Lichtmaschine ohne Anschluß an der Batterie betrieben – defekt oder nicht?

Beim Austausch der Verbraucherbatterie hatte ich vor vielen Jahren aus unerfindlichen Gründen mal vergessen, auch das Ladekabel von der Lichtmaschine wieder an die Batterie anzuschließen.
Nach einigen Fahrten hab ich mich dann gewundert, warum die Batterie nicht geladen wird und festgestellt, dass das Kabel von der Lichtmaschine fein säuberlich isoliert lose in der Gegend herumhing.

Nachdem ich aber wußte, dass Lichtmaschinen Schaden nehmen können wenn sie ohne Last betrieben werden, hab ich erstmal gemessen, was denn so an dem Kabel an Spannung ankommt.
Ergebnis: 48V Ladespannung (für eine 12V Lichtmaschine!).

Das erschien mir dann doch ungewöhnlich zu sein und ich hab das Kabel erstmal nicht angeschlossen und einen befreundeten Experten angerufen. Der meinte auch, dass das eigentlich nicht sein kan und riet mir dringend davon ab, das Kabel an die Batterie wieder anzuschließen.

Alles deutete also darauf hin, dass die Lichtmaschine defekt ist – oder genauer, der Regler in der Lichtmaschine.

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Elektrische Installation – Handwerkliche Grundlagen, Tipps & Empfehlungen

Elektrik auf Schiffen ist leider oftmals ein stiefmütterlich behandeltes Thema. Eigner basteln selbst daran herum, freuen sich, wenn es irgendwie funktioniert und haben aber keinerlei Kenntnis davon, dass es hier eine Reihe von (sinnvollen!) Vorschriften und Empfehlungen gibt.

Das Ergebnis ist oftmals eine Elektrik, die chaotisch ist, nicht dokumentiert wurde und vor allem nicht betriebssicher ist.Wenn beispielsweise eine Quetschverbindung nicht korrekt ausgeführt wurde, kann sie durch Vibrationen oder sonstige Schiffsbewegungen irgendwann einfach mal abfallen.

Im einfache Fall funktioniert dann eine Lampe nicht mehr, im schlimmen Fall entsteht ein Kurzschluss, der vielleicht sogar nicht abgesichert ist und dadurch einen Brand verursacht.

In diesem Artikel habe ich mal ein paar handwerkliche Grundlagen notiert, die meines Erachtens nach sinnvoll sind. Darüber hinaus gibt es viele weitere sinnvolle Vorschriften und Empfehlungen, z.B. wann und wo Sicherungen einzubauen sind. Das kann alles in dem Buch von Michael Herrmann (siehe Literatur) nachgelesen werden. Für jeden, der selbst Hand an die Elektrik an Bord anlegen will, ist dieses Buch unverzichtbar.

Literatur und Bezugsquellen

Die meisten Angaben sind dem Buch „Elektrik auf Yachten“ von Michael Herrmann, Palstek Verlag entnommen und ggf. um eigenes Wissen und Erfahrung ergänzt.
Das Buch ist sehr empfehlenswert und kann hier bei Palstek bezogen werden.

Als Bezugsquelle habe ich hier in der Regel SVB angegeben. Dafür werde ich nicht bezahlt, sondern ich habe persönlich einfach mit SVB gute Erfahrungen gemacht und kann diesen Versandhändler empfehlen.

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Solaranlage auf dem Boot Xenia

Diese Saison werden wir vermutlich noch mehr und länger ankern. Meine Batteriekapazität ist so ausgelegt, dass wir 2 Tage autonom sein können – kann aber gut sein, dass das dieses Jahr nicht mehr reicht. Also habe ich Überlegungen bzgl. einer Solaranlage angestellt.

Ich habe ein 24V System für Kühlschrank und Kühlbox und ein 12V System für alle restlichen Verbraucher. Im Sommer, wenn die Heizung nicht läuft, ist das Kühlsystem der größte Verbraucher – also müssen die zuerst mit Strom versorgt werden. Wenn ich aber Strom im 24V System übrig habe, möchte ich einen Teil davon zum 12V System pumpen können.

Gelöst habe ich das nun wie folgt:

  • 2 x 100 Watt Solarmodule (mehr Platz hab ich auf dem Dach neben der Jolle nicht mehr…)
  • ein Fox 250 Laderegler
  • ein Victron BMV-600 Batteriemonitor
  • ein 24V zu 12V Batterie-zu-Batterie-Lader

Die Montage habe ich im Video dokumentiert:

Hier noch ein paar Details:

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MY Julius: im Maschinenraum

Die Julius ist mit Technik vollgepackt und ich möchte Euch auf einen Rundgang durch den Maschinenraum mitnehmen:

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Wobei es eher „rundkriechen“ heißen müsste, Stehhöhe hat man dort nämlich nicht. Im Foto oben seht Ihr den Blick durch die Tür zum Maschinenraum.

In der Mitte thront natürlich die Antriebsmaschine, eine DAF 815, 6 Zylinder mit 8,4 Litern Hubraum. Das ist eine echte Industriemaschine und für den Dauerlauf gemacht.

Vom Foto aus gesehen vorne an der Maschine läuft die Antriebswelle und ist die Hydraulikpumpe angeflanscht. Das Hydrauliksystem wird für die Ruderanlage und die Stabilisatoren benötigt. 

