Elettricità e illuminazione a bordo

Cosa considerare quando si tratta dell'impianto elettrico della barca?

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- Spiegazione semplice delle basi e dei componenti dell'impianto elettrico delle barche da diporto -

Qui spieghiamo in modo semplice e comprensibile le basi dell'elettronica della barca e tutte le relazioni tra i singoli componenti. La nostra conoscenza specialistica può aiutarti ad identificare i punti deboli nel tuo sistema elettrico di bordo e a risolverli da solo con misure "fai da te" prima che possano trasformarsi in problemi maggiori. Scoprirai che è più facile del previsto, quindi non temere! Se preferisci consultare un professionista, le sue spiegazioni saranno per te più comprensibili e non più "gergo tecnico".

Informazioni generali sull'impianto elettrico della barca

In generale, l'installazione elettrica su imbarcazioni da diporto, sia che si tratti di barche a vela o barche a motore, dovrebbe avere i più altri standard di progettazione, qualità e sicurezza. Un guasto alla rete elettrica può avere conseguenze spiacevoli in mare. È quindi importante controllare regolarmente l'impianto elettrico e la gestione energetica della propria imbarcazione ad inizio stagione e, se necessario, sostituirlo. Niente dura in eterno e le difficili condizioni meteorologiche e di guida in mare, così come l'elevata umidità e il sale marino, mettono a dura prova i singoli componenti del sistema del tuo yacht.

Ogni volta che un nuovo apparecchio elettrico viene installato, come un propulsore di prua, un verricello elettrico, un plotter cartografico con radar, un riscaldamento di bordo, un nuovo potente sistema di intrattenimento marino, una macchina da caffè o persino il caricatore di un laptop, questo altera il bilancio energetico originale e il consumo di energia a bordo aumenta in modo significativo. Ciò non influisce solo sulla capacità delle batterie installate, ma anche sulle prestazioni del caricabatterie utilizzato.

Quali sono le differenze tra gli impianti elettrici degli yacht a motore e delle barche a vela?

L'impianto elettrico di bordo non è lo stesso su tutte le imbarcazioni. L'attrezzatura e il cablaggio dell'impianto elettrico di bordo di una barca a vela sono diversi da quelli di una barca a motore. La ragione di ciò risiede nel modo in cui viene utilizzato il rispettivo tipo di barca. Questo è facile da capire se si confronta il viaggio di una barca a vela con un viaggio su uno yacht a motore.

A cosa prestare attenzione quando si tratta di impianti elettrici su barche a vela?

Fare attenzione quando si maneggia la batteria di bordo. Questa dovrebbe essere caricata dopo ogni manovra di ormeggio. La barca a vela parte con le batterie completamente cariche. Nella maggior parte dei casi il motore (l'alternatore) funzionerà solo per un breve periodo durante la manovra di ormeggio. Non appena la barca è a vela e il motore è spento, le batterie iniziano a scaricarsi per l'utilizzo di plotter, radio, ecc. Dopo il rientro in porto e una breve manovra di ormeggio con il motore acceso, la batteria è scarica. Qui il caricabatterie da terra deve poter ricaricare completamente le batterie durante la notte. Chi mai vorrebbe iniziare il prossimo viaggio la mattina successiva con le batterie non sufficientemente cariche!?

Cosa considerare quando si tratta di impianti elettrici su barche a motore?

Anche uno yacht a motore parte con la batteria carica. Ma le utenze elettriche a bordo sono costantemente alimentate dall'alternatore durante la navigazione. Solo quando la barca è all'ancora (o in un porto senza alimentazione da terra) le utenze elettriche scaricano la batteria. Non appena ritorna al porto di casa, l'alternatore alimenta nuovamente le utenze e contemporaneamente ricarica le batterie. La barca a motore raggiungerà il porto con le batterie abbastanza cariche e il caricabatterie da terra dovrà fornire meno energia per caricare completamente le batterie. Nell'esempio è chiaro che l'alternatore in funzione fornisce un contributo significativo alla fornitura di energia, il che significa che è richiesta una capacità della batteria inferiore e, di conseguenza, un caricatore da terra meno potente.

