Układ Elektryczny na Jachcie
Układ elektryczny to absolutnie kluczowy element każdej łódki – jej prawdziwy kręgosłup. W praktyce niemal każdy system, z którego korzystamy na jachcie, powiązany jest z elektryką - bez niej wiele urządzeń po prostu nie zadziała. Dlatego właśnie już na etapie zakupu jednostki warto poważnie zastanowić się nad tym, jak zbudować niezawodny i wydajny system zasilania.
Standardowo jachty produkowane seryjnie mają bardzo podstawowe instalacje elektryczne. Są one projektowane z myślą o jednostkach, które większość nocy spędzają w marinach, z dostępem do zasilania z lądu. Dla jachtów czarterowych czy wakacyjnych rejsów trwających 2–3 tygodnie takie rozwiązanie w zupełności wystarcza.
Jaki system elektryczny będzie najlepszy dla Twojego jachtu?
Jednak jeśli planujemy mieszkać na łódce na stałe lub wybieramy się w dłuższe rejsy i zależy nam na niezależności od infrastruktury brzegowej, musimy dobrze przemyśleć trzy rzeczy:
- Ile prądu zużywamy,
- Jak ten prąd wyprodukujemy,
- W jaki sposób go przechowamy.
Dopasowanie systemu do Twojego jachtu
W tym artykule opiszemy, jak wygląda nasz układ elektryczny, jakie rozwiązania wybraliśmy oraz jakie kompromisy nas do tego doprowadziły. Bo życie to sztuka kompromisów – a życie na morzu uczy tego jeszcze szybciej i dosadniej. Jeśli chcecie, abyśmy pomogli zaprojektować taki układ do potrzeb Waszej jednostki i stylu pływania - zapraszamy do skorzystania z naszej oferty Konsultacji Żeglarskich.
Zrozumieć Elektrykę
Poniższy artykuł nie będzie poradnikiem od podstaw – nie skupimy się na zasadach działania elektryki, dobrych praktykach wykonania czy normach bezpieczeństwa. To ogromny temat, a na rynku znajdziecie wiele publikacji, które wnikliwie go omawiają. My podzielimy się przede wszystkim naszymi doświadczeniami i rozwiązaniami, które sprawdzają się w codziennym życiu na jachcie.
Jeśli jednak chcecie zgłębić teorię i techniczne podstawy, zawsze polecamy książkę Nigela Caldera, a w przypadku zagadnień związanych z prądem – także kurs boathowto.com , stworzony wspólnie z Nigelem przez naszego kolegę Jana Athenstadta, również właściciela jachtu Malo 39.
Bezpieczeństwo i Niezawodność
Zanim przejdę do szczegółów naszego systemu, chcę podkreślić coś, co dla mnie jest absolutnie kluczowe: bezpieczeństwo i niezawodność układu elektrycznego na jachcie.
Instalacja elektryczna na jachcie może być potencjalnie niebezpieczna– zarówno dla załogi, jak i samej jednostki. Obok incydentów związanych z kuchnią i otwartym ogniem, to właśnie awarie elektryczne czy źle wykonane instalacje są jedną z najczęstszych przyczyn pożarów na jachtach. Niestety, słyszymy o nich coraz częściej. Dlatego szczególnie uczulam na wszelkie „tymczasowe rozwiązania”, niedoróbki czy oszczędzanie na jakości komponentów – w elektryce nie może być na to miejsca.
Oprócz kwestii bezpieczeństwa, pamiętajmy, że większość systemów na jachcie bez prądu po prostu przestaje działać. Ich niezawodność wpływa więc bezpośrednio zarówno na komfort podróży, jak i na nasze bezpieczeństwo. Dobrym przykładem jest żeglarz, którego spotkaliśmy jakiś czas temu – w trakcie przeprawy przez Pacyfik, w dwuosobowej załodze, stracił autopilota. Urządzenie kluczowe, a w takich warunkach wręcz krytyczne. Jak się okazało, sam autopilot był sprawny, ale… przerwało się stare połączenie przewodu zasilającego.
Analiza Zapotrzebowania na Energię
Wracając do układu elektrycznego naszego jachtu Tranquility. Projektując go wiedzieliśmy, że nasze zapotrzebowanie na energię elektryczną będzie raczej duże. Pierwszym krokiem była więc analiza zużycia. W sieci można znaleźć wiele prostych kalkulatorów w formacie Excel, które pomagają w takich obliczeniach.
