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LITHIUM Batterien (2) - nach 3.000 Seemeilen Erfahrung
Von Weltumseglern Kerstin Pieper & Hans Schubert
Kaum ein Thema beschäftigt Schiffseigner derzeit mehr als das Thema LITHIUM Batterien.
Diese Batterietechnik scheint ideal für die Energieversorgung an Bord gemacht zu sein: Kurze Ladezeiten, doppelte nutzbare Kapazität, niedriges Gewicht und geringe Selbstentladung sind überzeugende Argumente für den Kauf einer LITHIUM Batteriebank.
In dem Artikel Das Herz einer Yacht - die LITHIUM Batterie"
wurde ausführlich auf die Eigenschaften von LITHIUM Batterien eingegangen. Ebenfalls wurden wertvolle Hinweise für die Umrüstung und die Sicherheit von LiFePo4 Batterien gegeben.
Hier werden die praktischen Erfahrungen mit LITHIUM Batterien an Bord einer Segelyacht aufgezeigt.
Die Basis hierfür sind die LiFePo4 Batterien an Bord unseres Katamarans "Flamingo", getestet auf über 3.000 Seemeilen während der letzten zwei Jahre.
Darüber hinaus haben wir als technische Berater mehr als 10 Schiffe bei der Umrüstung auf LITHIUM Batterien begleitet. Die Erfahrungen dieser Eigner fließen deshalb hier mit ein.
Umrüstung und Einbau
Bei der Wahl geeigneter LITHIUM Batterien für einen möglichst einfachen Einbau waren die Ausmaße des Batteriegehäuses sehr wichtig. Idealerweise ist dieselbe Größe wie die der alten AGM-Batterien auch bei den neuen LiFePo4 Batterien zu haben.
Fündig wurden wir bei einer auf LITHIUM Batterien spezialisierten Firma aus dem Raum München. Dieses Unternehmen fabriziert hochwertige LiFePO4 Batterien in den identischen Gehäusegrößen wie gängige Schiffsbatterien.
Somit konnten die neuen LITHIUM Batterien problemlos einszueins ausgetauscht werden.
Da der Hersteller unseres Katamarans - die Firma FOUNTAINE PAJOT - bereits serienmäßig ausreichend dimensionierte Stromkabel installiert hatte, mussten wir an der Elektrik keinerlei Veränderungen vornehmen.
Die Umstellung der an Bord vorhandenen Laderegler war ebenfalls problemlos, da bei einem 2020 gebautem Schiff es sich um moderne Geräte handelt.
Der VICTRON Solarladeregler konnte per WLAN auf die für LITHIUM Batterien ideale CCV Ladekurve umgestellt werden.
Das Landstrom Ladegerät - ein VICTRON Multiplus - konnte ebenfalls mittels eines VICTRON Adapters und eines Notebooks auf LITHIUM eingestellt werden.
Damit waren die beiden an Bord vorhandenen Laderegler auf die moderne Batterietechnik optimal eingestellt.
Die Lichtmaschine
Die Recherche zu dem Thema "Lichtmaschine und LITHIUM" gestaltete sich als umfangreicher und komplizierter als ursprünglich angenommen.
Im Internet gibt es unterschiedliche Meinungen zu der Frage, ob die vorhandene Lichtmaschine(n) ohne Modifikation oder Zwischenschalten eines Ladereglers an LITHIUM Batterien angeschlossen werden kann.
Es wurde bedacht, ob der direkte Anschluss einer Lichtmaschine an eine Lithium-Batteriebank diese zu stark belasten und die LiMa schlimmstenfalls tzen könnte. Ob dies tatsächlich zutrifft und wie man gegebenenfalls das Problem technisch lösen kann, erforderte eine umfangreiche Reise in die Welt der Bootselektrik:
Um den Ladestrom der Lichtmaschine vorsichtshalber zu limitieren, bieten sich grundsätzlich zwei Vorgehensweisen an:
Die erste Variante befasst sich mit der internen oder externen Regelung der Lichtmaschine selbst. Hierbei wird durch die Veränderung des internen Ladereglers der Lichtmaschine, oder aber durch das Hinzufügen eines externen Ladereglers, eine Begrenzung des Ladestroms erreicht. Ebenfalls möglich ist der Einbau einer Lichtmaschine mit regelbarer Leistung z.B. BALMAR.
Die zweite Variante fügt zwischen einer herkömmlichen Bleisäure Starterbatterie und der LITHIUM-Verbraucherbank ein sogenanntes Batterie-zu-Batterie Ladegerät (B2B) hinzu. Dieser B2B-Lader soll den Ladestrom auf das gewünschte Maß begrenzen. Hersteller solcher B2B Geräte sind u.a. die Firmen VICTRON oder STERLING.
