Alltagsprobleme in hohen Breiten: Batterien

Spoiler-Alarm: Heute wird es – trotz eingestreuter Anekdoten – mal wieder etwas technischer… :-)

In den guten alten Zeiten, war das alles gar kein Thema. Energie an Bord eines Segelschiffes beschränkte sich auf den Wind, der in den Segeln das Boot vorantrieb. Dann die Wellen, die das Boot umher warfen. Schließlich die Sonne, die den Seeleuten die Haut verbrannten. Ja, auch heute spielen diese drei noch eine wichtige Rolle, gerade der Wind. Ansonsten dienen Sonne und Wind (sowie hin und wieder auch die Strömung) eher dazu, die Energiespeicher an Bord zu füllen… Batterien.

Unsere Samai ist von der Werft gut ausgestattet. Vier Verbraucherbatterien brachten etwa 450Ah (Amperestunden… die physikalischen Details am Ende), dazu eine Starterbatterie für den Motor sowie eine Batterie für Ankerwinsch und Bugstrahlruder. Die letzten zwei sind von den Verbrauchern getrennt, damit ihre Leistung sicher zur Verfügung steht. Vor der langen Fahrt hatten wir uns dann noch frische Verbraucherbatterien gegönnt: 4 x 125 = 500Ah in neuen Victron AGM Super Cycle sollten uns sicher und entspannt um die Welt bringen. Soweit die Theorie.

Ich möchte nicht unfair erscheinen. Ja, die Batterien bei uns an Bord sind sicher gut und sinnvoll gewählt (… schließlich haben wir uns ja auch auf Expertenrat verlassen ;-). Doch die übliche Blauwasserfahrt führt halt in Reviere, die eher durch angenehme Temperaturen, um nicht zu sagen „Wärme“ gekennzeichnet sind. Wir waren dieses Jahr aber eher in kalten Regionen unterwegs. Das ist ein anderes Spielfeld.

Ja, Kälte ist kein Freund von Batterien. Wer schon mal die Batterie des Fotoapparates bei -20 Grad (Hundeschlittentour in Spitzbergen) im Gerät gelassen und nicht in der warmen Brusttasche verstaut hat, kann ein Lied davon singen. So war es also nicht verwunderlich, dass auch unsere Bordbatterien in der Antarktis oder dem patagonischen Südwinter keine Eispartys gefeiert haben. Trotzdem waren wir durchaus erstaunt, dass der Batteriemonitor uns am kalten Morgen oft kaum mehr als 11,5V angezeigte. Am Vorabend waren sie wohlgemerkt voll geladen, die Spannung bei gut 13V! Als erste Hilfe wurde der Kühlschrank nun nachts konsequent ausgeschaltet, die Außentemperatur sollte reichen.

Erstmals so richtig stutzig wurden wir bei Benutzung unseres Inverters in der Kälte. Dieser bringt die 12V des Bordnetzes auf die 230V der normalen Steckdosen. Schon klar, dass da z.B. ein Toaster ordentlich Strom zieht. Doch ganz oft hat er eben das nicht getan. Die angezeigte Batteriespannung viel umgehend rapide ab und das rote Lämpchen für „low batterie“ leuchtete. Letztlich konnten wir den Inverter und die damit verbundene größere Last nur dann richtig nutzen, wenn dazu der Motor (also die stomerzeigende Lichtmaschine) lief. Schon etwas nervig.

Und dann ist da ja noch die Starterbatterie. Diese muss – im Gegensatz zu den Verbrauchern – zum Motorstart kurze Zeit hohe Leistung bringen. Darum ist das auch eine andere Art von Batterie und von den Verbrauchern getrennt. Die normalen Stromabnehmer sollen die Starterbatterie nicht belasten und damit jederzeit einen problemlosen Motorstart sicher stellen. Aber warum zeigt der Batteriemonitor dann unter Last mit Inverter auch einen signifikanten Spannungsabfall eben dieser eigentlich getrennten Starterbatterie an. Sehr suspekt. Mehr noch… morgens war nicht nur die Spannung der Verbraucher-, sondern auch dieser Starterbatterie runter. Mehr als einmal reichte es nicht mal mehr aus, um den Motor zu starten. Nur gut, dass wir Überbrückungskabel an Bord haben. Irgendwann wurde es zu unserer normalen Routine, die Starterbatterie vor Anker schlichtweg abzuklemmen. Das half tatsächlich. Vor der Abfahrt wieder angeklemmt, startete der Motor fortan hinreichend zuverlässig.

