Elektrisch Varen is super! Nu ook op batterijen!

Het is vandaag 12 september en de Cecilia-E heeft vandaag tijdens monumentendag als rondvaartboot gevaren op de Zaan en de Knollendammervaart. Als fluisterboot! Daar moest wel heel wat voor gebeuren de laatste weken.

Na de terugvaart van Bijdam begin juli zijn we direct 4 weken op vakantie gegaan en heeft de boot al die tijd thuis aan de wal gelegen. Het dekzeil heeft zelfs de beruchte zomerstorm van 2015 overleefd. Na de vakantie was er nog van alles en nog wat aan werk, kermis in het dorp en andere activiteiten. Pas na 18 augustus heb ik de draad (letterlijk) van de Cecilia weer opgepakt en de bestelling gedaan voor de accu’s, de Victron omvormers en alle accu kabels.

De eerste klus was het vastzetten van de smeerpot met een nieuwe aandrijfriem. Buurman Cor Bus van windkracht-service.nl had een nieuwe riem geritseld en ik had nog een klein plekje vrij voor de smeerpot. Ik heb de pot op een stalen plaat gebout en deze vast gelast. Met een paar stelboutjes kan de riem gespannen worden. Ook moest het dek nog dichtgelast worden en het luik vastgezet worden met een aantal scharnieren en een gasdrukveer.

Accu’s plaatsen

Voor de accu’s had ik al eerder steuntjes gemaakt. Totaal 18 stuks, 16 voor de LEOCH AGM 214Ah accu’s en 2 voor het 24 volt boardnet. Voor de voortstuwing worden de 16 accu’s in 4 banken van elk 4 accu’s geplaatst. Totaal dus 840Ah bij 48 Volt. Ik heb nog overwogen om een DC omvormer te nemen die van 48 Volt 24 Volt maakt voor het boardnet. Maar ik had de accu’s en de lader nog liggen en heb besloten deze gewoon opnieuw te gebruiken. De accu’s heb ik bij Bijdam laten afleveren omdat ik daar de boot voor de wal kon leggen en de accu’s dan één voor één van de pallet kon tillen en in de boot kon plaatsen. 1000 kilo aan lood in 3 uurtjes. En daarna een dag herstellen van de pijn in de rug….. Aan bakboordzijde heb ik meer accu’s geplaatst dan aan stuurboordzijde. Het schip is vanzichzelf scheef en hiermee kon ik mooi balanceren. Het totaal gewicht van de boot is ongeveer gelijk als voor de hele operatie maar de stabiliteit is fors toegenomen omdat de accu’s op het laagste punt liggen.

De 4 banken van elk 4 accu’s zijn gegroepeerd geplaatst om de onderlinge verbindingskabels zo kort mogelijk te houden. Ik heb telkens de langste kabel opgemeten en deze dan vier keer nagemaakt en van ogen voorzien met krimpkous. Zoon Ties kon mooi meehelpen.

De accubanken zijn samen verbonden in twee distributiepunten. Eentje voor de plus waarin per accubank een zekering is opgenomen en eentje voor de min waar de shunt is geplaatst voor de batterijmeter. Vandaaruit gaan dubbele kabels naar achteren, vlakbij de Victron omvormers. Daar zijn weer twee distributiepunten gemaakt waarbij voor de plus nog een hoofdzekering is opgenomen en een relaisschakelaar om alles spanningsloos te maken. Vanuit die achterste distributiepunten zijn met gelijke lengte de Victrons aangesloten. De distributiepunten zijn in de schuur allemaal voorbereid zodat ze snel geplaatst konden worden. Op de foto hieronder zie je ze allemaal klaar liggend op de werkbank. Helemaal links nog de scheidingstrafo voor de enkelfase walstroom (max. 10A). Rechtsonder nog een distributiekast voor het 24Volt boardnet (shunt en zekeringhouder). De kabels tussen de accu’s en de distributiepunten zijn 35mm2. De kabels tussen de distributiepunten onderling zijn dubbel uitgevoerd 70mm2. In principe moeten de kabelverliezen hiermee voldoende beperkt zijn.

Stuur elektronica

Hierna waren de Victron units aan de beurt. Ik heb gekozen voor 3 stuks Quattro’s 5000/48/70A. Gezamenlijk kunnen die 100A input per 230Volt fase verwerken, en daar 22A per fase via de accu’s aan toevoegen met behulp van de Power Assist functie. Meer als genoeg dus voor de inverter die de sturing van de elektromotor regelt. Het aggregaat kan een piekvermogen van ongeveer 65A leveren.

