Wie kann das Energiesystem einer hybriden Segelyacht aufgebaut sein?

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Wie kann das Energiesystem einer hybriden Segelyacht aufgebaut sein?

Lesen Sie in diesem Blog, wie das Energiesystem der Hybrid-Segelyacht: 56 Fuß Hoek Design ‘Elysium’ aussieht. Die 56ft Truly Classic Hoek Design ‘Elysium’ wird komplett zu einer sich selbst generierenden Hybrid-Segelyacht umgebaut. Das soll das Segeln und Reisen noch umweltfreundlicher machen, aber auch mehr Komfort und Sicherheit an Bord schaffen.

Hutting Yachts ist für die Renovierung und Installation des Energiesystems verantwortlich, wobei sich STOK-Electric um die gesamte Technik im und um das Energiesystem kümmert. Im ersten Blog haben wir auf die Vor- und Nachteile einer Hybrid-Segelyacht geachtet; warum würdest du es tun? Die Gründe des Eigentümers von ‘SY Elysium’ und die technischen Vor- und Nachteile laut STOK-Electric werden hier erläutert. In diesem zweiten Blog wird das gesamte Energiesystem erklärt. Für jedes Teil erklären wir, was das Teil ist und wie es funktioniert.

1. Batteriebank: Lithium-Eisenphosphat-Batterien anstelle von Li-Ionen-Batterien

Als Hauptstromquelle des Energiesystems wird ein hochwertiger Akkupack verwendet. Der Einsatz von Lithium-Eisenphosphat-Akkus (LiFePo40) anstelle von Li-Ionen-Akkus unterscheidet diese Akkubank von gängigen Akkus. Mit dieser Akku-Technologie ist es möglich, nahezu die gleiche Energiedichte von Li-Ionen-Akkus bei gleichzeitiger Erhöhung der Sicherheit zu erreichen. Im Brandfall können LiFePo4-Batterien mit (Meer-)Wasser gelöscht werden, was für Seeschiffe und Segelyachten ein großes Plus ist.

Neben der erhöhten Sicherheit lässt sich dieser Akkupack auch sehr einfach anpassen, je nach Platzangebot und benötigter Leistung des Schiffes. Da die Batterien in einer Art Legostein-Art verbaut sind, können wir sie problemlos über das Schiff verteilen, was die Gewichtsverteilung verbessert und den verfügbaren Platz optimal ausnutzt.

Unsere Batteriebank arbeitet mit 350 V Nennspannung. Dies kann je nach Schiff nach oben oder unten skaliert werden. Größere Schiffe benötigen eine höhere Spannung, um den Strom und damit die Brandgefahr zu reduzieren.

2. Hauptschalter

Unmittelbar nach den Batterien implementieren wir die zweite Sicherheitsphase, die erste ist das BMS (Battery Management System) in den Batterien selbst. Die zweite Stufe ist ein Schalter, der automatisch aktiviert wird, wenn das System zu viel Strom zieht. Dieser Schalter gewährleistet auch eine sichere Wartung des Systems, da er manuell ein- und ausgeschaltet werden kann.

3. Verteilerkasten

Der Batterieverteiler verteilt die Verbindungen von der Hauptbatteriebank zu den übrigen Systemen. Die Box wird in der Nähe des Elektromotors und Generators platziert, um die Anzahl der benötigten 350-V-Kabel zu reduzieren. Darüber hinaus bietet es auch verschiedene Sicherheitsfunktionen, wie z.B. Sicherungen.

4. Gleichstromgenerator

Der DC-Generator dient als Backup für die Batterien, wenn über längere Zeit viel Leistung benötigt wird, beispielsweise wenn der Motor längere Zeit gesegelt werden muss. STOK-electric hat einen 30-kW-Gleichstromgenerator entwickelt, da dieser bei gleicher Leistung und einfacher Einbindung in das Energiesystem wesentlich kompakter als Wechselstromgeneratoren sein kann.

5. Kraftstofftank

Der Generator wird an den vorhandenen Kraftstofftank angeschlossen. Wenn das Schiff über mehrere Treibstofftanks verfügt, ist es möglich, diese in einen Wassertank umzuwandeln.