Esistono anche differenze nell'attrezzatura e nel cablaggio per le barche a motore. Ad esempio, la distribuzione della corrente di carica dell'alternatore su uno yacht con motore entrobordo richiede misure diverse rispetto a una barca da diporto con un potente motore fuoribordo.

Quali fonti di energia ci sono a bordo?

Soprattutto oggi, nell'era degli smartphone e dei tablet, una delle prime domande che la maggior parte dei membri dell'equipaggio pone riguarda l'alimentazione: la presa per caricare i dispositivi di comunicazione che hanno portato con sé. Molti di solito non sono consapevoli della particolare situazione elettrica sulle navi: se l'alimentazione da terra viene interrotta e la barca lascia il porto, l'equipaggio deve fare affidamento su altre fonti di energia. Come nelle automobili o nelle case mobili, la batteria è il componente elettrico più importante insieme al generatore. Se il motore non è in funzione e non sono disponibili altre fonti di energia come un generatore eolico o un sistema solare, la batteria dell'imbarcazione è l'unica fonte di energia che alimenta tutte le utenze elettriche della rete di bordo. Poiché la maggior parte delle barche e degli yacht è dotata di un'elettronica di navigazione ampia e di alta qualità, una batteria debole è un disastro, mentre un guasto completo della batteria è quasi un'emergenza.

Come garantire un approvvigionamento energetico affidabile dalla batteria di bordo?

Un aspetto essenziale è la capacità della batteria richiesta. Sconsigliamo vivamente di scegliere una capacità qualsiasi della batteria. In pratica, sperimentiamo spesso che quando si cambiano le batterie, gli skipper scelgono una batteria più piccola con una capacità inferiore, solo perché una nuova non si inserisce più nella scatola della batteria laminata a causa delle diverse dimensioni. Di conseguenza, c'è il rischio che la nuova batteria si scarichi eccessivamente, il che porterà rapidamente alla perdita di prestazioni e all'usura prematura. Salvo diversamente specificato dal produttore della batteria, la profondità massima di scarica consentita per batterie di consumo è del 50%. Con una batteria di consumo da 100 Ah (tipo al piombo), è possibile utilizzare solo 50 Ah! Nelle schede tecniche, la profondità di scarica è indicata anche come "Depht of Discharge", abbreviato DoD.

Di quanta energia ho bisogno sulla mia barca?

Non esiste una sola risposta che vada bene per tutti! Il consumo di energia a bordo ha molto a che fare con l'attrezzatura e l'uso individuale della barca. È quindi opportuno creare un piano energetico e utilizzarlo per scegliere la capacità della batteria necessaria. Il piano energetico può anche rivelare un'elevata richiesta di energia da parte delle singole utenze, così che si deve pensare all'uso di queste utenze o all'uso di fonti energetiche aggiuntive.

Posso utilizzare l'energia solare ed eolica come fonte aggiuntiva di energia a bordo?

Naturalmente! Fonti di energia aggiuntive come un sistema solare, un generatore eolico o una cella a combustibile compatta e silenziosa possono migliorare significativamente la situazione. Tuttavia, a causa del ridotto spazio di montaggio disponibile a bordo, raramente sarà possibile coprire l'intero fabbisogno elettrico giornaliero con energia eolica e solare.

Quali moduli solari ci sono?

Ogni sistema solare è composto da almeno un modulo, un regolatore di carica, il materiale di fissaggio e installazione come sigillanti, cavi di collegamento, connettori dei moduli, morsetti, fusibili e da non dimenticare passacavi. Infine, le linee di collegamento sottocoperta devono essere collegate al controller. Oggigiorno, diversi tipi di moduli solari non lasciano nulla a desiderare, indipendentemente dal fatto che si tratti di moduli con telaio ad alte prestazioni stabili o pannelli solari sottili e semi-flessibili che possono essere montati anche su una superficie leggermente arrotondata.

Il regolatore di carica, spesso definito regolatore solare o semplicemente regolatore, deve essere selezionato in base alla potenza del modulo. Dovrebbe essere adatto per l'elaborazione dell'uscita del modulo, ma potrebbe essere più potente in modo che non venga caricato al limite. In questo modo, è in grado di elaborare la potenza di moduli aggiuntivi senza danni.

