Sun, Wind & Wires. Про электричество.

Зарядка батарей, хранение и оптимальный расход электроэнергии всегда были и остаются важными элементами жизнеобеспечения небольшой парусной яхты. Вопрос это комплексный и может решаться различными методами.

Сейчас многие владельцы яхт и тем более катамаранов решают этот вопрос "в лоб", т.е. устанавливается максимальное количество оборудования на борту, включая стиральные и посудомоечные машины, микроволновки и электрические плиты, кондиционер и полный комплект электроники с радаром и активным AIS, таким образом максимально приближая комфорт на борту к уровню плавдачи или круизного лайнера. Все это требует больших емкостей батарей, а это не только деньги, но и немалый вес, а вес это всегда минус скорость. Некоторые ставят модные сейчас литиевые батареи последних моделей, они имеют меньше вес, больше рабочий объем и не имеют "памяти заряда", но.. кроме того что это не дешевая вещь, они управляются микропроцессором, требуют специального зарядника и потенциально взрывоопасны. На гоночных и скоростных яхтах, где идет борьба за каждый килограмм веса, это вполне оправдано, на круизных яхтах это вопрос не однозначный и в большей степени на любителя.

Также надо отметить, что большое количество разнообразного оборудования на борту требует обслуживания, так как рано или поздно все ломается. Это хорошо при плавании между портами в Европе с доступным сервисом и запчастями, но чуть дальше от цивилизации и ремонт любой поломки электроники или электрики становится некоторой проблемой.

Большая емкость батарей в комбинации с большим расходом электроэнергии на борту, естественно требуют и значительные мощности для заряда батарей, перечислю основные возможные варианты, которые могут быть комбинированы в систему для своих нужд.

- навесной альтернатор двигателя, штатные обычно небольшой мощности около 40-60А и для заряда стартовой батареи двигателя, но зарядка сервисных батарей занимает достаточно длительное время. Можно поменять на альтернатор около 100А и это уже будет что-то, но естественно он забирает мощность от самого двигателя. Можно добавит второй навесной альтернатор, например Balmar 150-180А, но в этом случае нужно ставить отдельный регулятор заряда на сервисные батареи.

- стационарный дизель-генератор, для него надо еще найти место, добавляет много веса, требует сервиса, как обычный двигатель, дополнительный шум и расход топлива на яхте, но без него не обойтись, если на яхте установлен кондиционер

- переносной бензиновый генератор, надо место для хранения или делать отдельный отсек с вентиляцией и выхлопом, довольно шумный и маломощный, обычно 1-2 Квт, стандартно работает через штатное зарядное устройство 220В, есть возможность подключать ручной инструмент. Но это бытовые генераторы, плохо защищены от коррозии, поэтому его достают только когда надо использовать, а это не очень удобно.

- солнечные панели, эффективность зависит не только от их площади, но и от КПД самой панели и ее освещенности, которая в свою очередь зависит от угла падения солнечных лучей и возможного затенения мачтой или парусами. Иногда поворотные панели небольшой площади бывают более эффективны, чем панели большей площади. Если на катамаране, который имеет большие площади и не имеет крена, это может быть эффективным источником, то на парусной яхте, идущей с креном, это не всегда будет лучшим решением. Кормовые арки с огромными солнечными панелями не только ухудшают ходовые характеристики яхты, но и могут быть повреждены в очень сильный шторм.

Основное преимущество это небольшая цена и отсутствие необходимости сервиса, только иногда мыть панели и периодически проверять провода.

- ветрогенератор тоже имеет свои ограничения, независимо от модели, в среднем заряд начинается примерно с 10 узлов ветра, хотя в рекламе указывают 4-5 узлов. Преимуществом является, что заряд идет круглые сутки, при наличии ветра конечно. В северной Европе и на Карибах это может быть актуально,  при недостатке солнечных дней.

- гидрогенератор стал в последние годы довольно популярным источником энергии на скоростных парусных яхтах, но реальный заряд тоже начинается на скорости 5-6 узлов, поэтому если у вас круизная яхта со средней скоростью 5-6 узлов, большого смысла в гидрогенераторе нет. Кроме того, винт гидрогенератора тормозит лодку примерно на 0.5 узла.

Топливные элементы на гидрогене, пока остаются некоторой экзотикой при цене около 3500 евро и стоимости топлива около 6-8 евро/литр. В среднем заправки хватает примерно на 30-50 часов непрерывной работы, выдаваемый ток около 8-12А.

