Hoe kan het energiesysteem van een Hybride zeiljacht eruit zien?

Lees in dit blog hoe het energiesysteem van het Hybride Zeiljacht “SY Elysium” eruit ziet. De 56ft Truly Classic Hoek Design wordt volledig omgebouwd naar een zelf genererend, hybride zeiljacht. Dit om zeilen en reizen nóg milieuvriendelijker te maken, maar ook om meer comfort en veiligheid te creëren aan boord.

Hutting Yachts is verantwoordelijk voor de verbouwingen en de inbouw van het energiesysteem, waarbij STOK-Electric zorgdraagt omtrent alle techniek in en rondom het energiesysteem. In het eerste blog hebben we aandacht besteed aan de voor-en nadelen van een hybride zeiljacht; waarom zou je het doen? De redenen van de eigenaar van ‘SY Elysium’ en de technische voor-en nadelen volgens STOK-Electric worden hier belicht. In dit tweede blog wordt het volledige energiesysteem uitgelegd. Per onderdeel lichten we toe wat het onderdeel is en wat de werking is.  

1. Accubank: lithium-ijzerfosfaataccu’s i.p.v. li-ion accu’s
Als hoofdstroombron van het energiesysteem wordt een hoogwaardig accupakket gebruikt. Het gebruik van lithium-ijzerfosfaataccu’s (LiFePo40 in plaats van li-ion accu’s is wat deze accubank onderscheidt van veelgebruikte accu’s. Met deze accutechniek is het mogelijk om bijna dezelfde energiedichtheid van Li-ion-accu’s te bereiken en tegelijkertijd de veiligheid te vergroten. Zo kunnen LiFePo4-accu’s bij brand geblust worden met (zee) water, wat een groot pluspunt is voor zeeschepen en zeiljachten.

Naast de verhoogde veiligheid is dit accupakket ook zeer gemakkelijk aan te passen, afhankelijk van de beschikbare ruimte en het benodigde vermogen van het schip. Doordat de accu’s in een soort legostenen zijn gebouwd, kunnen we ze gemakkelijk over het schip verspreiden, waardoor de gewichtsverdeling verbetert en de beschikbare ruimte optimaal benut wordt.

Onze accubank werkt op 350V nominaal. Dit kan naar boven of beneden worden geschaald, afhankelijk van het vaartuig. Bij grotere schepen is een hogere spanning nodig om de stroom en dus het brandgevaar te verminderen.

2. Hoofdschakelaar
Direct na de accu’s implementeren we de tweede veiligheidsfase, de eerste is het BMS (Battery Management System) in de accu’s zelf. De tweede fase is een schakelaar die automatisch wordt geactiveerd als het systeem te veel stroom trekt. Deze schakelaar zorgt tevens voor veilig onderhoud aan het systeem omdat het handmatig kan worden aan- en uitgeschakeld.

3. Distributie-box
De accu-verdeelkast verdeelt de verbindingen van de hoofdaccubank naar de rest van de systemen. De box wordt dichtbij de elektromotor en generator geplaatst om het aantal benodigde 350V-kabels te verminderen. Daarnaast verleent het ook verschillende veiligheidsvoorzieningen, zoals zekeringen.

4. DC-Generator
De DC-generator wordt gebruikt als back-up voor de accu’s wanneer er langdurig veel vermogen wordt gevraagd, bijvoorbeeld wanneer er lang op de motor gevaren moet worden. STOK-electric heeft een 30kW DC generator ontwikkeld, omdat deze veel compacter kan zijn dan AC-generatoren met behoud van hetzelfde vermogen, evenals het implementatiegemak in het energiesysteem.

5. Brandstoftank
De generator is aangesloten op de bestaande brandstoftank. Mocht het schip meerdere brandstoftanks hebben dan is het mogelijk om die te converteren naar een watertank.

6. Motorfilter-box
De motorfilter-box wordt gebruikt om de elektrische ruis die naar de motoraandrijving gaat, te neutraliseren. Dit zorgt ervoor dat de motoraandrijving altijd een schoon signaal krijgt en de elektromotor soepel kan voortstuwen.

7. Motoraandrijving
De motoraandrijving wordt gebruikt om de elektromotor aan te sturen. De aandrijving is volledig geïntegreerd in het systeem en geeft alle benodigde gegevens van de motor terug aan de gebruiker.

8. Elektrische motor
De keuze voor de juiste elektrische motor is zeer specifiek per zeiljacht en maatwerk. Voor ‘Elysium’ is gekozen voor een watergekoelde 70kW elektromotor. De elektromotor kan maximaal 2000rpm draaien, hierdoor wordt een versnellingsbak overbodig. Dit bespaard ruimte, scheelt in onderhoudt en verbeterd de betrouwbaarheid.

9. Laagspanningsomvormer
Deze omvormer is de enige interface tussen het 350V-systeem en de laagspanningszijde van 24V. Door deze systemen te scheiden, kunnen we de omvang van het 350V-systeem verkleinen. Deze omvormer kan in beide richtingen werken, wat betekent dat het zowel de hoofd-accubank met zonne-energie en walstroom kan opladen; maar het kan ook de secundaire accubank opladen vanaf de hoofd-accubank. Op deze manier zijn alle accu’s in het systeem met elkaar verbonden en delen ze elkaars stroom.

10. Secundaire accubank
De secundaire accubank wordt gebruikt om het 24V-systeem van stroom te voorzien.

11. Zonneconverters
De zonneconverters zijn de interface tussen de zonnepanelen en de rest van het systeem.

12. Zonnepanelen
De zonnepanelen laden alle accu’s in het systeem op en zorgen ervoor ook tijdens zeilen de accu’s opgeladen kunnen worden.

13. Control-Box
De Battery Control-box is het brein van het systeem. Het controleert of alle onderdelen correct werken. Het heeft bijvoorbeeld volledige controle over de hoofd-accubank en controleert of ze allemaal in een goede staat verkeren.

14. Gashendel
We bieden een volledig geïntegreerd Vetus-regelsysteem voor het schip. Dit omvat zowel de gashendel als een contactschakelaar en een systeemstatusdisplay.

15. Controlepaneel
Het hoofdcontrolepaneel is een paneel dat alle informatie over het schip en het systeem weergeeft. Het heeft fysieke LED-knoppen om alle systemen zoals pompen, lieren, lichten, enz. te besturen.

16. Hotel load inverter
De Hotel Load Inverter wordt gebruikt om stroom te leveren van het 24V-systeem aan alle 230V-toepassingen, zoals de inductiekookplaat.

17. Walstroom omvormer
De walstroom omvormer wordt gebruikt om het systeem vanaf de wal op te laden, zodat de accu’s worden opgeladen voor het volgende zeilavontuur.

Huidige status project ‘Elysium’

De werkzaamheden omtrent het hybride maken van het zeiljacht zijn volop in ontwikkeling. Lees en bekijk hier alle updates van het project. Zo is recent de dieselmotor omgebouwd tot dieselgenerator middels een dynamo en een controller. Ook is het gehele 24V systeem aangepast en wordt er een distributie- en control box gebouwd. Naast deze technische aspecten, ligt het zeiljacht momenteel in de schilderwerkplaats van Hutting Yachts waar de romp opnieuw gespoten wordt en al het lakwerk wordt vernieuwd.

Benieuwd naar de mogelijkheden die Stok-Electric en Hutting Yachts bieden voor het hybride maken van jouw zeiljacht? Neem contact met ons op voor meer informatie!