Verlustleistung bei 24V auf 230V auf 12V?

[JulianBuss]

Moin,

auf meinem Schiff ist eine Ruderanlage, bei der Hydraulik-Druck mit einem elektrischem Motor erzeugt wird.

Da habe ich vor ein paar Tagen entdeckt, dass dieser Motor mit 12V läuft, während mein Schiff sonst 24V hat. Der Vorbesitzer hat folgenden Weg gewählt, um dem Motor seine 12V zu geben:

- Am 24V System hängt ein 230V Inverter (Victron)
- Am 230V System hängt ein Ladegerät
- Das Ladegerät lädt eine 12V Batterie, die auch als Starterbatterie für den Generator genutzt wird
- An der 12V Batterie schließlich hängt dieser Motor

Entdeckt hatte ich das nur, weil ich das Ladegerät mal ausgeschaltet hatte. Auf einem Törn fiel dann nach ein paar Stunden die Ruderanlage aus... in dem Augenblick konnte ich mir keinen Reim drauf machen, als aber abends dann auch der Generator nicht ansprang, habe ich obige Konstruktion entdeckt und dann war klar, dass der Motor der Ruderanlage die Starterbatterie leer gesogen hatte. (Der Ausfall war aber kein Problem, ich hab noch ein herkömmliches Steuerrad, das direkt auf die Hydraulik wirkt.)

Nun überlege ich, ob man das System nicht effizienter gestalten könnte.

Wer weiß, wie viel Prozent Verlust bei der Konvertierung von 24V auf 230V und dann durch das Ladegerät wieder auf 12V entstehen?

Zum Vergleich: Ein Wandler, der direkt 24V auf 12V konvertiert, hat wohl so um die 10% Verlust.

Vorteil des jetzigen Systems ist, dass die Stromversorgung der wichtigen Ruderanlage gepuffert ist. Nachteil ist, dass die Stromversorgung von zwei Geräten abhängt (Inverter und Ladegerät) und vielleicht mehr Verlustleistung hat als bei einer direkten 24V->12V Wandlung. Außerdem wird immer ein wenig Strom verbraucht, auch wenn die Ruderanlage nicht läuft.

Vorteil einer Lösung mit direktem 24V->12V Wandler wäre, dass es eine Fehlerquelle weniger gibt und kein Strom verbraucht wird, wenn die Ruderanlage nicht läuft.

Also, weiß jemand, wie viel Verlustleistung bei der jetzigen Lösung entsteht?

[billi]

Dies kann man so nicht pauschal sagen. Dazu müsste man die genauen Gerätebezeichnungen kennen. In den jeweiligen Datenblättern die man dann bei Google suchen müsste, ist die Verlustleistung angegeben.
wird sich aber auch so zwischen 5 und 10% einpendeln ...

[chris1003]

---Die derzeitige Schaltung ist ein Wahnsinn!

Wie schon Billi geschrieben hat:

Mit was erzeugst du Strom zum laden der Batterien? 12 und 24Volt

Welche Leistung hat der Motor der Ruderanlage?

Am besten alle möglichen Eckdaten hier mal einstellen, anders kann dir niemand sagen mit welchen Verlusten du zu rechnen hast.....

[billi]

Zitat von chris1003

---Die derzeitige Schaltung ist ein Wahnsinn!

Wie schon Billi geschrieben hat:

Mit was erzeugst du Strom zum laden der Batterien? 12 und 24Volt

Welche Leistung hat der Motor der Ruderanlage?

Am besten alle möglichen Eckdaten hier mal einstellen, anders kann dir niemand sagen mit welchen Verlusten du zu rechnen hast.....

Naja es ist halt eine Möglichkeit... so schlimm finde ich es jetzt nicht.

Wenn z.B. der Umformer groß genug ausgelegt ist um auch z.B. die Kaffeemaschine zu betreiben und dies auch genutzt wird dann ist gegen die Herstellung von 220V nichts zu sagen.
die 12V Batterie ist ja für den Generator gemünzt und vermutlich wurde die Servopumpe mal repariert und es war nur eine 12V vorhanden. Dann hat man diese halt von der 12V Batterie versorgt.
Der Motor und alles weitere scheint ja mit 24 V zu laufen.

Daher lädt die Lichtmaschine wohl die 24V Bank und über Umformer und Ladegerät die 12V Batterie.

