterien.

Warum Hauspaneele?

Wichtig bei der Wahl der Paneele ist aus meiner Sicht vor allem die Qualität der Zellen, die Verarbeitung und die Komponenten. Weshalb aus unserer Sicht Hauspaneele für das Meer geeignet sind:

• Gute Paneele haben eine Konstruktion als Glas-Glas oder Glas-Folie Paneele. Glas-Folie ist weniger belastbar, weil kein Glas auf der Rückseite, aber leichter als Glas-Glas-Paneele. Unsere Paneele sind Glas-Glas-Paneele.
• Die Folie ist mit der Glasschicht fest und wasserdicht verklebt. Es ist nur eine Kunststoffschicht zur offenen Seite hin, keinerlei Metall, mit Ausnahme des Rahmens
• Der Hersteller ist als Qualitätshersteller bekannt.
• Alu muss nicht extra für Seewasser zugelassen sein, Alu ist als solches schon sehr seewasserresistent. Wichtig ist die Isolierung gegen galvanische Korrosion, wie bei allen Paneelen.
• Der Anschlusskasten auf der Rückseite ist ein ganz normaler wasserdichter Anschluss. Er unterscheidet sich in nichts von den Anschlusskästen, die wir auf den See wasserfesten Solarmodulen zum Beispiel von Solar haben.
• Kabel und Stecker? Die Kabel und Stecker sind ebenfalls ganz normale Standardware unterscheiden und unterscheiden sich ebenfalls nicht in der Qualität oder der Verarbeitung von den Steckern, die an den Solarmodulen verbaut sind.

Ich kann keinen Unterschied in der Qualität zwischen Solarpanelen, die für Marineeinsatz gedacht sind und normalen Hauspanelen entdecken.

Jedenfalls keine Unterschiede, die einen Preisunterschied des achtfachen(!) Preises ausmachen würden.

Zusammen erzeugen diese 3 Module eine Leistung von 1060 Watt, ohne das kleine Modul. Diese Energie wird in unsere LifePo4-Batterien eingespeist und steht uns für den täglichen Gebrauch zur Verfügung. Die Installation dieser Solarzellen war ein wichtiger Schritt, um unsere Unabhängigkeit und Nachhaltigkeit zu verbessern.

Zusätzlich haben wir noch zwei fliegende Solarpaneele mit jeweils 100 W in Reserve, die wir auf dem Bini auslegen können. Diese sind im Energiekonzept bisher noch gar nicht im Ertrag berücksichtigt.

Energieüberwachung und Steuerung

Um den Energiefluss und die Verteilung effizient zu verwalten, haben wir zwei Hauptgeräte installiert:

• Cerbo GX: Der zentrale Computer von Victron Energy verarbeitet alle Daten von den Batteriemanagementsystemen (BMS), Multiplus und allen Ladegeräten. Er bietet eine umfassende Übersicht über unser Energiemanagement auf Segelbooten für Langfahrt. Hier laufen alle Informationen der Geräte zusammen und werden hier verarbeitet.
• Digital Multicontrol: Dieses Gerät steuert den Victron Multiplus, einen Wechselrichter und Ladegerät. Da der Multiplus im Motorraum installiert ist, können wir ihn nicht direkt erreichen. Das Digital Multicontrol ermöglicht uns, den Multiplus fernzusteuern und den aktuellen Betriebszustand zu überwachen.

Diese Geräte sind entscheidend für die Steuerung und Überwachung unserer Energiequellen und den effizienten Betrieb unserer Systeme. Mit dem Cerbo GX können wir detaillierte Informationen zu jedem einzelnen Punkt unseres Energiesystems abrufen, während das Digital Multicontrol uns die Flexibilität gibt, den Multiplus je nach Bedarf zu steuern.

Unser Energiesystem ist so konzipiert, dass es die Vorteile der verschiedenen Batterietypen und Ladequellen maximiert. Die LifePo4-Batterien bieten hohe Leistung und Effizienz, während die AGM-Batterien als Backup-System fungieren und bei Bedarf einspringen können.

Ladung und Entladung

Ein wichtiger Aspekt unseres autarken Energiemanagements ist die effiziente Ladung und Entladung der Batterien. Hier kommen mehrere Technologien zum Einsatz:

• Victron Multiplus: Dies ist ein Wechselrichter und Ladegerät, das sowohl 230-Volt-Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) umwandeln als auch Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln kann. Es ist im Motorraum installiert und spielt eine zentrale Rolle bei der Energieumwandlung. Der Multiplus hat eine Leistung von 3000 W und eine Ladekapazität von 120 A bei 12 V. Er dient damit als Landstrom Ladegerät für die LifePo4-Batterien und als Inverter.
• Victron Battery Protect: Dies ist ein elektronischer Schalter, der vom BMS gesteuert wird und die LifePo4-Batterien schützt, indem er die Ladung stoppt, wenn eine Anomalie auftritt. Er stellt sicher, dass die Batterien nicht überladen oder übermäßig entladen werden.

