Mijn conversie naar Lithium (en Cerbo) – door Stefanie

Jacht Taku Moe - elektrische refit

Zeilers en avonturiers van recreatieve voertuigen zullen Stefanie's blog van vorig jaar herinneren, getiteld Zeilen met signaal K.

Daarin beschreef ze haar implementatie van datacomconnectiviteit – waardoor de verschillende elektronische apparaten van haar jacht met elkaar …en met haar kunnen praten. 

Tijdens Lockdown is ze weer druk bezig geweest – haar jacht ombouwen naar lithium, en het uitgebreide aanbod aan communicatiepoorten verkennen op haar nieuwe Cerbo GX die de kern van dit systeem vormt.

Allereerst vertelt ze ons – Waarom lithium?

• Bijna het dubbele van de bruikbare energie met dezelfde capaciteit
• hoge energiedichtheid
• Tot 70 % gewichtsbesparing vergeleken met loodzuuraccu's
• bijna verliesvrij opladen van de lithiumaccu's (99% rendement)
• hoge laad- en ontlaadstromen (ideaal voor inductief off-grid koken )
• zeer laag zelfontlading
• aanzienlijk langere levensduur met maximaal 5000 laadcycli
• absoluut onderhoudsvrij
• maakt gas aan boord overbodig (koken in inductie – geen propaan geeft mij een veel veiliger gevoel)

 Stefanie noemt ook argumenten tegen een bekering:

• hoge investeringskosten die alleen maar terugbetalen zichzelf door de jaren heen
• aanzienlijk verhoogde installatie-inspanning
• Kan niet worden opgeladen bij temperaturen onder de 5°C
• heeft een arsenaal aan beveiligingen nodig
• oude laadtechniek deels niet meer bruikbaar

Stefanie zegt: Voor ons wogen de voordelen zwaarder dan de nadelen, aangezien ik bekend ben met de techniek en de installatie zelf kan doen . Dat bespaart veel geld en tijd. Bovendien vertrouw ik niemand meer dan mezelf .

Op zee wekt Stefanie onder zeil stroom op uit een zonnepaneel met een vermogen van 510 Wp – die ze kan uitbreiden met een draagbare array die nog eens 200 Wp biedt, die ze op bewolkte dagen inzet. Als ze aan het autorijden is, komt haar kracht uit een Balmar 6-serie 100A-dynamo.  Over een paar weken zullen we horen over haar dynamo-installatie en hoe ze al dat laadvermogen regelt.

Deze week beschrijft ze genereus haar hele installatie en de redenering achter haar keuzes:

…Eind januari bezochten Heike en ik Boot in Düsseldorf om wat ontbrekende spullen op te halen, maar vooral om een ​​leverancier te zoeken voor de retrofitting
De Victron-energie merk was vanaf het begin duidelijk, omdat ik alleen de beste ervaringen met Victron heb gehad. Ik heb geen ervaring met de concurrentie van bijvoorbeeld Mastervolt, maar ik zweer bij Victron. Daarnaast test ik af en toe nieuwe firmware voor Victron op verschillende apparaten en ben van mening dat er geen betere ondersteuning kan zijn. Welke fabrikant heeft al zo'n grote community en reageert op bugs met een onmiddellijke update? Het meeste is nu zelfs open source.

We hadden contact met Transwatt GmbH uit Soest een paar jaar geleden toen Lunatronic ons uitrustte met Victron apparatuur en AGM-accu's. Ze waren altijd contactpersoon #1 voor kleine problemen. Transwatt had ook een stand op de beurs, dus we ontmoetten hun directeur, de heer. Mischkowski, voor een discussie. Omdat ik duidelijke ideeën had over het nieuwe systeem, kwam het ruwe ontwerp snel tot stand. Later heb ik meer details in een diagram geschetst.

Schakelschema van de nieuwe installatie

Ondanks Corona werd de levering begin mei vrijwel op tijd uitgevoerd. Het enorme aantal componenten deed me moeilijk slikken. Moet dat allemaal aan boord? Waar?
Natuurlijk had ik er van tevoren over nagedacht, maar het wordt pas werkelijkheid als je alles voor je hebt.

De AGM-accubank inclusief laadtechniek, omvormer etc. werd snel verwijderd en ik kon de installatie starten.