[JulianBuss]

Ich bin jetzt nicht auf dem Boot und kann leider nicht mit allen Daten dienen. Folgendes kann ich sagen:

- 24V werden unterwegs über die Lima und einen Sterling Liima-Batterie-Lader geladen
- Inverter ist ein Victron Atlas 24V 1600 Watt (so stehts auf dem Gerät), sicher über 10 Jahre alt
- Typbezeichnung des 12V Ladegeräts hab ich nicht, da weiß ich aus dem Kopf nur, dass es von Mastervolt ist
- Leistung des Steuermotors kenne ich nicht genau, via Batteriemonitor sehe ich aber, dass bei laufendem Motor ca. 10A aus meinem 24V System gezogen werden.

Effizienz vom Victron Atlas ist laut Doku (hab ich eben im Netz gefunden) 92%.

Ich gehe mal davon aus, dass ein Ladegerät auch noch so 10% Verlust hat. Dazu kommt noch die Verlustleistung der Batterie, sicher auch 5% oder mehr. Da kommt schon was zusammen...

Eine mögliche Lösung wäre, ein 24V->12V Wander zu installieren und die alte Schaltung als Backup zu belassen, mit einem entsprechenden Umschalter.

[billi]

Zitat von JulianBuss

Ich bin jetzt nicht auf dem Boot und kann leider nicht mit allen Daten dienen. Folgendes kann ich sagen:

- 24V werden unterwegs über die Lima und einen Sterling Liima-Batterie-Lader geladen
- Inverter ist ein Victron Atlas 24V 1600 Watt (so stehts auf dem Gerät), sicher über 10 Jahre alt
- Typbezeichnung des 12V Ladegeräts hab ich nicht, da weiß ich aus dem Kopf nur, dass es von Mastervolt ist
- Leistung des Steuermotors kenne ich nicht genau, via Batteriemonitor sehe ich aber, dass bei laufendem Motor ca. 10A aus meinem 24V System gezogen werden.

Effizienz vom Victron Atlas ist laut Doku (hab ich eben im Netz gefunden) 92%.

Ich gehe mal davon aus, dass ein Ladegerät auch noch so 10% Verlust hat. Dazu kommt noch die Verlustleistung der Batterie, sicher auch 5% oder mehr. Da kommt schon was zusammen...

Eine mögliche Lösung wäre, ein 24V->12V Wander zu installieren und die alte Schaltung als Backup zu belassen, mit einem entsprechenden Umschalter.

kannst du natürlich machen. Aber die Verlustleistung wird dich auch nicht arm machen und das System funktioniert ja .... warum was dran ändern ?

[JulianBuss]

Zitat von billi

kannst du natürlich machen. Aber die Verlustleistung wird dich auch nicht arm machen und das System funktioniert ja .... warum was dran ändern ?

naja, in Fahrt ist die Verlustleistung nicht so wichtig. Vor Anker nervt es aber schon, dass das 12V Ladegerät ständig Strom zieht, ggf. für Erhaltungsladung der 12V Batterie... ein bis zwei Ampere sind das eigentlich immer, und das 24h lang, über mehrere Tage summiert sich das.

Sicher ist es nicht dringend, etwas daran zu ändern - eher ein Projekt für den kommenden Herbst

[chris1003]

Ich finde es nicht besonders sparsam wenn man die 24Volt her nimmt um einen Konverter zu betrieben damit dieser ein Ladegerät versorgt um eine 12 Volt Batterie zu laden.
Mit Landstrom ist das ja legendär, aber in der Bucht?
Mein Konverter wird nur eingeschaltet wenn die Kaffeemaschine gebraucht wird, ansonsten ist der Konverter aus, der braucht ja auch im Standby Strom...
Eigentlich geht es nur darum die 12Volt Batterie zu laden währen du in einer Bucht liegst...oder?

[billi]

Zitat von JulianBuss

naja, in Fahrt ist die Verlustleistung nicht so wichtig. Vor Anker nervt es aber schon, dass das 12V Ladegerät ständig Strom zieht, ggf. für Erhaltungsladung der 12V Batterie... ein bis zwei Ampere sind das eigentlich immer, und das 24h lang, über mehrere Tage summiert sich das.