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Stand der Heizung und ein neues Arbeitspaket

Kurz zur Heizung, die ja vorletzte Woche verreckt ist: Über Pfingsten habe ich eine neue Webasto Evo 40 eingebaut – jedenfalls fast. Ein Reduzierstück von 90mm auf 80mm Luftschlauch fehlte mir, und die Befestigung ist auch im Moment noch etwas provisorisch.

Der Ausbau der alten Webasto HL 32 und Einbau der neuen Evo 40 war… anstrengend. Eigentlich klingt es einfach: alte Heizung raus, neue rein, sonstige Infrastruktur behalten. Aber natürlich, wie es immer auf Booten so ist, ging es nicht so wie geplant.

Eineinhalb Tage habe ich geschuftet, dann war sie – bis auf das Reduzierstück – eingebaut und betriebsbereit. Danach hatte ich dann die restlichen Pfingsttage Muskelkater von der anstrengenden Hockerei im Maschinenraum. Erholsame Pfingsten also!

Und weil diese Bastelei so toll war und so viel Spaß gemacht hat, habe ich mir noch ein Projekt vorgenommen. Diese Sachen kamen heute an:

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Der Kenner sieht sofort, was das ist, und allen anderen erkläre ich es: 

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Solarzellen auf der Julius

Am Wochenende habe ich die letzten Restarbeiten zu der neuen Heizung abgeschlossen und die Solarzellen montiert. So sieht es jetzt auf dem Dach der Julius aus:

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So ein schönes Video wie beim Einbau von Solarzellen auf der Xenia habe ich nicht gemacht – mir fehlte die Zeit. Aber vom Grundsatz her hat sich ja auch nichts geändert.

Dieses mal habe ich die Solarzellen mit passenden Halterungen („Spoiler“ heißen die im Shop) montiert, das passt besser zur Julius.

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Lichtmaschine zerstört durch Betrieb ohne Batterie? Mit Kommentar vom Experten!

Eine handelsübliche 12V Lichtmaschine. Hält sie einen Betrieb ohne Batterie aus?
Eine handelsübliche 12V Lichtmaschine in meinem alten Boot. Hält sie einen Betrieb ohne Batterie aus?

Ende 2011 hatte ich diesen Artikel über den versehentlichen Betrieb einer Lichtmaschine ohne Anschluß an die Batterie geschrieben. Damals hatte ich mich gefragt, ob die Lichtmaschine in diesem Fall sofort zerstört wird, warum sie ohne Batterie eine Ladespannung von 48V liefert und ob ich sie so wieder an die Batterie anschließen darf?

Fachautor Michael Herrmann hat mir dazu einige Anmerkungen geschickt, die ich Euch nicht vorenthalten möchte:

Anmerkungen von Michael Herrmann (Fachautor von yachtinside.de)

Der Grund für die „Zerstörung“ von Lichtmaschinen bei nicht angeschlossener Batterie liegt darin, dass die Spannung an den Statorwicklungen alleine durch die Restmagnetisierung (die in Eisenkernen bleibt, auch wenn kein Strom durch in diesem Fall die Rotor- (=Erreger-) Wicklung fließt) drastisch steigen kann.

Man kann sich gedanklich das Ohmsche Gesetz als U=IxR nehmen und sich dann – nur in Gedanken – mathematisch vorstellen, was geschieht, wenn der Widerstand R unendlich groß wird – als keine Batterie angeschlossen ist.

Selbst, wenn der Strom I minimal ist, wird U unverhältnismäßig groß. 48 V sind da ganz ok – der Regler kann das nicht ausgleichen, da der Regelstrom in dieser Situation praktisch bereits bei annähern 0 A liegt und nicht weiter reduziert werden kann. Die Zerstörung geschieht nun jedoch nicht in den Spulen, sondern der Reglerelektronik.

Besonders bei älteren Lichtmaschinen („außengekühlt“, der Lüfter sitzt auf der Riemenscheibe) sind die Halbleiter (Hilfsdioden, Dioden, Transistoren im Regler) nicht überspannungsfest, der Regler wird zu einem großen Kurzschluss, nichts wird mehr geregelt und die Lichmaschine liefert keinen Strom mehr.

Neuere Lichtmaschinen – so fast alle „innengekühlten“ ohne separates Lüfterrad – sind mit Halbleitern bestückt, die diese Spannungen aushalten und zudem mit Schutzschaltungen versehen sind.

Kann eine 12V Batterie 48V Spannung vertragen?

Die Anmerkung, dass eine Batterie kurzfristig eine Spannung von 48 Volt nicht mit Explosion quittiert, halte ich für ein wenig gewagt. Erstens: Wenn eine Batterie an die Lichtmaschine angeschlossen ist, entstehen erst gar keine 48 Volt. Wird eine laufende Lichtmaschine, die ohne Batterie betrieben wurde, an die Batterie angeschlossen, bricht eine eventuell vorhandene Überspannung innerhab von Millisekunden zusammen – auch hier kann kein Schaden entstehen.

Wenn jedoch eine stabile Ladespannung von 48 V (z.B. zur Ladung von Antriebsbatterien) mit einem ausreichendem Ladestrom an eine  12 Volt-Batterie angeschlossen wird, ist es nur eine Frage der Zeit, bis diese explodiert.

Hier geht es zum Originalartikel von 2011.