Eerst bracht ik de vier Victron SmartLithium 12.8 100Ah in het batterijcompartiment. Terwijl een van de vier AGM-accu's 33 kg woog, wogen de nieuwe slechts 15 kg. Zelfs met mijn zwaar beschadigde rug is dat nog te doen. Ook als je de twee installaties met elkaar vergelijkt, is de ruimtebesparing enorm:

Vóór – met AVA

Na – de nieuwe Lithium

Elk van de vier lithiumbatterijen gaat naar een Lynx-voeding in. Alle kabels, positief en negatief, hebben precies dezelfde lengte. Dit is vooral belangrijk omdat de interne weerstand van lithium erg klein is. Elke extra weerstand – of het nu gaat om verschillende kabellengtes, slecht ingedrukte buiskabelschoenen of verkeerd vastgeschroefde contacten / corrosie – stapelt zich op en creëert een onevenwicht. De positieve aansluitingen zijn elk beveiligd met een 150A ANL-zekering. Uiteraard kan een parallelle verbinding ook eenvoudiger worden gerealiseerd. Maar ik vond het vooral belangrijk om het systeem redelijk overzichtelijk te maken en te beveiligen. Dit werkt bijzonder goed met de Lynx-distributeur of de Lynx Power In (kan eenvoudig worden omgebouwd tot verdeler).

Alle accukabels van exact dezelfde lengte als de eerste Lynx distributeur

Tussen een andere Lynx Power In, de BMV-702's shunt bevindt zich aan de negatieve kant en een hoofdbatterijschakelaar aan de positieve kant. Hoofdaccuschakelaar onder het salonbed? Ja klopt. Met deze schakelaar kan ik het hele systeem afsluiten. Dat zou bijvoorbeeld belangrijk zijn bij het onderhoud van de MultiPlus< /a> of andere systeemcomponenten; of wanneer we het schip voor langere tijd verlaten. In het laatste geval mag er absoluut niets aan de batterijen worden bevestigd. Met een absoluut minimale zelfontlading is dit de beste manier om de accu's te beschermen tijdens uw afwezigheid. Anders heeft het monitoringsysteem echter elektriciteit nodig, en op de lange termijn zou niets erger zijn dan wanneer iemand deze schakelaar per ongeluk "gewoon voor de lol" aan of uit zou zetten. In principe staat de schakelaar echter altijd aan.
Ik heb de tweede Lynx Power In ook omgebouwd tot een verdeler. Aangesloten zijn onder andere alle laders (Victron SmartSolar MPPT 150/35 en 75/15; Victron Orion Tr-smart 12 / 12-18;  ;Victron MultiPlus 12/3000 / 120-50), evenals de uitvoer naar de belastingen op het schakelpaneel van Taku Moe.

Tweede Lynx verdeler met shunt onder de zwarte poolkappen en Service hoofdschakelaar

De laders worden aangesloten via een Victron Smart BatteryProtect 12V / 65A. Het Victron VE.Bus GBS ontkoppelt de laders in het geval van een “laadverbinding” veroorzaakt door een verhoogde celspanning en voorkomt zo een verdere stijging van de celspanning, waardoor de batterijen anders snel leeg zouden raken. Als de celspanning onder een instelbaar niveau komt, worden de laders weer ingeschakeld.

Alle 12V-verbruikers (met uitzondering van de Victron VE.Bus BMS) worden beheerd via een Victron Smart BatteryProtect 12V / 220Ah. Als de celspanning te laag is - wat in het ergste geval ook fataal kan aflopen voor de dure lithiumbatterijen – het VE.Bus GBS met zijn “Load Disconnect” zorgt ervoor dat alle belastingen worden uitgeschakeld en de accu's niet verder worden ontladen. Pas als er weer een instelbare celspanning is, worden de verbruikers weer ingeschakeld.
Geen leuk scenario, maar absoluut noodzakelijk. Een te lage celspanning zou echter een absolute uitzondering moeten zijn, wat 1. geen verrassing is als je je systeem onder controle hebt en 2. de veiligheid van het schip of de bemanning niet echt in gevaar brengt, zelfs niet als als er geen elektriciteit meer aan boord is. Zeker, de stuurautomaat, plotter en al zijn familieleden aan boord zijn onmisbaar, maar in geval van nood kunnen we het zonder doen - tenminste voor een korte tijd, gedurende welke periode de defecte batterij uit het systeem wordt verwijderd of de fout wordt geëlimineerd.

SmartSolar MPPT-zonnelaadcontroller, Smart BatteryProtect 220A + 65A en de besturingseenheid Cerbo GX

De Victron MultiPlus 12/3000 / 120-50, onze omvormer en walstroomlader tegelijk, is ook aangesloten op de tweede Lynx Power In. Met een laadstroom tot 120A worden de accu's in verbazingwekkend korte tijd opgeladen
Het VE.Bus BMS is aangesloten op een zogenaamde AC Mains Detector. Deze laatste registreert een bestaande walstroomaansluiting en schakelt, aangestuurd via het VE.Bus BMS, de lader van de MultiPlus in als de celspanning te laag is. Anders levert de omvormer ons betrouwbaar tot 3 kW vermogen uit de lithiumbatterijen. Genoeg voor inductief koken of andere energieverslindende 230V-apparaten.