Sicher ist es nicht dringend, etwas daran zu ändern - eher ein Projekt für den kommenden Herbst

Da würd ich eher ne 24V Servopumpe einbauen, dann hast du keine Verluste

[JulianBuss]

Zitat von billi

Da würd ich eher ne 24V Servopumpe einbauen, dann hast du keine Verluste

Nee, besser nicht - das System wurde so vor langer Zeit von Radio Zeeland installiert und ist was professionelles aus der Berufsschifffahrt, daran werde ich nix ändern

Und der Verlust unterwegs ist ja wie gesagt nicht so wichtig, die ständige Last des 12V Ladegeräts stört mich.

Je mehr ich drüber nachdenke, desto besser finde ich die Lösung eines 24-12 Wandlers mit der alten Lösung als Backup mittels Umschalter. Dann ist die ständige Last vor Anker eliminiert und ich habe zwei Wege, um den Servormotor der wichtigen Ruderanlage zu versorgen.

[tritonnavi]

Zitat von JulianBuss

naja, in Fahrt ist die Verlustleistung nicht so wichtig. Vor Anker nervt es aber schon, dass das 12V Ladegerät ständig Strom zieht, ggf. für Erhaltungsladung der 12V Batterie... ein bis zwei Ampere sind das eigentlich immer, und das 24h lang, über mehrere Tage summiert sich das.

Sicher ist es nicht dringend, etwas daran zu ändern - eher ein Projekt für den kommenden Herbst

Wofür genau muss die Batterie weiterhin geladen werden, wenn du vor Anker liegst?
Schalte den 24V/230V-Wechselrichter und die Ruderanlage vor Anker aus und gut ist.

[JulianBuss]

Zitat von tritonnavi

Wofür genau muss die Batterie weiterhin geladen werden, wenn du vor Anker liegst?
Schalte den 24V/230V-Wechselrichter und die Ruderanlage vor Anker aus und gut ist.

so einfach ist das nicht

Der Wechselrichter ist noch für andere Verbraucher zuständig, der bleibt immer an.

Ich könnte natürlich den Stecker vom 12V Ladegrät ziehen, aber der ist ganz hinten im Motorraum. Ich müsste also jedes mal bei Ankunft auf einem Ankerplatz in den Motorraum, nach hinten krabbeln, Stecker ziehen. Und beim losfahren das gleiche umgekehrt. Und wenn ich das vergesse, fällt unterwegs die Ruderanlage aus. Das ist also eine sowohl unbequeme als auch unsichere Lösung

[billi]

Zitat von JulianBuss

so einfach ist das nicht

Der Wechselrichter ist noch für andere Verbraucher zuständig, der bleibt immer an.

Ich könnte natürlich den Stecker vom 12V Ladegrät ziehen, aber der ist ganz hinten im Motorraum. Ich müsste also jedes mal bei Ankunft auf einem Ankerplatz in den Motorraum, nach hinten krabbeln, Stecker ziehen. Und beim losfahren das gleiche umgekehrt. Und wenn ich das vergesse, fällt unterwegs die Ruderanlage aus. Das ist also eine sowohl unbequeme als auch unsichere Lösung

Relais einbauen, welches bei laufendem Motor das Ladegerät einschaltet.

[JulianBuss]

Zitat von billi

Relais einbauen, welches bei laufendem Motor das Ladegerät einschaltet.

ja, das ist auch eine gute Idee. Danke

[CarCode]

Hat das Boot denn tatsächlich 24V Batterien? Oft werden nur 12V Batterien für ein 24V-Netz in Reihe geschaltet. In dem Fall nehme eine der 12V Batterien und fertig. Den ganzen anderen Klimbim kannste dann vergessen.

Gerhard

[JulianBuss]

Zitat von CarCode

Hat das Boot denn tatsächlich 24V Batterien? Oft werden nur 12V Batterien für ein 24V-Netz in Reihe geschaltet. In dem Fall nehme eine der 12V Batterien und fertig. Den ganzen anderen Klimbim kannste dann vergessen.

Gerhard

natürlich sind es 12V Batterien, davon 4 Stück zu einem 24V System geschaltet.

Danke für die Idee - aber auch hier: so einfach ist es nicht. Der Stromverbrauch wird über einen Batteriemonitor gemessen, und wenn ich nun aus einer Batterie direkt Strom entnehme, stimmt die ganze Rechnung nicht mehr.

Außerdem würde dann eine Batterie anders belastet als die anderen und altert somit in einem anderen Tempo als die anderen Batterien.

