Autarke Stromversorgung kleiner Yachten

Christoph Wentland

Schon zu Anfang unserer Segelei, vor über 15 Jahren waren wir bestrebt unsere Schiffe mit einer möglichst autarken Stromversorgung auszustatten, um möglichst große Unabhängigkeit zu genießen. So waren wir es vom surfenden und Strandcat segelnden herumzigeunern mit diversen Selbstbau-Campingbussen in ganz Europa, Afrika und den nahen Osten seit über 10 Jahren gewohnt.

Damals gab es außer Campingplätzen keine echten Stellplätze für Wohnmobile mit der Möglichkeit einer Stromversorgung. Dementsprechend waren wir auch bez. Strom Selbstversorger und übernachteten frei und zufrieden ohne Stromanschluß in ganz Europa. Sicherheit war kein Thema,wir waren noch jung, und die Zeiten waren auch anders. Zeitgleich mit unserer Tochter bekamen wir unser erstes „Wohnsegelboot“, eine Telstar 8M, die natürlich auch möglichst autark sein sollte, um wirklich unabhängiges Segeln mit längeren Ankerzeiten zu ermöglichen. Nach sehr guten Erfahrungen mit Solarzellen bei den Campingautos bekam das Schiff natürlich die gleiche Energieversorgung. Ein mit 75 Watt sehr leistungsfähiges 40-zelliges Modul von Sun Ware. 40-zellig, weil so auch bei Teil-Abschattung noch ausreichend Ladespannung zur Verfügung steht. Das genügte mit einem einfachen Laderegler und einer mittelgroßen Batterie für ausreichend Strom. Allerdings hatten wir schon damals Halogen- Beleuchtung und keinen Kühlschrank und es wurde kaum nachts gesegelt.

Die Schiffe wurden größer, die Ansprüche stiegen, und es wurden der Zeit und den Möglichkeiten entsprechende Lösungen gefunden. Unser F-31 hatte zwei von den 40-zelligen 75W Sunware Zellen, eine dicke Batterie, und einen elektronischen Regler. Betrieben wurden damit eine fest eingebaute Kompressorkühlbox, Halogenbeleuchtung, LED-Navi-Lampen, ein kleiner Wetterempfänger, Autopilot und ein Weltempfänger. Beim Trailer-Segeln in der südlichen Sonne war mit den zwei 75 Watt Panels die Versorgung ausreichend, allerdings war die Kompressor-Kühlbox ein sorgfältiger Selbstbau mit besonders dicker Isolierung, und wurde immer nur auf kleiner Leistungs-Stufe betrieben.

Mit Anschaffung des Corsair 37 und des damit einher gehenden Platzangebotes wurde alles anders. Zwar wurden wieder zwei von den 40er 75 W. Sunware angeschafft, aber es war von vornherein klar, das die Versorgung knapp werden würde, ganz einfach, weil der Bedarf diesmal deutlich größer war.

Der C-37 verfügt über einen Groß-Serienkompressor- Kühlschrank für Yachten in der Größe eines Haushaltskühlschranks, und der verbraucht doch einiges mehr als unsere kleine, dreifach isolierte Selbstbau-Box. Zwar ist die gesamte Beleuchtung und die Navi-Lampen in modernster LED-Technik ausgeführt, doch in der Summe ist das auch nicht zu vernachlässigen. Plotter, ein stärkerer SPX 5 Autopilot, extrem leistungsstarke, und damit verbrauchsstarke, elektrische Wasserpumpe,Plotter, ein Allband-Wetterfax-Empfänger mit Drucker, VHS, ein leistungsfähiges Audio-System, ein oft mitlaufender Notebock mit Navigationsprogramm, sowie DVD-Player für die Tochter, und diverse Ladegeräte taten ein übriges. Auf dem IMM in Kopenhagen bekamen wir keinen Platz mehr mit Landstrom, und nach knapp zwei Tagen war nichts mehr in der 90 A AMG Verbrauchsbatterie. Das war zu erwarten gewesen, und nachdem durch Verlegen ein Laden mit Landstrom ermöglicht wurde, war nach ein paar Stunden alles wieder gut. Das Wissen, das ein Ankern für mehr als 1 – max. 2 Tage nun nicht mehr möglich ist, blieb und gefiel uns ganz und gar nicht. Da mußte dringend nachgerüstet werden. Die Frage war allerdings wie. Weitere Solarzellen würden weiteren Platz beanspruchen, und weiteres Gewicht ins Schiff bringen, ganz zu schweigen von der Tatsache, dass jede Zelle mit knapp 800 Euro zu Buche schlägt. Für eine weiterhin absolut autarke Stromversorgung wären nach einer kurzen überschlägigen Rechnung ohnehin mindestens 100 Watt zusätzlich erforderlich gewesen. Also mindestens eine große und eine kleine Zelle, weil das preislich und gewichtsmäßig wenig Sinn macht, hätte ich zwei weitere 75 Watt Zellen gekauft, also knapp 1.600 Euro ausgegeben. Dafür bekommt man auch schon eine Brennstoffzelle. Die hat zwar mit „nur“ 3000 voraussichtlichen Betriebsstunden eine begrenzte Lebensdauer, liefert dafür aber Strom rund um die Uhr, also auch bei Nacht oder starker Bewölkung. Überlegungen, die ich nach unserer Rückkehr einmal in Ruhe genauer recherchieren wollte. So hatte der ebenfalls Corsair segelnde Vereinskollege Peter Meincke ja auch schon über seine durchweg positiven Erfahrungen mit der Brennstoffzelle im Bo(o)ten berichtet. Auch der Eigner des C-37Carbon, den ich gut kenne, hatte mir voller Begeisterung über diese neue Technik der Stromversorgung berichtet.