6. Motorfilterkasten

Der Motorfilterkasten wird verwendet, um das elektrische Rauschen des Motorantriebs zu neutralisieren. Dadurch wird sichergestellt, dass der motorische Antrieb immer ein sauberes Signal erhält und den Elektromotor ruckelfrei antreiben kann.

7. Motorantrieb

Der motorische Antrieb dient zur Steuerung des Elektromotors. Der Antrieb ist vollständig in das System integriert und liefert alle notwendigen Daten vom Motor an den Anwender.

8. Elektromotor

Die Wahl des richtigen Elektromotors ist je nach Segelyacht und Anpassung sehr spezifisch. Für „Elysium“ wurde ein wassergekühlter 70-kW-Elektromotor gewählt. Der Elektromotor kann mit maximal 2000 U/min laufen, wodurch ein Getriebe überflüssig wird. Das spart Platz, spart Wartung und erhöht die Zuverlässigkeit.

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9. Niederspannungswandler
Dieser Wechselrichter ist die einzige Schnittstelle zwischen dem 350V-System und der Niederspannungsseite von 24V. Durch die Trennung dieser Systeme können wir die Größe des 350-V-Systems reduzieren. Dieser Wechselrichter kann in beide Richtungen arbeiten, das heißt er kann sowohl die Hauptbatteriebank mit Sonnenenergie als auch mit Landstrom laden; er kann aber auch die Sekundärbatteriebank von der Hauptbatteriebank laden. Auf diese Weise sind alle Batterien des Systems miteinander verbunden und teilen sich die Energie der anderen.

10. Sekundäre Batteriebank

Die sekundäre Batteriebank wird verwendet, um das 24V-System zu versorgen.

11. Solarkonverter

Die Solarkonverter sind die Schnittstelle zwischen den Solarmodulen und dem Rest des Systems.

12. Sonnenkollektoren

Die Solarpanels laden alle Akkus im System auf und sorgen dafür, dass die Akkus auch während des Segelns geladen werden können.

13. Steuerbox
Die Battery Control Box ist das Gehirn des Systems. Es prüft, ob alle Teile richtig funktionieren. Zum Beispiel hat es die volle Kontrolle über die Hauptbatteriebank und überprüft, ob sie alle in gutem Zustand sind.

14. Gashebel

Wir bieten ein vollständig integriertes Vetus-Schiffskontrollsystem. Dazu gehören der Gashebel sowie ein Zündschalter und eine Systemstatusanzeige.

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15. Systemsteuerung
Das Hauptbedienfeld ist ein Bedienfeld, das alle Informationen über das Schiff und das System anzeigt. Es verfügt über physische LED-Tasten zur Steuerung aller Systeme wie Pumpen, Winden, Lichter usw.

16. Hotellastwechselrichter

Der Hotel Load Inverter wird verwendet, um alle 230V-Anwendungen wie das Induktionskochfeld mit Strom aus dem 24V-System zu versorgen.

17. Landstrom-Wechselrichter

Der Landstrom-Wechselrichter dient dazu, das System vom Land aus aufzuladen, damit die Batterien für das nächste Segelabenteuer aufgeladen werden.

Aktueller Status Projekt ‘Elysium’

Die Arbeiten am Segelyacht-Hybrid sind in vollem Gange. Lesen und sehen Sie hier alle Updates des Projekts. So wurde beispielsweise der Dieselmotor kürzlich mit Hilfe eines Dynamo und einer Steuerung zu einem Dieselgenerator umgebaut. Auch das gesamte 24V-System wurde angepasst und ein Verteiler- und Steuerkasten wird gebaut. Neben diesen technischen Aspekten befindet sich die Segelyacht derzeit in der Lackierhalle von Hutting Yachts, wo der Rumpf neu lackiert und alle Lackierungen erneuert werden. Klicken Sie hier für weitere Informationen.

Neugierig auf die Möglichkeiten, die Stok-Electric und Hutting Yachts bieten, um Ihre Segelyacht hybrid zu gestalten? Kontaktieren Sie uns für weitere Informationen!