Diese Systeme arbeiten zusammen, um eine sichere und effiziente Energieverwaltung auf unserem Segelboot zu gewährleisten. Der Multiplus ermöglicht uns die Nutzung von Landstrom, wenn verfügbar, und sorgt gleichzeitig dafür, dass wir auch ohne externe Stromquelle autark bleiben können. Der Battery Protect schützt unsere Batterien vor Schäden und verlängert ihre Lebensdauer.

Das Gesamtkonzept: Ein Überblick

Das Energiekonzept der „La Licorne“ ist darauf ausgelegt, verschiedene Energiequellen und -verbraucher effizient zu verwalten. Hier ein Überblick über die wichtigsten Komponenten und deren Zusammenspiel:

• Starterbatteriebank AGM für Starter und als Backup
• LiFePo4 Batterien als Verbraucherbatterien mit großer Kapazität
• Solarsysteme: Die verschiedenen Solarmodule sind an den Positionen installiert, die am wenigsten verschattet werden. Sie liefern Strom, der in die Batterien gespeist wird.
• Wellengenerator und Lichtmaschine: Diese zusätzlichen Energiequellen nutzen die Bewegung des Propellers und den Motorbetrieb, um Strom zu erzeugen und die AGM-Batterien zu laden.
• Batteriemanagementsystem (BMS): Dieses System überwacht und steuert die Lade- und Entladevorgänge der Lifepo Batterien. Es stellt sicher, dass die Batterien optimal genutzt werden und schützt sie vor Schäden.
• Cerbo GX und Digital Multicontrol: Diese Geräte bieten eine umfassende Übersicht und Steuerungsmöglichkeiten für das gesamte Energiesystem.
• Multiplus: Dieser Wechselrichter und Ladegerät wandelt Strom um und sorgt für die flexible Nutzung von Energiequellen.
• Battery Protect: Dieser Schalter schützt die Batterien vor Überlastung und Tiefentladung.

Verbindung zwischen AGM- und LifePo4-Batterien: B2B-Ladegerät

Ein wichtiger Aspekt unseres Energiekonzepts ist die Verbindung zwischen den AGM-Batterien und den LifePo4-Batterien durch ein Victron Orion-Tr Smart 12/12-30A (360W) B2B-Ladegerät. Diese Verbindung ermöglicht es uns, die Energie vom Wellengenerator und der Lichtmaschine auch dann zu nutzen, wenn die AGM-Batterien bereits voll sind. Das B2B-Ladegerät übernimmt dabei eine entscheidende Rolle:

• Energieübertragung: Das B2B-Ladegerät erkennt, wenn die AGM-Batterien voll geladen sind. Anstatt die zusätzliche Energie nicht zu nutzen, leitet es diese Energie an die LifePo4-Batterien weiter. Dies stellt sicher, dass die erzeugte Energie optimal genutzt wird und keine Ressourcen verschwendet werden.
• Ladecharakteristik: Das B2B-Ladegerät passt die Ladecharakteristik an die Ladekurve der LifePo4-Batterien an. Dies ist wichtig, da AGM- und LifePo4-Batterien unterschiedliche Ladeanforderungen haben. Das Ladegerät sorgt dafür, dass die LifePo4-Batterien sicher und effizient geladen werden.
• Nahtlose Integration: Diese Technologie ermöglicht eine nahtlose Integration der beiden Batteriesysteme, ohne dass Änderungen an den bestehenden Systemen vorgenommen werden müssen. Die AGM-Batterien bleiben als Hauptenergiequelle für den Motor und die grundlegenden Systeme erhalten, während die LifePo4-Batterien als zusätzliche Energiequelle dienen.

Diese Verbindung zwischen den AGM-Batterien und den LifePo4-Batterien erweitert unsere Energiekapazität und verbessert die Effizienz unseres gesamten Systems. Selbst wenn wir längere Zeit unterwegs sind und keine Möglichkeit haben, Landstrom zu nutzen, können wir sicherstellen, dass unsere Batterien immer ausreichend geladen sind.

Praktische Erfahrungen und Optimierungen

Unsere Erfahrungen mit dem aktuellen Energiekonzept sind äußerst positiv. Hier einige Highlights unserer praktischen Anwendung:

• Effiziente Energieerzeugung: Die Kombination aus Solarmodulen und effizienten Ladegeräten ermöglicht es uns, auch bei wenig Sonnenschein ausreichend Energie zu erzeugen. An einem normalen sonnigen Tag im Mai konnten wir unseren Batterieladestand von 65% auf 85% erhöhen, obwohl alle Verbraucher in Betrieb waren. Ebenso konnten wir nur mit den großen Solarmodulen über 4 kWh Energie an einem Tag erzeugen.
• Flexibilität und Sicherheit: Das BMS und der Battery Protect sorgen für eine sichere und flexible Energieverwaltung. Wir können die Systeme je nach Bedarf anpassen und optimieren.