Suggerimento importante sui moduli solari

Non collegare mai un modulo solare a una batteria esente da manutenzione senza regolatore di carica! Quando la batteria è relativamente carica, un modulo collegato direttamente viene sottoutilizzato, il che può causare un aumento della tensione del modulo al di sopra della tensione di carica consentita, con conseguente sovraccarico della batteria e dispersione di gas.

A cosa prestare attenzione quando si utilizza la rete a 230 V?

Le fonti di energia per la rete di bordo a tensione alternata 230 V sono gli inverter, le unità di potenza (generatore, noto anche come "Jockel") e l'alimentazione a terra da 230 V.

Nell'ingegneria energetica, 230 V è considerato bassa tensione. Sembra innocuo e non dovrebbe essere frainteso. Rispetto alle basse tensioni del sistema di alimentazione di bordo a 12 o 24 V DC, 230 V è una tensione molto alta. Un uso improprio o errori di installazione possono causare lesioni personali potenzialmente letali e danni materiali. Esistono chiare norme di installazione nazionali e internazionali che devono essere seguite per escludere il rischio di lesioni personali o danni materiali. Pertanto, solo qualcuno che ha le conoscenze specialistiche adeguate e conosce le norme di installazione dovrebbe lavorare sull'impianto elettrico di bordo da 230 V. In caso di dubbi, contattare un elettricista competente sul posto.

Se vuoi leggere di più sull'argomento, troverai chiare linee guida nella norma europea EN ISO 13297, o nella letteratura specialistica, come ad esempio il libro "Theorie und Praxis der Bordelektrik " di Jens Feddern pubblicato da Delius Klasing Verlga.

Cosa considerare con l'alimentazione da terra?

Finché sei sul molo del porto, l'alimentazione da terra a 230 V è la fonte di corrente alternata più affidabile. La corrente alternata a 230 V viene collegata alla presa di corrente da terra a bordo tramite cavi di alimentazione da terra lunghi e sufficientemente dimensionati. A tale scopo vengono utilizzati connettori standard CEE o simili che non consentono alcuna polarità errata del conduttore esterno (L o fase) o del conduttore neutro (N).

A bordo, la corrente alternata a 230 V viene distribuita dalla presa di collegamento a terra direttamente all'unità di collegamento a terra e dall'unità di collegamento a terra la corrente alternata a 230 V a bordo viene distribuita ai singoli circuiti di alimentazione. L'unità di collegamento a terra è una scatola di fusibili dotata di corrente residua e interruttore automatico. Questi sono abbreviati come interruttori FI / LS e internazionalmente come ELCI o RCBO. Il "Non-Plus-Ultra" è un'unità di collegamento a terra FI / LS con un interruttore di protezione antincendio aggiuntivo (AFDD), poiché rileva anche scintille a bordo, che possono verificarsi con collegamenti a spina difettosi, rotture di cavi o danni all'isolamento e sono tra le cause più comuni di incendio.

Cos'è un inverter?

Non appena si lascia il porto, l'alternatore e la batteria alimentano di nuovo l'alimentazione di bordo in corrente continua. Se si desidera o si deve continuare a far funzionare le utenze a 230 V in corrente alternata a bordo, è possibile utilizzare un inverter. Questo converte la tensione della batteria da 12 o 24 V in una tensione alternata da 230 V. Un inverter può essere utilizzato per alimentare una singola utenza a 230 V. Se necessario, la sua tensione di uscita può essere alimentata anche nella corrente alternata di bordo.

Nota di sicurezza: l'installazione è un lavoro per professionisti!

Se un inverter deve essere inserito nella rete di bordo a tensione alternata, è essenziale assicurarsi che l'alimentazione da terra e l'inverter non possano essere immessi contemporaneamente nella rete di bordo a 230 V. Questo è il motivo per cui gli inverter ad alte prestazioni dispongono spesso di un circuito automatico (noto anche come circuito di trasferimento) che disconnette immediatamente l'inverter dalla rete di bordo a tensione alternata quando è disponibile l'alimentazione da terra a 230 V. Per i dispositivi senza questo circuito prioritario, sono disponibili interruttori elettronici azionati manualmente o che funzionano automaticamente (interruttori di trasferimento).