Ich werde das System im Herbst ergänzen um einen direkten 24-12 Wandler, den ich dann hauptsächlich nutzen werden. Und über einen Umschalter hab ich dann als Backup die alte Schaltung. Mein Problem (Stromverbrauch im Stillstand) ist damit gelöst und ich habe sogar eine Verbesserung in Form einer alternativen Stromversorgung für die Ruderanlage. Und einfach einzubauen ist es auch noch - was will man mehr?

[tritonnavi]

Der WR muss angeschaltet bleiben, weil auch andere Verbraucher darüber Wechselspannung beziehen. OK.
Das hattest du vorher nicht explizit erwähnt.

Von daher bleiben auch die Verluste des WR größtenteils vorhanden, welche das 24V-System zusätzlich belasten.
Ein Ladegerät, welches, wenn man vor Anker liegt, die 12V-Batterie kaum noch lädt, verursacht im ohnehin aktiven WR auch kaum noch zusätzliche Verluste.

Angenommen, du klemmst das Ladegerät jetzt ab und benutzt einen 24/12V Wandler, dann hast du wieder Extra-Verluste durch diesen Wandler, denn auch der arbeitet ja nicht verlustfrei.

Außerdem musst du erst einmal einen 24V-Wandler finden, der praktisch ein Ladegerät für 12V-Batterien darstellt. So etwas gibt es z.B. von Sterling.
Mit einem einfachen 24/12V-Wandler wird das mit dem Laden der 12V-Batterie nämlich nichts.

Von den Verlusten her ist es, da du ohnehin den WR aktiviert haben musst und da der sogar ohne Leistung ab zu geben Strom braucht, kein nennenswerter Gewinn, einen zusätzlichen 24/12V-Lader anstatt des 230V-Ladegerätes zu nehmen.
Von der zusätzlichen Investition mal ganz abgesehen.

Eine der 4 Stück 12V-Batterien der 24V-Anlage für die Ruderanlage zu verwenden, ist die schlechteste Idee, denn damit störst du das "Gleichgewicht" innerhalb der Reihenschaltung, was letztendlich zur Schädigung der beteiligten Batterien führen wird.

Ich würde das vorhandene 230V/12V-Ladegerät schlichtweg über einen Fernschalter abschalten (ein Relais wäre gar nicht unbedingt nötig).

Das verhindert die minimalen Zusatzverluste, ist kostengünstig und somit der ebenfalls nur minimalen Wirkung angemessen.

[JulianBuss]

Zitat von tritonnavi

Der WR muss angeschaltet bleiben, weil auch andere Verbraucher darüber Wechselspannung beziehen. OK.
Das hattest du vorher nicht explizit erwähnt.

Von daher bleiben auch die Verluste des WR größtenteils vorhanden, welche das 24V-System zusätzlich belasten.

ja, das stimmt, das muss ich aber hinnehmen.

Zitat von tritonnavi

Ein Ladegerät, welches, wenn man vor Anker liegt, die 12V-Batterie kaum noch lädt, verursacht im ohnehin aktiven WR auch kaum noch zusätzliche Verluste.

Angenommen, du klemmst das Ladegerät jetzt ab und benutzt einen 24/12V Wandler, dann hast du wieder Extra-Verluste durch diesen Wandler, denn auch der arbeitet ja nicht verlustfrei.

Außerdem musst du erst einmal einen 24V-Wandler finden, der praktisch ein Ladegerät für 12V-Batterien darstellt. So etwas gibt es z.B. von Sterling.
Mit einem einfachen 24/12V-Wandler wird das mit dem Laden der 12V-Batterie nämlich nichts.

Halt, stopp! Falsch verstanden! Der 24-12 Wandler wäre nur für den Servomotor der Ruderanlage da! D.h. der Motor hängt dann an diesem Wandler und nicht mehr (bzw. nur noch via Umschalter als Backup) an der 12V Batterie.

Ein Ladegerät für die 12V Batterie hab ich ja schließlich schon, da brauch ich kein zweites

Zitat von tritonnavi

Ich würde das vorhandene 230V/12V-Ladegerät schlichtweg über einen Fernschalter abschalten (ein Relais wäre gar nicht unbedingt nötig).

