[:en]Comparison of various energy sources[:de]Vergleich verschiedener Energiequellen[:]
[:en]On Five Senses, the main source of energy so far has been the shore power connection. While cruising, I had relied on the alternator of the ship's diesel as an additioal source. What a mistake! Equipped with lead acid batteries (4 x 100 Ah), the alternator only fed in electricity for a few hours a day. However, lead acid batteries require long charging times to really reach their full capacity. Also, the manufacturer's specifications of older alternators are not really correct in terms of their output. Low RPM of the engine, unfavourable temperatures during summer time and contribut to a lot of power loss. Jason Wynn measured his charge current and posted a video. At idle he achieved 25A, at 2000 RPMs it was a maximum of 28A. I'm afraid our setup will hardly deliver better values. This means that neither the charging current nor the charging time on board the Five Senses have been sufficient to provide us with sustainable energy. Season 2019 will be different!
Alternator: New generations of alternators achieve higher charging currents even at lower speeds/RPMs. You can also mount a second device on the ship's diesel. If you have electricity storage that can be charged quickly, 1-2 engine hours a day are sometimes enough to replenish your energy reserves. I definitely don't want to install a generator with another fuel engine, because that would entail maintenance costs, etc. and also means weight and noise on board. The idea of sustainability and environmental protection naturally also come into play. Even if an additional alternator costs a little engine power for me a clear go.
Hydrogenerator: This technology has developed rapidly in recent years. If cruising at sufficient speed, a propeller-driven generator rotates and thus supplies energy. The additional water resistance is negligible. For our main cruising area, the upper Adriatic, I don't think such a solution is ideal, since in summer we usually sail under light wind conditions. Together with the start-up costs, this is not a perfect solution for me, even if the technology overall makes a lot of sense to me. The crew of "Sailing 7 Seas" had a completely different idea. The ship's diesel was exchanged for an electric motor, which now also recuperates electricity while sailing. Cool idea!
Wind generator: Again, new developments have brought good improvements. Annoying wind noise and vibrations are becoming a matter of the past. The advantage of a wind generator is undoubtedly that it also works at night as long as there is enough wind. The charging currents at 3-5 beaufort are considerable and such a solution is certainly one of the choices for longer passages. The cost / income ratio for wind generators is cost! Maybe later for the Atlantic crossing ;-)
Solar power: Solar cells have seen several steps-up in technology in recent years. In addition to fixed / rigid installations, there are now also flexible panels. Although they seem to have a shorter lifespan, there is progress here too. An Italian manufacturer produces their panels without the vulnerable soldering points and has redundant wiring, which means that the flexible solar panels remain functional for a much longer time. In addition, such a panel only has a maximum of 2.5 kg. A second problem was shadowing. If even small areas or single cells were covered, the charging performance dropped rapidly. A horror on a sailboat with large "shaded areas". New, intelligent charge controllers can now master this challenge much better. And we have enough space on deck, so again: "green light!"
Fuel cell: For some years now, fuel cells run with alcohol have been able to produce energy. The charging capacity can be almost completely automated via programmable relays. As long as you have enough alcohol (usable for this device!) on board, you won't run out of electricity. This still very young technology is relatively expensive compared to other energy sources on board and I don't imagine constantly lugging around the canisters. So I'm waiting here for a few more years for further developments.
In addition to new energy storage, I will plan for solar fields and an additional alternator this year. I discussed the connection diagram in a Facebook group (Solar on a boat!) And received a lot of interesting feedback. So now it's time for detailed planning!
[:de]Hauptenergiequelle bisher war der Landstromanschluß. Unterwegs hatte ich mich dann auf die Lichtmaschine des Schiffsdiesels verlassen. Was für ein Fehler! Ausgerüstet mit Bleibatterien (50% von 400Ah) speiste die Lichtmaschine dann aber nur für ein paar Stunden pro Tag Strom ein. Bleiakkus benötigen jedoch lange Ladezeiten, um wirklich ihre volle Kapazität zu erreichen. Auch stimmen die Herstellerangaben älterer Lichtmaschinen nicht wirklich was die Ausbeute betrifft. Eventuell niedrige Drehzahl, Temperatur und Verluste lassen nur einen Bruchteil wirklich als Ladung ankommen. Jason Wynn hat seinen Ladestrom gemessen und ein Video veröffentlicht. Bei ihm waren im Leerlauf 25A messbar, bei 2000 RPMs waren es maximal 28A. Ich fürchte unser Setup wird kaum bessere Werte liefern. Somit waren an Bord der Five Senses bisher weder Ladestrom noch Ladezeit ausreichend, um uns nachhaltig mit Energie zu versorgen. Saison 2019 wird dahingehend anders!