A cosa servono gli inverter sinusoidali?

Gli inverter sinusali vengono utilizzati quando le utenze collegate contengono componenti elettronici sensibili, come caricabatterie per smartphone / tablet / spazzolini da denti elettrici / rasoi, ecc. Le utenze collegate determinano la potenza di uscita minima che l'inverter deve erogare, ovvero quanti watt o VA.

La nostra esperienza dimostra che spesso non viene considerato da dove un inverter ottiene la sua energia! L'energia proviene dalla batteria e quando il motore è in funzione anche dall'alternatore. Per potenti utenze da 230 V, la batteria deve fornire correnti molto elevate e quindi si scarica rapidamente.

Ha senso far funzionare contemporaneamente l'inverter e il caricatore da terra?

La risposta è semplice: no! Se l'inverter fosse abbastanza potente, ciò sarebbe possibile e, sebbene i dispositivi moderni funzionino con una tecnologia di alimentazione a commutazione altamente efficiente, si verificano perdite durante la conversione di tensione in entrambi i dispositivi, che alla fine scaricano la batteria.

Il consiglio dei nostri esperti: fintanto che un inverter alimenta la rete di bordo a 230 V, il caricatore da terra deve essere scollegato dalla rete a 230 V o completamente spento!

Quando utilizzo un generatore di corrente (generatore di corrente alternata)?

Se stai cercando una fonte di energia affidabile, resiliente e non alimentata a batteria per la tua rete di bordo a 230 V, lontano dalla corrente di terra, puoi prendere in considerazione un generatore di corrente alternata. I generatori sono disponibili come dispositivi mobili con un serbatoio del carburante integrato e sono disponibili con diverse potenze di uscita. Questi generatori mobili possono essere utilizzati per alimentare singole utenze e altrettanto facilmente immessi nella rete di bordo 230 V in corrente alternata. Gli yacht di grandi dimensioni sono spesso dotati di generatori diesel installati in modo permanente con una potenza di uscita superiore a 3,5 kW.

Attenzione: Anche i generatori a 230 V non devono alimentare la rete di bordo a corrente alternata contemporaneamente alla presa da terra o agli inverter, ma devono essere separati tra loro tramite opportuni commutatori manuali o automatici.

Perché c'è una batteria di avviamento e una batteria di consumo?

Come già descritto, le batterie e gli alternatori sono le principali fonti di energia a bordo. Se il motore (l'alternatore) non è in funzione, solo la batteria fornisce energia alle utenze dell'impianto elettrico CC del veicolo. Le batterie sono riserve di energia, a un certo punto sono vuote e devono essere ricaricate. L'equipaggiamento delle barche è molto vario così come l'uso delle batterie esistenti. Esistono piccole barche con una sola batteria che viene utilizzata sia per avviare il motore che per alimentare le utenze. Quando il motore non è in funzione, c'è il rischio che le utenze attive scarichino la batteria a tal punto che il motore non può più essere avviato. Per questo motivo i cantieri navali o i proprietari hanno solitamente equipaggiato le loro barche di due batterie che possono essere utilizzate alternativamente. Quando una batteria è scarica, l'altra la sostituisce. Fondamentalmente, questo aumenta solo la capacità della batteria. Ma c'è ancora il rischio che il motore non si avvii perché entrambe le batterie sono troppo scariche.

Le batterie a bordo hanno quindi spesso una funzione ben precisa. Le batterie di avviamento servono solo per avviare il motore. Queste sono sempre sufficientemente cariche, perché l'energia prelevata per l'avviamento viene ricaricata dopo un breve periodo di funzionamento del motore / alternatore. La batteria di consumo fornisce elettricità a tutte le altre utenze elettriche a bordo. Anche se la batteria di consumo è troppo scarica, il motore può essere avviato grazie alla batteria di avviamento separata. Gli yacht più grandi spesso dispongono di batterie aggiuntive per potenti propulsori e verricelli.