Das verhindert die minimalen Zusatzverluste, ist kostengünstig und somit der ebenfalls nur minimalen Wirkung angemessen.

grundsätzlich stimmt das - ist mir aber zu unsicher. Denn: wenn ich das Ladegerät und damit letztlich die Stromversorgung des Servomotors ausschalten kann, kann es passieren, dass ich beim Fahrtantritt vergesse, es wieder einzuschalten. Die Ruderanlage funktioniert dann erstmal, weil in der Batterie ja noch Strom ist. Und ein paar Stunden später fällt sie dann aus, vermutlich mitten in irgendeinem Manöver.

Daher: Versorgung des Servomotors über 24-12 Wandler direkt aus der 24V Batteriebank.
Die 12V Batterie ist dann im Regelbetrieb nur Starterbatterie für den Generator, wie es eigentlich auch sein sollte. Das 230V->12V Ladegerät bleibt im Regelfalls ausgeschaltet.

Damit ist der Leistungsverlust des Ladegeräts (auch wenn er klein ist) ausgeschaltet und die Stromversorgung des Servomotors hat eine Komponente weniger.

Falls mal der 24-12 Wandler ausfallen sollte schalte ich auf die alte Schaltung um, dann würde der Servomotor seinen Strom wieder aus der 12V Batterie beziehen.

[Perre Pescadore]

Das System läuft schon seit vielen Jahren so, also warum jetzt ändern, der Hersteller wird sich dabei schon was gedacht haben.
Ich würde einen fernbedienbaren Schalter einbauen und dann vor Anker das Ladegerät vom Cockpit aus ausschalten.

[Sigi S.]

Ich würde als erstes mal die Stromaufnahme des Motors ermitteln, aber die meisten haben so 5-10A bei 12V
Bist du in diesem Bereich reicht schon dieser StepDown Konverter (PaidLink) wenn mehr halt diesen (PaidLink)
Da kannst du gleich einen Zweiten als Backup mit Kaufen

[JulianBuss]

Zitat von Sigi S.

Ich würde als erstes mal die Stromaufnahme des Motors ermitteln, aber die meisten haben so 5-10A bei 12V
Bist du in diesem Bereich reicht schon dieser StepDown Konverter (PaidLink) wenn mehr halt diesen (PaidLink)
Da kannst du gleich einen Zweiten als Backup mit Kaufen

Das ist ja witzig, was ist an den Dingern den anders als an den normal käuflichen Lösungen von Alfatronix etc., die 100 Euro und mehr kosten?
(https://www.yachtbatterie.de/de/wandler/24v-12v.html)

[Sigi S.]

Der Unterschied ist die teilweise galvanische Trennung, die der Motor aber nicht braucht.
Natürlich sind die Teureren auch anders verarbeitet, z.B. Schutzlack auf der Leiterplatte, Seewasser beständiges Gehäuse usw.

[tritonnavi]

grundsätzlich stimmt das - ist mir aber zu unsicher. Denn: wenn ich das
Ladegerät und damit letztlich die Stromversorgung des Servomotors ausschalten
kann, kann es passieren, dass ich beim Fahrtantritt vergesse, es wieder
einzuschalten. Die Ruderanlage funktioniert dann erstmal, weil in der Batterie
ja noch Strom ist. Und ein paar Stunden später fällt sie dann aus, vermutlich
mitten in irgendeinem Manöver.

das ließe sich ganz sicher, ohne allzu viel Aufwand (z.B. über ein spannungsgeführtes Relais oder eine D+-Leitung) automatisieren.

Wie wird die 12V Batterie denn eigentlich geladen, wenn du das Ladegerät grundsätzlich ausschaltest?

Wieviel Verlustleistung hat ein leistungsmässig passender 24/12V-Wandler wenn kein Strom auf der 12V-Seite verbraucht wird?

Braucht man bei der Auswahl des Wandlers keine Rücksicht darauf zu nehmen, dass eine induktive Last am Ausgang hängt?

[Sigi S.]

Zitat von tritonnavi

Braucht man bei der Auswahl des Wandlers keine Rücksicht darauf zu nehmen, dass eine induktive Last am Ausgang hängt?

Ich würde sagen, nein, da der Wandler selbst ja eine Induktivität ist (Ladungspumpe)

[tritonnavi]

und mit dem mehrfach erhöhten Anlaufstrom eines E-Motors kommt ein Wandler auf Dauer zurecht?
Eine Batterie ist dann ja als Puffer nicht mehr dazwischen.