De boot laden: van laadpaal naar accu

Laden aan de kade is een kwestie van twee stekkers. Maar achter de aansluiting op de boot zit een lader, een paar automaten en een galvanische isolator die de romp tegen corrosie beschermt. Een rondgang door de walstroominstallatie van Cornelis, van de kade naar de accu.
Walstroomschema van Cornelis: elektrische boot opladen via de Victron MultiPlus.
Het walstroomschema van Cornelis op basis van Victron Multiplus
Een elektrische boot opladen: meer dan een stekker

Twee stekkers, en de accu loopt vol: zo simpel is een elektrische boot opladen. De laadkabel in de paal op de kade, het andere eind in de CEE-aansluiting op de accukist midden in de boot. Daarna loopt het 48 volt-pakket vanzelf vol. Meer hoef je niet te doen.

Achter de aansluiting zit de installatie die dat mogelijk en veilig maakt: een lader, een paar automaten met een aardlekschakelaar, en een galvanische isolator in de aardleiding. Dat laatste onderdeel heeft geen knoppen en doet niets zichtbaars, maar het is de reden dat de romp onder water niet wegcorrodeert. Hieronder lopen we de keten langs, van de kade naar de accu.

De aansluiting: een blauwe stekker, geen huishoudstekker

De verbinding met de wal loopt via een CEE-koppeling: de blauwe stekker van 230 volt, 16 ampère, spatwaterdicht (IP44) — je kent hem van de camping. Geen gewone randaardestekker.

Daar is een goede reden voor. Een CEE-koppeling klikt vast, laat niet zomaar los en is gemaakt voor buiten — precies wat je wilt op een aanlegplaats waar het waait en spat. De laadposten aan de kade hebben dezelfde aansluiting, dus de kabel past overal waar we komen. Bij ons is dat een polyurethaan laadkabel, 3 × 2,5 mm², het soort dat soepel blijft in de kou.

Aan boord komt de kabel binnen op de accukist, die midden in de boot staat: daar zit de CEE-aansluiting, met een scharnierend deksel dat dichtklapt als we varen. De laadkabel zelf ligt opgeborgen onder de achterbank, klaar voor de volgende keer.

De lader doet het echte werk

Achter de inlaat begint het 230 volt-net van de boot. Eigenlijk is er maar één verbruiker die ertoe doet: de Victron MultiPlus-II. Dat is de lader-omvormer die het grote pakket vult — de 48 volt-vaaraccu, waar de motor op draait. De walstroom laadt de accu dus niet rechtstreeks — hij voedt de MultiPlus, en die verzorgt het laden.

De MultiPlus staat ingesteld op maximaal 16 ampère aan de ingang. Meer trekt hij niet van de wal, ook niet als de laadpost het zou toestaan — zo blijven we binnen wat een 16 A-aansluiting aankan. In de praktijk staat er tijdens het laden iets meer dan 8 ampère op de meter: ruim binnen de grens, en genoeg om de accu in een nacht vol te krijgen.

Die 16 ampère ligt niet vast. Op het scherm van de Cerbo kunnen we de ingangsstroom verder terugzetten — bijvoorbeeld in een marina waar de walaansluiting minder levert, of waar veel boten op dezelfde groep hangen. De MultiPlus houdt zich dan aan die lagere grens.

Wie bepaalt de lading: het BMS

De MultiPlus laadt niet op eigen houtje. De installatie is zo ingesteld dat het batterijmanagementsysteem (BMS) van het MG Energy Systems-accupakket de leiding heeft, via een functie van Victron die DVCC heet — Distributed Voltage and Current Control.

Het BMS kent het pakket van binnenuit: het meet elke cel, de temperatuur en de laadtoestand, en weet daardoor op elk moment hoeveel spanning en stroom er veilig bij mogen. Die grenzen geeft het door aan de Cerbo GX, het Victron-apparaat waar bij ons alle onderdelen samenkomen: een maximale laadspanning (CVL), een maximale laadstroom (CCL) en een maximale ontlaadstroom (DCL).

De brains van de schuit: de Victron Cerbo GX
De brains van de schuit: de Victron Cerbo GX

De Cerbo geeft die grenzen door aan de MultiPlus. Die zet zijn eigen laadcurve uit en volgt wat het BMS oplegt. Zo beslist er één instantie over het laden — de accu zelf — en niet een lader die op eigen aannames werkt.

De verbindingen erachter: het BMS praat met de Cerbo over de CAN-bus, en de Cerbo stuurt de MultiPlus aan over VE.Bus. Meer over hoe deze netwerken samenhangen staat in Deel 3 en in de NMEA 2000-primer.

De galvanische isolator: bescherming tegen corrosie

Het onderdeel dat de meeste uitleg verdient, zit in de aardleiding: de galvanische isolator.

Zodra je met de wal verbonden bent, deel je niet alleen de fase en de nul, maar ook de aarde. En via die aarde staan alle boten aan dezelfde kade met elkaar in verbinding — plus met de kade zelf. In water met opgeloste zouten is dat genoeg om een piepklein stroompje op gang te brengen tussen de verschillende metalen onder de waterlijn. Galvanische corrosie: je anodes verdwijnen sneller dan het hoort, en daarna je schroefas, je koelplaat, je romp.