Mit der Ruhe war es dann nichts. Eine Woche nach unserer Rückkehr ging das Schiff erneut in Charter, und kam nach einer Woche mit einem zerstörten Panel zurück. Die Kunden hatten mitten auf das lose auf den Seiten- Netzen gelaschte Panel getreten und es fast in zwei Teile getreten. Jetzt waren wir in Zugzwang, mit nur einem Solarpanel hätte das Schiff bei der nächsten Charter evtl. schon bei nur einer kompletten Nachtfahrt Schwierigkeiten mit der Stromversorgung bekommen. Nach einer kurzen Rücksprache mit dem C-37 Carbon Eigner bestellte ich kurzentschlossen eine EFOY Brennstoffzelle mit 900 Watt, in der Absicht diese in Kombination mit dem verbliebenen Solar-Panel zu betreiben.

Die fachgerechte Installation von Zelle, Bediengerät und Tankpatrone bedurfte einiger Überlegung, bereitete aber keine Schwierigkeiten. Einmal installiert arbeitet das Gerät sehr leise und schaltet selbstständig zwischen Standby und Betrieb, je nach Ladezustand der Batterie, eine durchaus angenehme und befrie digende Situation. Das wichtigste, es ist jetzt immer ausreichend Strom vorhanden, auch wenn längere Zeit kein Landstrom zur Verfügung steht. Bezüglich des Verbrauchs kann ich noch keine echten Angaben machen, da das Schiff nur noch ein paar Wochen betrieben wurde, und nur ca. 2 – 3 Liter Brennstoff verbraucht wurden. Der C-37 Eigner berichtet während einer vierwöchigen Griechenlandtour nur knapp 10 Liter Brennstoff verbraucht zu haben, ohne jeglichen Landstrom, mit dem Kühlschrank auf voller Leistungsstufe. Nach einiger Zeit kamen wir allerdings ins Grübeln. Morgens, nachdem in der Nacht einiges an Stromverbraucht wurde lief die Zelle oft, obwohl das Solarpanel dank der Sonne ebenfalls volle Leistung brachte. Nach einiger Zeit war die Batterie dank der doppelten Ladung voll geladen und die Brennstoffzelle schaltete ab. Die weiterhin von der Solarzelle „kostenlos“ erzeugte Energie verpuffte für die nächste Zeit weitestgehend sinnlos, bis die Batterie wieder mehr Ladung benötigte. Unter Umständen hätte das Solarpanel die Batterie alleine wieder voll bekommen, und die Brennstoffzelle hatte unnötiger Weise „kostbare“ Lebenszeit und auch noch Brennstoff verbraucht. Da galt es jetzt genau zu prüfen und zu recherchieren, ob sich beide Stromerzeuger nicht aktiv und sinnvoll koppeln ließen. Am besten über eine genau darauf ausgelegte Steuerelektronik. Nach Konsultation von Entwicklungstechnikern diverser Elektronik- und Solartechnikherstellern zeichneten sich zwei Lösungswege ab: Entweder ein teurer, komplett programmierbarer Batterie-Management und Verbrauchs- Computer, oder ein etwas preisgünstiger, ebenfalls programmierbarer MPP-Hybrid- Solar-Laderegler. Für letzteren entschieden wir uns. Dieser Regler regelt die Ladung der Batterie, mit dem Solarpanel, wie ein herkömmlicher MPP-Solarladeregler, aber analysiert zusätzlich die Ladesituation der Batterie, und entscheidet selbständig ob, und wann ein weiterer (Backup) Stromerzeuger, in diesem Fall die Brennstoffzelle zugeschaltet wird. Berücksichtigt wird hierbei unter anderem der verbrauchte Strom, die Batteriekapazität und der bei den jeweiligen Wetterbedingungen erzeugte Solar-Ladestrom. Stellt die Steuerelektronik fest, dass die Solarleistung nicht ausreichend, bzw. momentan zu schwach ist um die Batterie bis zum Abend wieder komplett zu laden, wird vollautomatisch die bis dahin im Standby gehaltene Brennstoffzelle gestartet.

Das alles kann der programmierbare Batterie- Management-Verbrauchs-Computer ebenfalls, und noch einiges mehr, unter anderem gibt das System im Display Auskunft über den momentanen Lade- / Entladestrom und die noch verbleibende Kapazität der Batterie. Aber dieser Komfort kostet natürlich…

Wir sind mit dem MPP-Hybrid-Regler vollauf zufrieden. Wir haben nach unserem Gefühl jetzt das derzeit optimale System für eine kleine / trailerbare aber völlig unabhängige Jacht. Finanziell liegen wir nur etwas höher, da wir ja mit nur einem Solarpanel auskommen, also 2 – 3 zusätzliche Panels gespart haben. Gewichtsmäßig haben wir sogar ein paar Kilo gespart. Diesen Vorteil könnte man noch vergrößern, da jetzt eigentlich eine etwas kleinere Verbrauchsbatterie ausreichen würde.