Если выбор типов батарей  довольно ограничен, это обычные, например AGM, или новые литиевые, то способов их зарядки, как видно, значительно больше.

Посмотрим с другой стороны медали, расход энергии и его оптимизация. Бытовые приборы для комфорта (стиральная машина, микроволновка, кофеварка и т.д.) и опреснитель, конечно оптимально запитывать на 220В через один или два инвертера 12/220В мощностью около 3-5000Вт.

Ходовые огни и освещение интерьера уже стало стандартом делать на лампах LED.

С навигацией надо уточнить, например активный AIS по возможности можно использовать в режиме приема. Картплоттер нужен только в прибрежном плавании и то не всегда, можно включать по необходимости, как и радар. Сейчас планшеты, которые постепенно вытесняют картплоттеры, потребляют всего около 20W. Автопилот является вторым по потреблению энергии, после холодильника, поэтому автопилот должен быть хорошо настроен, а лодка сбалансирована парусами, тогда потребление можно свести к минимуму, до 2-3А. Конечно для дальнобойщиков наличие ветропилота является важным элементом надежности и безопасности в дальних походах вдали от цивилизации, но для подавляющего большинства прибрежных круизеров это не очень актуально.

Основной поглотитель энергии это холодильник(и), это отдельная конечно тема, напишем о ней позже, но основные принципы известны. Хорошая изоляция самого холодильника, ее всегда недостаточно на серийных лодках, плотное закрытие крышки или дверцы, даже небольшая щель в прокладке или слабый прижим замка может вызвать существенную утечку холода. Правильное распределение продуктов и установка режимов в зависимости от загрузки и температуры наружного воздуха. Практически любой яхтенный холодильник можно довести до ума и получить минимально возможное время работы компрессора, марка которого тоже имеет значение, они имеют разные токи потребления при одинаковой мощности.

Еще один потребитель это помпа водяной системы, сейчас оптимальным решением можно считать помпы с электронным контролем потока, а не давления, как обычно и потребляет энергию в зависимости от оборотов и потока воды.

Теперь о моем варианте решения электрической темы на яхте Beneteau Oceanis 393, что-то уже было поставлено и кое-что дополнил или усовершенствовал, исходя из своих потребностей.

Запас энергии

Сервисные батареи 3 х 150Ач = 450  Ач, стартовая батарея 1 х 100 Ач

Приход

1) Альтернатор 100А на двигателе Yanmar 54 л.с.

2) Солнечные батареи на 235W + MPPT контроллер с дополнительным монитором.

3) Ветрогенератор Rutland-914i с регулятором HRDi и монитором. На этот-же регулятор есть возможность подключить еще панель на 160W (в планах).

4) Зарядное устройство 220V 30А

5) Бензогенератор 1000W в рундуке, с забором воздуха и выхлопом за борт. (Вероятно будет убран, после тестов комплекта солнечные панели+ветрогенератор)

Расход

1) Два холодильника с отдельными компрессорами на 12V

2) Автопилот с гидравлическим приводом.

3) Навигация (картплоттер, радар, инструменты, УКВ радио, активный AIS, NAVTEX)

4) Огни и освещение LED

5) Инвертер 3000W (микроволновка, кофеварка, стиральная машина, телевизор, принтер)

6) Розетки на 12V дополнены или заменены на USB 

7) 3 вентилятора и зарядка телефона и планшета от USB

8) Интернет-модем и питание ноутбука на 12 V

9) Водяная помпа 12V

10) Электрический туалет 12V

Состояние заряда батарей и сети 12V контролируется монитором Victron, который не только показывает уровень заряда, но и рассчитывает оставшиеся амперчасы и время работы.

Также сделана вторая проводка 220V с отдельными автоматами и мощным проводом берегового питания, которая также используется и при работе инвертора (микроволновка, стиральная машина, кофеварка) или на стоянке зимой в марине, на дополнительные розетки подключаются 4 электрических обогревателя (носовой туалет, 2 каюты и салон), правда не всегда есть свободная вторая розетка на причале.

Как показывает практика, даже при небольшом объеме батарей и зарядных мощностей, можно достаточно эффективно пользоваться необходимым оборудованием, при должном планировании расхода и прихода электроэнергии.

Счастливого плавания !