Energiesystem-Schaubild

Anbei findest du das Schaubild unserer Installation mit allen Details. Wir haben es nach bestem Wissen und Gewissen erstellt, können jedoch keine Gewähr für die Richtigkeit und Vollständigkeit übernehmen. Das Schaubild zeigt die gesamte elektrische Installation der „La Licorne“ und verdeutlicht die Verbindungen zwischen den verschiedenen Komponenten. Es ist ein hilfreiches Werkzeug, um das Verständnis für unser Energiemanagement zu vertiefen.

Wichtig ist mir: Ich bin weder Elektriker noch Fachmann in Bootselektrik. Wenn Du Dich daran orientieren möchtest, oder das als Anregung nehmen möchtest, dann bitte auf eigene Gefahr. Es können Fehler enthalten sein.

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Der jetztige Stand

Wer uns bereits kennt, weiß, dass wir mit dem bisherigen Boot mit einem ganz ähnlichen Setup unterwegs waren. Allerdings hatten wir nur die beiden Solarflügel und zwei mal 100 Watt fliegende Solarmodule. Daher musste der Benzin Generator einmal die Woche für einige Stunden laufen. Mit dieser Erfahrung haben wir versucht es diesmal besser zu machen.

Das neue Boot bot den Platz für einen Solarträger. Wir sind glücklich darüber, dass wir hier deutlich mehr Solar unterbringen konnten. Außerdem freuen wir uns sehr, dass die Amel Santorin 46 standardmäßig schon mit einem Wellengenerator ausgestattet ist.

Wir befinden uns seit mehreren Wochen in der Testphase unseres Systems. Bisher funktioniert alles reibungslos und wie zu erwarten. Die Energieausbeute der beiden großen Solarpaneele ist überwältigend gut.

Schwachstellen

Trotzdem muss man anmerken, dass wir vermutlich vor Anker Warmwasser nicht benutzen werden können, aufgrund des hohen Energiebedarfs. Alle anderen Geräte, inklusive Waschmaschine, Starlink, Kühlbox und gelegentlichen elektrisch kochen sollte aber über das System abzudecken sein.

In diesem Bestand System steckt ebenfalls noch viel Optimierung Potenzial. Starlink läuft derzeit noch über 230 V, ebenso werden die Laptops noch über 230 V geladen. Hier werden wir noch Optimierungen vornehmen, im Moment geht es uns darum, möglichst schnell den Hafen zu verlassen, hier stehen im Moment andere und wichtigere Aufgaben im Vordergrund.

Auch den große Solarladeregler 100/50 haben wir zwischenzeitlich durch einen 150/70 ersetzt.

Derzeit nutzen wir den Wellengenerator und die Lichtmaschine genauso wenig wie die beiden Solarflügel, da wir uns noch im Hafen befinden. Diesen Energiebetrag habe ich daher nicht mit gerechnet. Ich bin gespannt, wie es sich dann tatsächlich draußen in der Ankerbucht verhalten wird.

Aber wie so häufig, es ist ein lebendes System und wird über die Monate und Jahre sicherlich angepasst verändert und optimiert werden. Wenn du das nicht versäumen willst, dann abonniere unseren Blog und du wirst auf dem Laufenden gehalten.

Schlussfolgerung

Unser Energiekonzept auf der „La Licorne“ zeigt, wie wichtig eine sorgfältige Planung und die Nutzung moderner Technologien für ein autarkes Leben auf einem Segelboot während Langfahrt und Blauwasser-Segeln sind. Die Kombination aus verschiedenen Solarzellen, effizienten Batterien, Wellengenerator, Lichtmaschine und intelligenten Steuerungssystemen ermöglicht es uns, unseren Energiebedarf zuverlässig und nachhaltig zu decken. Wir hoffen, dass dieser Überblick dir Einblicke und Inspiration für deine eigenen Projekte gibt. Wenn du Fragen oder Anmerkungen hast, zögere nicht, diese in den Kommentaren zu hinterlassen.

Weitere Ressourcen

Falls du mehr über unser Energiekonzept und unsere Erfahrungen erfahren möchtest, schau dir unser Video hier an. Weitere Informationen und detaillierte Anleitungen findest du auch auf unserem Blog Hafenkino.blog.

Wir freuen uns auf deine Meinung! Hinterlasse einen Kommentar und teile deine eigenen Erfahrungen oder Fragen zum Thema Energiemanagement auf Segelbooten für Langfahrt und Blauwasser. Wenn dir dieser Artikel gefallen hat, teile ihn doch mit deinen Freunden und anderen Seglern!

Ein paar Eindrücke der Grundinstallation auf unserem vorherigen Boot, der Ariba (Dufour 39 von 1984, Germman frers) Findest du in dem Artikel über die Vorbereitungen zur Langfahrt.

Letzte Aktualisierung am 26.07.2024 / Affiliate Links / Bilder von der Amazon Product Advertising API