Ein weiterer unbestrittener Höhepunkt ereignete sich erstmals an einem gemütlichen Fernsehabend. Einer von uns ging auf Toilette und wusch sich danach natürlich brav die Hände. Die Wasserpumpe surrte, die Salonbeleuchtung flackerte und der Fernseher ging aus! Da war dann wohl nicht mehr genug Spannung in der 12V-Steckdose übrig. Natürlich hat sich das in der Folgezeit wiederholt. Als Konsequenz haben wir an Fernsehabenden vorab etwas Wasser bereitgestellt und dann die Pumpe abgeschaltet. Ohne Worte!

Wir sind noch etwas unschlüssig, ob die Batterien inzwischen einen bleibenden Knacks abbekommen haben. Jedenfalls funktioniert das mit dem Inverter auch im frühlingshaften Valdivia nicht so wirklich gut. Unter Last geht spontan die Spannung runter und das rote Lämpchen leuchtet. Auch scheinen sie sich schneller zu entladen, als der angezeigte Stromverbrauch es rechnerisch erwarten lässt. Ein anderes schon länger beobachtetes Phänomen ist umgekehrt das Ladeverhalten. Bis zu 98% geht das ganz normal langsam hoch, der letzte Sprung auf 100% vollzieht sich dann sehr plötzlich. Oder ist der neue Mess-Shunt ein Problem? Den musste ich ja letztes Jahr ersetzen, habe mich dabei aber penibel an Anleitung und die Anschlüsse des (kaputten) Vorgängers orientiert. Sollte also eigentlich passen.

Kurz und gut… Kälte und Batterien… so richtig geht das anscheinend nicht zusammen. Wäre schön gewesen, hätten wir das vorher in aller Konsequenz gewusst. War nicht so. Ist aber auch nicht unerträglich schlimm. Wir (und wahrlich nicht nur wir) haben das nun hautnah erleben dürfen und daraus gelernt. Und wir freuen uns definitiv auf wärmere Reviere, in denen die Batterien hoffentlich(!) kein Alltagsproblem mehr sind, sondern einfach nur das machen, wofür wir sie an Bord haben: zuverlässig Energie liefern!

Nachtrag: physikalischer Kauderwelsch

Volt (V): Die Stromspannung eines Netzwerkes. An Land sind das in Deutschland 230 Volt, in anderen Ländern auch mal nur etwa die Hälfte. An Bord vieler Segelboote (so auch der Samai) sind das 12 Volt.

Ampere (A): Die Stromstärke, welche „fließt“ um den Bedarf eines Verbrauchers zu befriedigen.

Amperestunden (Ah): So wird die Kapazität von Batterien angegeben. Die sind in der Lage, eben diese Stromstärke für eine Stunde oder entsprechende Bruchteile entsprechend länger zur Verfügung zu stellen. Dabei ist es wichtig zu wissen, dass eine normale (Verbraucher-)Batterie niemals vollständig, sondern nur je nach Typ maximal nur auf etwa 60% entladen werden sollte. Ansonsten können sie dauerhaften Schaden nehmen. Ach ja, wenn sich eine Batterie entlädt, dann lässt auch ihre Spannung nach.

Watt (W): Achtung Formel… W = V * A (Watt = Volt * Ampere). Watt ist die Leistung, die ein Verbraucher (z.B. Toaster) aus dem Stromnetz zieht. Das steht bei jedem Gerät auf dem Etikett, gerne mal nachschauen. Einfaches Beispiel: Wenn ein Verbraucher 1200 Watt benötigt, dann zieht er aus einem 12V-Netz ganze 100A. Verbraucherbatterien mit 500Ah wären also nach 5 Stunden vollständig leer. Also so richtig ganz destruktiv leer (nicht gut ;-). In der Realität bleibt meist eher weniger Zeit… warum auch immer. Unser Inverter schafft es auf eben diese 1200 Watt.

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