De Victron galvanische isolator
De Victron galvanische isolator

De galvanische isolator zit in de aardleiding en blokkeert precies dat kleine gelijkspanningsstroompje, terwijl hij de aarde bij een echte fout wél laat werken zoals het hoort. Geen knoppen, geen display, en juist daarom makkelijk te vergeten bij het onderhoud.

Eén uitzondering: staat de boot op de kant, dan gaat de aarde rechtstreeks naar de wal, langs de isolator om. Op het droge speelt de corrosie niet, en dan wil je de meest directe aarde die er is.

230 volt zonder de wal: de omvormer

De MultiPlus is niet alleen lader maar ook omvormer: hij maakt van de 48 volt weer 230 volt. Aan die omvormerkant hangt een gewoon stopcontact aan boord, spatwaterdicht — los van de walstroom.

De omvormer staat standaard uit. We zetten hem aan op het scherm van de Cerbo als we 230 volt willen zonder aan de kade te liggen. Zo is er ook onderweg een stopcontact, gevoed uit de accu.

Aarde en aardlek: de veiligheid

De rest gaat over veilig zijn. In een spatwaterdichte verdeler komt alles samen: aan de ingang een dubbelpolige 16 A-automaat voor de walstroom, en aan de omvormerkant een aardlekschakelaar met overstroombeveiliging voor het stopcontact. Een groen lampje op de verdeler brandt zodra er walstroom op staat. De aardlek aan de walstroom-ingang zelf komt van de walkast. En een centrale vereffeningsrail brengt de aardes van de boot samen, bij de romp en de accukist.

De 230 volt verdeler met automaat en aardlekschakelaar
De 230 volt verdeler met automaat en aardlekschakelaar

Eén instelling verdient een aparte vermelding, omdat ze niet vanzelf goed staat: het aarderelais van de MultiPlus. Als de boot op de omvormer draait — losgekoppeld van de wal — legt dat relais de nul van de uitgang aan de massa. Zonder die verbinding heeft een aardlekschakelaar geen referentie en werkt hij niet betrouwbaar. Sluit je weer aan op de wal, dan gaat het relais open en neemt de aarde van de wal het over.

Hoe lang tot vol?

Cijfers uit de laadtest, vanaf een 16 A-aansluiting via de MultiPlus:

Van → naarTijd
0 % → 100 %~9 uur
50 % → 100 %4 uur 36 min
80 % → 100 %1 uur 48 min

De laatste procenten kosten het meest, zoals bij elke lithiumaccu: het laden knijpt zichzelf af naarmate het pakket voller wordt. Van halfvol naar vol lukt in een avond en een nacht, en daar hebben we in de praktijk genoeg aan.

En hoe ver kom je op zo’n volle lading? Op grachtensnelheid — een kilometer of 6 à 7 per uur — trekken we ongeveer een kilowatt uit het 48 volt-pakket van zo’n 14 kilowattuur. Genoeg voor grofweg 90 kilometer, of een uur of veertien varen; de cijfers en de snelheid-verbruikcurve staan in Deel 5.

En het tweede pakket?

Aan boord ligt nog een tweede accupakket: 12 volt, los van de 48 volt. Twee Hoppecke-accu’s van 6 volt in serie, samen zo’n 247 Ah — omgerekend zo’n 3 kWh. Dat voedt de bilgepomp — belangrijk als de boot open en onafgedekt ligt — en de hotelfunctie: licht, een telefoon aan de lader, de kleine dingen.

De nieuwe Victron DC-DC-lader.
De nieuwe Victron DC-DC-lader.

Vroeger kreeg dat 12V-pakket zijn stroom van een losse 230 volt-lader die we bij de walstroom in het stopcontact prikten. Nu niet meer: het wordt gevoed vanuit de 48 volt, via een Victron Orion-Tr Smart, zolang het 48V-systeem aanstaat. Aan de walstroom hangt dus maar één lader, en die vult beide pakketten — het 48 volt direct, het 12 volt via de Orion. Waarom die losse lader eruit ging, staat in het optimalisatie-artikel.

Gaan we van boord, dan zetten we het 48V-systeem uit, en daarmee ook de Orion. Het 12V-pakket blijft dan op zichzelf staan en houdt de bilgepomp aan de praat. Daarvoor is zo’n apart pakket handig.

Waar we laden

Dit stuk ging over de installatie, niet over de kade. Waar je in en rond Alkmaar terecht kunt, wat het kost en hoe je zo’n post activeert, staat in Elektrisch varen in Alkmaar — waar kan ik laden?.

En dan de standaardopmerking, die hier echt op zijn plaats is: dit schema is specifiek voor onze schuit. Het is geen advies. 230 volt aan boord, in water, met een gedeelde aarde — laat je eigen installatie ontwerpen en controleren door een gecertificeerde scheepselektricien.

Verder lezen

Iedere stap in het proces is te volgen op het elektrisch-varen blog. Volg ons in alle keuzes die uiteindelijk moeten leiden tot een moderne en stille aandrijving zodat Cornelis nog tientallen jaren mee kan.

Alle berichten over de geschiedenis van onze schuit vind je hier. Verder hebben we artikelen over de restauratie, het ombouwen naar elektrisch en techniek, achtergrondartikelen en schrijven we over de eerste ervaringen met het elektrisch varen en die met de gemeente.