Onze energiecentrale – Victron MultiPlus 12/3000 / 120-50

Voor kleinere AC-belastingen heb ik een Victron Phoenix 12/375 omvormer. Het werkt veel efficiënter met kleine verbruikers (laptopladers etc.).

Phoenix 12/375 voor de kleine AC verbruikers

Bijna alle apparaten zijn aangesloten op de Victron Cerbo GX. De Cerbo is als ons controle- en informatiecentrum. Via de GX Touch 50  ;display kunnen alle relevante waarden direct worden afgelezen en in sommige gevallen kunnen apparaten worden in- en uitgeschakeld en hun parameters worden gewijzigd.
De Cerbo GX heeft een compleet arsenaal aan verschillende in- en uitgangen en is bij ons altijd via internet bereikbaar scheepsrouter. We hebben dus vrijwel volledige controle over de processen in het schip met betrekking tot het elektrische systeem.

De Victron Cerbo GX heeft diverse aansluitingen 3x VE.Direct – 3x USB 2.0 – HDMI – 2x VE.Bus – 4x VE.Can (RJ45) – 2x potentiaalvrije relais – 4x digitale ingangen – 4x temperatuursensoringangen – 4x ohmse ingangen, b.v. voor brandstofsensor – 1x Ethernet – Wifi – BlueTooth

Victron heeft VenusOS de afgelopen jaren continu doorontwikkeld. Er is nu ook een versie met de zogenaamde ‘grote afbeelding’. Naast het daadwerkelijke VenusOS besturingssysteem bevat deze versie ook een geïmplementeerde versie van Node-Red en Signal K.
Afgelopen jaar heb ik veel moeite gedaan om een ​​zo volledig mogelijke controle en monitoring van de scheepsnavigatiegegevens en -elektronica mogelijk te maken met Raspberry Pi's wordt dit nu allemaal gedaan door de Cerbo GX! En als een functie nog niet is geïmplementeerd, gebeurt dit meestal bij de volgende firmware-update of speel je met Node-Red en bouw je de functie zelf.

VenusOS met de “grote afbeelding” en Signal K evenals Node-Red

De Cerbo GX is via één van de VE.CAN-poorten rechtstreeks verbonden met het NMEA2000-netwerk, zodat alle gegevens van NMEA2000 ook beschikbaar zijn op onze iPhones/MacBooks via Signaal K. Daarnaast levert de Cerbo ook gegevens aan het Victron-systeem over aangesloten accu's, laadregelaars en dergelijke. Klaar voor de kaartplotter. Moderne MFD's hebben de Victron HTML5-app al geïntegreerd om informatie over het Victron-systeem op de kaartplotter te ontvangen. Oudere MFD's bieden daarentegen mogelijk maximale batterijspanning en -stroom. Hoe dan ook, de Raspberry Pi's verdwenen in de mottenbak. In ieder geval totdat ik iets nieuws kan bedenken om te gebruiken
Voorbij zijn de dagen van het grotendeels aanpassen van signaal K aan het systeem of van het moeizaam programmeren ervan. De meeste gegevens zijn automatisch beschikbaar, bijvoorbeeld in de WilhelmSK APP. Plug and play.

De HTML5-app van VenusOS presenteert zich op een vergelijkbare manier op een moderne kaartplotter, iPhone, MacBook enz.

Slechts een kleine selectie weergaveopties – WilhelmSK op de iPad

 

of via een beveiligde VPN-verbinding vanuit huis met de iPhone

Victron GX Touch 50 – alle belangrijke systeemgegevens in één oogopslag

4x Victron SmartLithium 12.8 100Ah als consumentenbank en 1x Victron AGM 110Ah als startaccu en voor de boegschroef Het kleine zwarte kastje linksboven is het VE.Bus BMS. Het beschermt de batterijen en hun individuele cellen tegen overspanning, onderspanning en temperatuur

Een van de SmartLithium-batterijen bij het “balanceren”

Dat was het in essentie bij de conversie. Het heeft allemaal even geduurd, maar de installatie was ook erg leuk.

In de volgende post gaat het echter nog iets verder. Onze goede oude dynamo moet worden ingeruild voor een krachtige dynamo.

Ik wil in het bijzonder Victron Energy, Transwatt GmbH en dhr. Wischkowski en Mr. Hupfeld voor de geweldige steun bij het realiseren van dit project.

Duitstaligen zullen Stefanie's blog.