Het bekabelen van de Victron units is nog een hele klus geweest. Je moet secuur te werk gaan om niets over het hoofd te zien. Denken aan veiligheid, kortsluiting en overbelasting, schoon werken e.d. Het hoort er allemaal bij. En verspil geen koperdraadje in een stalenboot want na enkele jaren liggen die koperdraadjes in de bilge en rotten ze gewoon door de huid naar buiten!

Het configureren van Victrons is een eenvoudige klus als je over enige elektrische kennis beschikt, weet wat je doet en natuurlijk een laptop hebt. Op de website van Victron tref je zeer veel materiaal waarin je je moet verdiepen en ook de software heeft kleine trainingsmodules en uitgebreide documentatie beschikbaar. Het enige ‘echte’ probleem dat ik tegenkwam was dat er een fase gedraaid was waardoor de Victrons de aangeboden krachtstroom van het aggregaat niet wilden accepteren. Op de foto hierboven zie je de grote grijze inverter voor de motor besturing en daarnaast de Victron Leader (fase L1). Rechts ervan hangt nog een 24Volt lader en onder de trap (volgende foto) de andere twee Victrons (fases L2 en L3).

Ik heb een tijdelijk dashboardje gemaakt waar alle digitale aanwijs apparatuur een plekje heeft gekregen. De marifoon past (nog) niet, in de uiteindelijke versie zal ik daar rekening mee houden. Van links naar rechts: besturing aggregaat (wordt automatisch gestart en gestopt door de Victrons), centrale controle van alle Victron apparatuur. De controler van de motor inverter waarvan de besturing is uitgeschakeld zodat alleen meetwaarden afgelezen kunnen worden, de 48V batterij meter en tenslotte de analoge besturing voor de motor (ipv de digitale controler).

Overigens is er ook nog wat onderhoud aan het schip uitgevoerd. De gasbun is weggehaald want we gaan straks toch elektrisch koken en ik ben begonnen met het hele dek kaal te halen. Dat is na zo veel jaar en met alle achtergebleven roest (slijpsel) geen overbodige luxe.

En er moest natuurlijk gevaren worden! Tijdens monumentendag op 12 september heb ik ruim 40 gasten aan boord gehad. Allen zeer verbaasd over het geruisloos varen. Hoe fantastisch!

1e proefvaart

Tot slot eindig ik met een tabel met meetwaarden van een proefvaart die ik deze week heb gemaakt. Het resultaat is nog beter dan ik vooraf had berekend en hierin zit dan ook meteen het dilemma waar ik telkens tegenaan loop als mensen mij vragen of ik wel genoegen PK’s heb????

De kolom RPM Cat zijn de originele toerentallen van de oude Caterpillar motor. De oude keerkoppeling had een vertraging van 1:3 dus dat is het RPM schroef. De elektromotor is direct aangedreven zonder keerkoppeling en draait dus hetzelfde toerental als voorheen. De schroef is NIET aangepast en dus zijn alle vaarkarakteristieken gelijk gebleven. P-calc is het berekende of gewenste vermogen (kW). kW motor is het uiteindelijk gemeten vermogen van de motor (uitgangsvermogen inverter). Het opgenomen vermogen uit de accu’s is kW accu. Het verschil tussen kW accu en kW motor zijn de omzettingsverliezen. PK motor is de berekende PK’s aan de hand van kW motor en toont dus het aantal PK’s dat afgegeven wordt aan de schroef bij elk toerental en de snelheid (km/u) die dat tot gevolg heeft. En zie: voor een gangetje van 10 km/u heb je voldoende aan 12 PK ofwel een kleine 9 kW! Waarom wil je dan een 80PK dieselmotor?

Boven de circa 950 RPM schakelen de Victrons automatisch over op het aggregaat. Het afgegeven vermogen heb ik nog niet gemeten omdat er door het aggregaat ook meteen een laadstroom voor de accu’s wordt geleverd. Het beeld vertekent dat dus maar bij een volgende testvaart zal ik deze waardes ook eens meten. Leuk om te zien met welke verliezen we rekening moeten houden bij het laden van de accu’s.

Ben je ook geïnteresseerd geraakt in Elektrisch varen? Ik werk op dit moment aan een presentatie die ik vanaf dit najaar kan houden bij watersport verenigingen in het land. Ik heb al een paar verzoeken en het lijkt mij leuk om mijn ervaringen te delen met anderen. Voor een kleine vergoeding kom ik graag langs en vertel ik in 1 ½ uur alle theorie, ervaringen en wetenswaardigheden.