Warto stworzyć dwa osobne scenariusze:
- Stojąc na kotwicy
- Podczas żeglugi
Różnice są znaczące. Na kotwicy nie korzystamy przecież z autopilota, radaru czy przyrządów nawigacyjnych. W trakcie żeglugi z kolei nie używamy płyty indukcyjnej ani nie włączamy oświetlenia kabinowego, a nasze komputery najczęściej są schowane.
Analiza szybko pokazuje, że to nie zawsze najbardziej energożerne urządzenia zużywają najwięcej energii, lecz te, które działają najdłużej w ciągu doby. To też dobry moment, by zastanowić się, gdzie możemy zaoszczędzić na zużyciu prądu. Każda zaoszczędzona miliamperogodzina przekłada się na mniejsze obciążenie banku akumulatorów, mniejsze uzależnienie od produkcji energii, a co za tym idzie - niższe koszty.
DC i AC – Dwa Systemy Elektryczne na Jachcie
Nasze Malo posiada zarówno układ prądu stałego (DC) , jak i układ prądu zmiennego (AC) . Nie będę wchodził w podstawy teorii – każdy z tych systemów ma swoje zalety i wady, sprawdzając się w różnych zastosowaniach.
Naszą główną zasadą jest prostota. Dzięki temu unikamy wielu problemów, a w razie awarii łatwiej znaleźć jej źródło. Tam, gdzie to możliwe, staramy się korzystać z prądu stałego, pamiętając, że każda konwersja z DC (akumulatory) na AC wiąże się ze stratami.
Na Tranquility, sieć prądu stałego pracuje na napięciu 12V. Na innych jachtach można spotkać systemy 24V czy nawet 48V. U nas 12V w zupełności się sprawdza, ale przy większej jednostce na pewno rozważylibyśmy wyższe napięcie.
Na tym etapie widać już, że planowanie całości systemu elektrycznego wymaga dobrze przemyślanej koncepcji. Do tego jednak wrócimy w dalszej części artykułu.
Magazynowanie Energii
Kiedy już wiemy, ile prądu zużywamy, kolejnym krokiem jest decyzja dotycząca jego magazynowania– czyli wyboru akumulatorów. Na naszym jachcie korzystamy zarówno z akumulatorów litowo-jonowych i AGM. Skąd taki miks? O tym za chwilę.
Akumulatory LiFePo4
Główny magazyn energii– często nazywany na łódkach „domowym” czy „hotelowym” – w naszym przypadku tworzą baterie LiFePo4 o łącznej pojemności 600Ah. Temat akumulatorów litowo-jonowych jest bardzo szeroki, bo pod tą nazwą kryje się wiele różnych rozwiązań, w których ogniwa zbudowane są z odmiennych substancji. Materiał użyty do konstrukcji wpływa na żywotność, gęstość energii, stabilność, a także cenę. Innych parametrów oczekujemy przecież od baterii w telefonie, innych w samochodzie elektrycznym, a jeszcze innych – od zestawu zasilającego cały jacht.
Na łódkach – naszym zdaniem – najlepiej sprawdzają się baterie LiFePo4 (litowo-żelazowo-fosforanowe) . Ich największe zalety to stabilność (czyli bezpieczeństwo) i żywotność.
Zalety Akumulatorów LiFePo4
W porównaniu do tradycyjnych akumulatorów przewaga LiFePo4 jest ogromna:
- mają znacznie większą trwałość,
- oferują większą gęstość energii (są lżejsze i mniejsze przy tej samej pojemności),
- przyjmują dużo większy prąd ładowania,
- ich realna pojemność jest wyraźnie większa, bo można je rozładowywać do bardzo niskich wartości bez ryzyka uszkodzenia. Dla porównania – klasyczne akumulatory AGM poniżej 50% pojemności szybko się niszczą i nadają się do wymiany.
