Generatoren: Kraftwerke an Bord

Wer einen Generator an Bord installiert, muss einiges beachten: Genau wie bei der Hauptmaschine sind eine stabile Montage auf einem Fundament, Kraftstoff-, Kühlwasser- und Abgasleitungen notwendig, und zudem ein Platz, der genug Raum lässt, die regelmäßigen Wartungsarbeiten durchzuführen. Zudem muss genau geklärt werden, welche Größe der Stromerzeuger haben soll. Es sind unterschiedliche Systeme verfügbar:

Wechselstrom (AC-)-Generatoren mit fester Drehzahl

Wenn permanent sehr große Leistungen abgerufen werden sollen, kommt dieser Generatortyp z.B. bei Großyachten oder in der Berufsschifffahrt weiterhin zum Einsatz. Sie spielen aber in der Freizeitschifffahrt eine immer geringere Rolle. Durch die Entwicklung moderner Elektronik zur Spannungs- und Frequenzsignalwandlung werden sie zunehmend durch die im Leistungsbereich bis 12 kW effizienteren, leichteren und kleineren Modelle mit variabler Drehzahl abgelöst.

Wechselstrom- (AC-) Generatoren mit variabler Drehzahl

Hier wird Drehzahlabhängig über einen Permanentmagneten je nach Bedarf eine erst nicht fest definierte Spannung und -Frequenz erzeugt, die am Ausgang über einen Wechselrichter dann in eine stabile 230 / 50 Hz Wechselstrom-Spannung und Frequenz umgewandelt wird. Die Drehzahl ist dabei entweder nach Bedarf mechanisch einstellbar oder optional automatisch regulierbar. Die Regelungs-Elektronik des Wechselrichters sorgt für eine hohe Frequenzstabilität, so dass auch moderne, frequenzsensible Geräte wie Fernseher, Computer oder Induktionskochfelder sicher betrieben werden können. Moderne Geräte können auch über die Multifunktionsdisplays an Bord überwacht werden.

Gegenüber den Geräten mit Festdrehzahl haben diese neueren Generatoren den Vorteil, dass sie deutlich kleiner, leichter und kraftstoffeffizienter sind. Wenn ein 230 Volt Verbraucher über einen AC-Generator an Bord betrieben werden soll, sollte aber ein paralleles Wechselrichtersystem mit entsprechend ausgelegter Batteriekapazität dahinter installiert sein, damit muss der Generator während des Betriebs nicht laufen muss.

Durch einfaches Parallelverbinden von zwei Einheiten der gleichen Leistungsklasse mit einem Kommunikationskabel und Verbindung der WhisperPower Module der Genverter über die 230V AC Ausgänge kann die Nennleistung und die Spitzenleistung zweier Generatoren verdoppelt werden. 

Gleichstrom (DC-) Generatoren mit variabler Drehzahl

Bei unregelmäßigem Stromverbrauch kann ein DC Generatoren-System eine gute Wahl sein. Das System wird z.B. durch eine Laderegler/Wechselrichter-Kombination direkt mit den Service-Batterien verbunden und startet den Generator automatisch dann, wenn ein Wiederaufladen der Batterien erforderlich ist. Der AC Wechselrichter sorgt dafür, dass eine permanente Stromversorgung mit 230V/50Hz oder (120V/60Hz) vorhanden ist.

Auch wenn der Fokus auf dem elektrischen Fahren liegt, empfiehlt sich ein DC-Batterielade-Generator. Bei langsamer Bootsgeschwindigkeit kann der überschüssige Strom für die Elektrogeräte an Bord verwendet werden. Der DC-Generator ist ins Bordnetzsystem eingebunden und hat erstmal lediglich die Aufgabe die Batterien des Bordnetzes zu speisen. Da das System über die Elektronik, die die Eingangsspannung regelt, spannungsunabhängig arbeitet, bietet es sich an, auch gleich den Landanschluss zu integrieren. Hier ist es dann völlig egal ob am Steg 230 Volt/ 50 Hz Spannung oder beispielsweise 120 Volt/ 60 Hz Wechselspannung anliegen. Das System wandelt die eingehende Wechselspannung in 24 oder 48 Volt- Ladegleichstrom um, und kann so unabhängig von der verfügbaren Spannung an Land das Bordnetz laden, und über einen Wechselrichter am Ausgang des Netzes frequenzstabile 230 Volt / 50 Hz Spannung liefern. Zudem ist das System vom Landstromanschluss galvanisch getrennt. Die benötigten 230 Volt Betriebsspannung für die Verbraucher werden über den Wechselrichter aus dem Bordnetz entnommen, und der Generator läuft nur, wenn die Batteriekapazität unter ein gewisses Maß sinkt.

Generatoren an der Hauptmaschine

Für kleinere Boote, die ab und an Wechselstrom benötigen und nicht über ausreichend Platz für einen externen Generator verfügen, kann ein Belt-Generator bei einem Strombedarf von bis zu fünf kW eine sehr gute Lösung sein. Ein speziell konstruierter Generator wird an den Antriebsmotor des Bootes montiert und durch einen Keilriemen(Belt) über Riemenscheiben wie die Lichtmaschine angetrieben. Das Riemenscheiben-/Keilriemen-Antriebssystem sollte so berechnet und konstruiert werden, dass der Generator in dem Drehzahlbereich bleibt, in dem er seine optimale Leistung erbringen kann.