Auf der Suche nach weiteren Möglichkeiten der Ladestrombegrenzung verlief die Suche nach speziellen Lichtmaschine-zu-Batterie Ladegräten (A2B) mehr oder weniger im Sande. Eine Firma in Neuseeland hatte hierzu einen interessanten Ansatz; jedoch erschienen uns die tiefgreifenden Veränderungen an den vorhandenen Lichtmaschinen und der Steuerung unserer beiden VOLVO PENTA Motoren als viel zu kompliziert.
Überhaupt wurden die meisten B2B und A2B Lade-Booster nicht zur Begrenzung, sondern zur Optimierung des Ladestroms bei herkömmlichen Blei-Säure entwickelt. Spezielle Ladebegrenzer für LITHIUM Batteriebänke scheinen erst in der Entwicklung zu sein.
Wie haben wir die Gefahr einer möglichen Überlastung unserer beiden Lichtmaschinen gelöst?
Wir haben die oben genannten theoretischen Erwägungen einem "Praxistest" unterzogen. Da uns keinerlei reale Hinweise von Eignern vorlagen, welche nach der Umrüstung auf LITHIUM Batterien Probleme mit ihren Lichtmaschinen hatten, ließen wir die auf unserem Schiff vorhandene Verkabelung bestehen und machten den "Praxistest".
Praxistest auf 3.000 Seemeilen
Seit über 3.000 Seemeilen sind die LITHIUM Batterien (4 x 100 Ah) bereits an Bord unseres Katamarans.
Unsere beiden VOLVO PENTA D1-30 Motoren sind jeweils mit einer 110 Ah Lichtmaschine ausgestattet. Wenn beide Motoren laufen, werden unser LiFePO4 Batterien mit 140 Ah geladen. Aus Vorsichtsgründen laden wir immer mit beiden Lichtmaschinen und immer mit einer vernünftigen Drehzahl (nicht im Leerlauf oder geringer Drehzahl). Die Messung der Außentemperatur der Lichtmaschinen mithilfe eines Infrarot-Thermometers ergab keine höhere Temperatur als 90° C. Äußerlich erscheinen beide Lichtmaschinen wie neu.
Die LITHIUM Batterien haben unsere Erwartungen voll erfüllt:
- Problemloser einszueins Umbau; wir haben keinerlei Veränderungen an der Elektrik vornehmen müssen.
- Verdoppelung der verfügbaren Kapazität; da wir die Lithium Batterien bis zu 10% entladen können.
- Beeindruckend kurze Ladezeiten; bei 140 Ampere Ladestrom ist der Tagesstrombedarf innerhalb einer Stunde wieder voll!
- Geringes Gewicht; das Gewicht hat sich fast halbiert.
- Kaum Selbstentladung während des Winterlagers; selbst nach 6 Monaten Ruhezeit sind die Batterien nicht tefentladen.
- Voraussichtliche >Haltbarkeit >10 Jahre; diese Batterien werden ein „Seglerleben“ halten.
Wir könnten uns unsere Energieversorgung an Bord nicht mehr ohne LITHIUM Batterien vorstellen, zu groß sind die Vorteile!
Jeder Eigner sollte sich beim Kauf neuer Batterien überlegen, ob nicht LITHIUM Batterien eine sinnvolle Investition sind.
Die Vorteile sind bestechend und der Mehrpreis mehr als gerechtfertigt! Eine mögliche Überlastung vorhandener Lichtmaschinen kann durch den Einbau einer Ladestrombegrenzung verhindert werden; auch wenn dieser theoretische Fall in der Praxis bisher kein Problem zu sein scheint.
Ihren Siegeszug im Marinebereich werden die LITHIUM Batterien spätestens dann führen, wenn die ersten großen Schiffshersteller diese moderne Batterietechnik als Serienausstattung anbieten.
Fragen an: Kerstin Pieper & Hans Schubert (www.kpym.de) - pieperkerstin@gmx.de, - Telefon 0176-390 969 25
Hinweis: Nach Abschluss ihrer erfolgreichen Weltumsegelung mit dem Katamaran „Cinderella“ beraten die beiden Autoren dieses Artikels fachkundig zukünftige Fahrtensegler rund um deren Segelprojekte. Spezialisiert sind sie auf Mehrrumpfschiffe.
Nach Abschluss ihrer erfolgreichen Weltumsegelung mit dem Katamaran „Cinderella“ beraten die beiden Autoren dieses Artikels fachkundig zukünftige Fahrtensegler rund um deren Segelprojekte. Spezialisiert sind sie auf Mehrrumpfschiffe.
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