Wady of LiFePo4 Batteries
Jedyną realną wadą baterii LiFePo4 jest większa złożoność systemu. AGM można po prostu „wpiąć” w instalację, natomiast baterie litowo-jonowe wymagają odpowiedniego zarządzania. Niezbędny jest tu BMS (Battery Management System) , który chroni baterie przed przeładowaniem, a tym samym przed ryzykiem pożaru. Nasz BMS dodatkowo odpowiada za cykle ładowania, balansowanie ogniw i czas ładowania absorpcyjnego, co maksymalnie wydłuża żywotność akumulatorów. A trzeba przyznać, że , że baterie litowo-jonowe dobrej jakości nie należą do najtańszych, więc jest to istotne.
Baterie LiFePo4 - Tanie Rozwiązania
W tym miejscu chcę przestrzec przed „okazyjnie tanimi” rozwiązaniami. W środowisku żeglarskim nie brak również historii o ludziach, którzy montowali na jachtach używane baterie z samochodów elektrycznych, często kupione za grosze. Problem w tym, że ogniwa baterii są bardzo wrażliwe na uszkodzenia mechaniczne i błędy w połączeniach. Niestety, wiele takich eksperymentów kończyło się tragicznie – najczęściej pożarem. A pamiętajmy, że na morzu (tak samo jak w powietrzu) ogień to najczarniejszy możliwy scenariusz..
To właśnie takie przypadki przyczyniły się do złej reputacji akumulatorów litowo-jonowych jako niebezpiecznych i niestabilnych. My jednak – znając charakterystykę baterii LiFePo4, stosując dobre praktyki, zasady bezpieczeństwa i zalecenia producentów– nie mamy żadnych obaw związanych z naszym zestawem baterii.
Zawsze zalecamy budowanie systemu elektrycznego w oparciu o sprawdzonych producentów, cieszących się dobrą reputacją. To inwestycia nie tylko w bezpieczeństwo, ale również spokój ducha.
Produkcja Prądu
Nawet największy bank akumulatorów ma skończoną pojemność. Dlatego równie ważne, jak ich ilość, jest zapewnienie im odpowiedniego źródła ładowania. W praktyce musimy zbudować na jachcie własną, małą elektrownię – a możliwości jest całkiem sporo.
Alternator
Najbardziej podstawowym źródłem energii na każdej łódce jest alternator. Jest zabudowany na każdym silniku, który „oddaje” część swojej mocy na produkcję prądu.
Trzeba jednak pamiętać, że praca silnika na postoju wyłącznie w celu doładowania baterii:
- jest głośna i mało przyjemna,
- nieefektywna (spalanie paliwa),
- szkodliwa dla samego silnika. Szczególnie starsze silniki diesla źle znoszą długotrwałą pracę na niskim obciążeniu.
Alternator świetnie sprawdza się więc jako uzupełnienie produkcji prądu podczas żeglugi na silniku, ale nie powinien być traktowany jako główne źródło.
Na rynku znajdziemy alternatory wysokiej mocy – droższe, ale dużo lepiej współpracujące z bateriami litowo-jonowymi, które potrafią długo przyjmować bardzo duże prądy ładowania. Jednak i one mają swoje ograniczenia.
Generatory prądu
Kolejnym rozwiązaniem są generatory. Większe jachty często mają je zabudowane na stałe. My zdecydowaliśmy się na mały, przenośny generator spalinowy, którego używamy jako wsparcia – głównie w pochmurne dni, kiedy nasze główne źródło prądu nie zaspokaja naszego zużycia.
Odnawialne Źródła Energii
Turbiny Wiatrowe
Na jachtach coraz częściej stawiamy na odnawialne źródła energii . Dawniej królowały turbiny wiatrowe, jednak ich wydajność jest dziś zbyt niska w porównaniu do rosnących potrzeb energetycznych.
Hydrogeneratory
Ciekawą opcją są hydrogeneratory – urządzenia podobne do turbin wiatrowych, ale napędzane przepływem wody, gdy jacht płynie. To świetne rozwiązanie dla jachtów ekspedycyjnych pokonujących długie trasy, zwłaszcza na wysokich szerokościach geograficznych. Ich wada jest jednak oczywista: nie działają na postoju.
Turbiny Hybrydowe
Na ten problem sprytnie odpowiedział jeden z producentów, oferując turbinę hybrydową – wiatrowo-wodną. W trakcie żeglugi działa ona jako hydrogenerator, a po zatrzymaniu jachtu można ją przekonfigurować do pracy w trybie turbiny wiatrowej.