Lichtmaschine: neue Generationen von Lichtmaschinen erreichen selbst bei geringeren Drehzahlen höhere Ladeströme. Außerdem kann man ein zweites Gerät an den Schiffsdiesel montieren. Wenn man Stromspeicher besitzt, die rasch aufgeladen werden können, reichen mitunter 1-2 Motorstunden pro Tag, um seine Energiereserven aufzufüllen. Einen Generator mit Verbrennungsmotor möchte ich auf keinen Fall einbauen, weil das wieder Wartungskosten, etc. mit sich bringen würde und zusätzlich Gewicht und Lärm an Bord bedeutet. Der Nachhaltigkeitsgedanke und Umweltschutz kommen natürlich auch zum Tragen. Auch wenn eine zusätzliche Lichtmaschine etwas Motorleistung kostet für mich ein klares Go.
Hydrogenerator: In den letzten Jahren hat sich diese Technologie rasant entwickelt. Bei ausreichend Fahrt im Schiff dreht sich ein schraubengetriebener Generator mit und liefert somit Energie. Der zusätzliche Wasserwiderstand ist vernachläßigbar. Für unseren Hauptfahrtbereich, die obere Adria, halte ich solch eine Lösung nicht für ideal, da wir im Sommer meist unter Leichtwindbedingungen segeln. Gemeinsam mit den Anschafftungskosten daher für mich keine perfekte Lösung, wenn sie mir auch insgesamt sinnvoll scheint. Eine ganz andere Idee hatte die Crew von "Sailing 7 Seas". Der Schiffsdiesel wurde dort gegen eine E-Motor eingetauscht, der nun während der Segelfahrt auch Strom rekuperiert. Coole Idee!
Windgenerator: Wiederum haben neue Entwicklungen gute Verbesserungen gebracht. Lästiges Schwirren und Vibrationen gehören der Vergangenheit an. Der Vorteil eines Windgenerators ist zweifellos, dass er auch nachts funktioniert, sofern halt ausreichend Wind vorhanden ist. Die Ladeströme bei 3-5 Windstärken sind beachtlich und für längere Überfahrten ist solch eine Lösung sicher denkbar. Das Kosten/Ertragsverhältnis für Windgeneratoren ist günstig! Vielleicht mal später für die Atlantiküberquerung ;-)
Solarstrom: Solarzellen haben in den letzten Jahren mehrere Technologiesprünge erlebt. Mittlerweile gibt es neben den fixen/starren Installationen auch flexible Panele. Sie zeigen zwar kürzere Lebensdauer, aber auch hier gibt es Fortschritte. Ein italienischer Hersteller kommt ohne die anfälligen Lötstellen aus und verdrahtet redundant, womit auch die flexiblen Solarfelder deutlich länger funktionsfähig bleiben. Außerdem hat ein solches Panel nur max 2,5 Kilogramm. Ein zweites Problem waren Verschattungen. Wurden selbst kleine Felder verdunkelt, fiel die Ladeleistung rapide ab. Auf einem Segelboot mit großen "schattengebenen Flächen" ein Horror. Neue, intelligente Laderegler können diese Herausforderung nun auch schon deutlich besser meistern. Fläche ist bei uns genügend vorhanden, somit also wieder: "grünes Licht!"
Brennstoffzelle: Seit einigen Jahren kann man mit Hilfe von Brennstoffzellen und Alkohol Energie herstellen. Über programmierbare Relais läßt sich die Ladeleistung fast vollständig automatisieren. Solange man also genug (für dieses Gerät verwertbaren!) Alkohol an Bord hat, geht einem der Strom nicht aus. Diese noch recht junge Technologie ist im Vergleich mit anderen Energiequellen an Bord relativ teuer und ständig die Kanister herumzuschleppen stelle ich mir auch nicht lustig vor. Hier warte ich also noch ein paar Jahre auf weitere Entwicklungen.
Neben neuen Energiespeichern werde ich für heuer Solarfelder und eine zusätzliche Lichtmaschine einplanen. Das Anschlussschema habe ich in einer Facebook-Gruppe (Solar on a boat!) diskutiert und viel interessantes Feedback erhalten. Nun geht es also an die Feinplanung!
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