Panele Słoneczne
Najbardziej popularnym – i najszybciej rozwijającym się – źródłem prądu na jachtach są dziś panele słoneczne. Dzięki rosnącej wydajności i długiej żywotności, to jedno z najlepszych rozwiązań, zwłaszcza dla jednostek żeglujących w ciepłych, słonecznych rejonach.
Największe ograniczenie? Powierzchnia montażowa. Na jachcie zawsze jest jej za mało, a dodatkowo panele bywają zacieniane przez stałe elementy takie jak maszt czy żagle w trakcie żeglugi. Na szczęście producenci stale poprawiają technologie – nowoczesne panele coraz lepiej radzą sobie z częściowym zacienieniem.
Na Tranquility, zdecydowaliśmy się na 800 W paneliz rozwiązaniem technicznym, które znacząco ogranicza negatywny efekt cienia rzucanego przez maszt.
Na rynku można znaleźć coraz bardziej wydajne i niezawodne elastyczne panele słoneczne, które można montować na zakrzywionych powierzchniach kadłuba, nadbudówki czy materiałowych powierzchniach jak np. bimini. To świetna opcja dla jachtów, gdzie klasyczne stelaże są trudne do zastosowania.
Inne Rozwiązania
Oprócz paneli istnieją też bardziej niszowe źródła energii:
Ogniwa paliwowe na metanol
Takie urządzenie mieliśmy na naszym Malo, zamontowane jeszcze przez poprzedniego właściciela. Konstrukcyjnie bardzo ciekawe, jednak mały uzysk energii i konieczność magazynowania kolejnego rodzaju paliwa (w dodatku trudno dostępnego) szybko przekonały nas do jego demontażu.
Napęd hybrydowy
Coraz częściej spotykany na nowych jachtach. Dzięki odpowiedniej przekładni i śrubie można wykorzystywać układ napędowy jako hydrogenerator, który podczas żeglugi pod żaglami produkuje znaczne ilości prądu. Rozwiązanie bardzo obiecujące, choć wciąż głównie w segmencie nowych, droższych jednostek.
Nasz System Elektryczny na Tranquility
Po tym przydługim wstępie o podstawach planowania i rozumienia systemu elektrycznego, czas opisać konkretne rozwiązania, które zastosowaliśmy na naszej Tranquility.
Jak wspomniałem wcześniej, mamy dwa układy:
- prądu stałego 12V
- prądu zmiennego 230V
Sieć prądu stałego podzieliliśmy na trzy niezależne grupy baterii:
Zestawy Baterii na Tranquility
Zestaw Domowy – główne źródło energii na co dzień
Największy magazyn energii na pokładzie zasila sieć domową – czyli wszystkie systemy tworzące zarówno nasz pływający dom, jak i środowisko nawigacyjne. Ta część oparta jest na trzy inteligentne akumulatory LiFePo4 o łącznej pojemności 600 Ah. Całością zarządza BMS oraz rozbudowany układ elektroniczny, który daje nam bardzo szerokie możliwości dalszej automatyzacji i zarządzania systemami łódki.
Energię tę dystrybuujemy za pomocą trzech osobnych sieci:
- Sieć główna prądu stałego 12V – główna sieć dla większości urządzeń.
- Sieć podtrzymania 12V – (w lotnictwie funkcjonujący pod nazwą hot battery bus) – to osobna, ciągle aktywna linia zasilająca kluczowe urządzenia (lodówki, pompy zęzowe), która technicznie jest pozbawiona możliwości przypadkowego wyłączenia.
- Sieć prądu zmiennego 230V – generowana przez falownik 3,5 kW, który jednocześnie pełni rolę ładowarki z zasilania brzegowego. Tę sieć wykorzystujemy do pracy urządzeń energochłonnych: płyty indukcyjnej, komputerów, a wkrótce także
Akumulator Silnikowy
Ten akumulator przeznaczony jest wyłącznie do uruchamiania silnika. Ponieważ niezawodny rozruch silnika to absolutna podstawa bezpieczeństwa, akumulator silnikowy działa całkowicie niezależnie. W razie awarii mamy jednak możliwość zasilenia rozrusznika z pozostałych banków akumulatorów.
Akumulatory Techniczne
Zestaw techniczny oparty jest na akumulatorach spiralnych AGM– takich samych, jakich używa się w samochodach terenowych do wyciągarek. Wybraliśmy je, ponieważ świetnie znoszą krótkotrwałe, bardzo duże obciążenia prądem, charakterystyczne dla windy kotwicznej i steru strumieniowego.
Oba te zestawy – silnikowy i techniczny – zasilane są głównie z alternatora. Ich praca jest zwykle krótka, więc deficyt energetyczny nie jest duży. Nawet krótka praca silnika podczas manewrów portowych czy opuszczania kotwicowiska w zupełności wystarcza, aby uzupełnić poziom naładowania.
Dodatkowo oba zestawy możemy ładować:
- z zasilania brzegowego,
- z generatora,
- a w razie potrzeby również z głównego zestawu domowego.
Cztery Żródła Zasilania
Nasz główny zestaw akumulatorów może być ładowany z aż czterech różnych źródeł:
- Panele słoneczne – podstawowe i najważniejsze źródło. W słonecznych regionach całkowicie pokrywają nasze zapotrzebowanie.
- Zasilanie brzegowe – dostępne w marinach, przez ładowarkę.
- Alternator – używany sporadycznie do ładowania głównego banku baterii LiFePo4, podczas dłuższego rejsu na silniku. Dla baterii technicznych i silnikowej alternator jest głównym źródłem ładowania.
- Generator przenośny 2 kW – kupiony przed sezonem 2025, by uzupełnić bilans energetyczny podczas pochmurnych dni w północnej Europie.
Praktyczny komfort dzięki wydajnemu systemowi elektrycznemu na jachcie
Dzięki tak zaprojektowanemu systemowi możemy korzystać z prądożernych urządzeń, jak np. płyta indukcyjna. Czasami nawet ilość wyprodukowanego prądu pozwala nam grzać wodę do codziennego użytku, co jak żeglarze wiedzą, jest sporym luksusem.
O wydajności naszego systemu świadczy również fakt, że przez sezon życia na jachcie zużyliśmy zaledwie 7 kg gazu. Z naszych wyliczeń wynika, że w tym samym okresie, gotując wyłącznie na gazie, potrzebowalibyśmy około 23 kg. Taką oszczędność doceni każdy żeglarz, który biegał po mieście próbując napełnić lub wymienić butlę. Szczególnie w nowym kraju, gdzie zazwyczaj są inne złączki i zawory. Niestety do tej dziedziny życia nie dotarła globalizacja.
Nasze zużycie gazu byłoby jeszcze mniejsze, gdyby nasza płyta indukcyjna była zamontowana na gimbalu. Podczas rejsu, ze względu na przechyły, często musimy wracać do gotowania na gazie, mimo że mamy wystarczająco dużo prądu, by korzystać z indukcji.
System Elektryczny na Jachcie - Podsumowanie
Możemy być całkowicie niezależni od lądowej sieci elektrycznej. A to oznacza, że mając nieograniczony napęd wiatrowy i zasilanie słoneczne, Tranquility może zabrać nas choćby na koniec świata… więc dobrze, że Ziemia nie jest płaska – bo moglibyśmy spaść!
Poza niezależnością, system jest także bardzo niezawodny. Dzięki jakości komponentów oraz sposobowi zaprojektowania i wykonania nie mieliśmy ani jednej awarii w ciągu trzech lat.
Nasz system elektryczny pozostaje otwarty na rozbudowę – zwłaszcza paneli słonecznych, o czym coraz częściej myślimy. Bo choć nowe urządzenia bywają dużo bardziej energooszczędne niż ich starsze odpowiedniki (tak było np. z naszym radarem i ploterem), to – jak większość żeglarzy – mamy naturalną skłonność do dokładania kolejnych sprzętów wymagających prądu.
Jak Możemy Pomóc?
Jeśli planujesz własny, niezależny system elektryczny na jachcie i chcesz, aby był dopasowany do Twojej łódki oraz stylu żeglowania, możemy pomóc. Nasze Konsultacje Żeglarskie poprowadzą Cię przez proces projektowania niezawodnej, wydajnej i bezpiecznej instalacji elektrycznej — tak, abyś mógł cieszyć się życiem na morzu bez kompromisów. Dowiedz się więcej o naszych usługach tutaj.
Brak komentarzy