Inhalt "Elektrik auf Yachten"

Einleitung und Bedienungsanleitung 8; Vorsichtsmaßnahmen 10

Das 230-Volt-Netz 10; Das 12- oder 24-Volt-Gleichstrombordnetz 12

Was ist Strom? 14

Gleich- und Wechselstrom 14; Spannung 15; Stromstärke 15; Leistung 16; Widerstand 16; Das Ohm´sche Gesetz 17; Leistung und das Ohm’sche Gesetz 19; Energie, Verbrauch und Kapazität  20

Bauteile, Schaltzeichen und Schaltpläne 22

Aufgelöste oder zusammenhängende Darstellung? 22; Kabel und Leiter 23; Masse 24; Schalter, Taster und Relais 26; Relais 27; Widerstände 29; Dioden 30; Leuchten 31; Motoren und Generatoren 31; Sicherungen und Schutzschalter 31; Spulen und Transformatoren 32

Grundschaltungen 34

Parallelschaltung 34; Einfacher Stromkreis 34; Reihenschaltung 36

Prüfen und Messen 40

Spannungsmessung 41; Widerstandsmessung 43; Strommessungen 44; Strommesszangen 45; Messtipps 45

Energiespeicher 48

Ladung und Entladung – die Chemie 48; Aufbau 51; Batteriearten 52; HD-Batterien 55; Traktionsbatterien 55; Verschlossene Batterien 56; Gelbatterien 56; AGM-Batterien 58; Starterbatterien 58; Betriebsarten 59; Batteriedaten 60; Nennspannung 60; Nennkapazität 60; Kälteprüfstrom 62; Batterieauswahl 63; Systemspannung 63; Bemessung der Kapazität 64; Ladegeräte und -methoden 68; Lichtmaschinen  68; Hochleistungs-Lichtmaschinen 69; Hochleistungsregler und Motor-Batterie-Ladegeräte (A2B) 70; Sekundär geregelte Ladegeräte 71; Primär getaktete Ladegeräte 76; DC-DC-Ladegeräte 76; Trennschalter 76; Ladung unterschiedlicher Batterien mit einer Stromquelle 78; Batterieumschalter 79; Trennrelais 79; Trenndioden 83; Tiefentladung 87; Laden mit zu hohem Strom 89; Unterladung 89; Überladung  90; Lagerung mit nicht ausreichender Ladung 94; Batterieüberwachung 94; Anschluss eines Batteriemonitors 96; Desulfatierer 96; Der optimale Umgang mit Blei-Säure-Batterien 98; Namen und Typen 99; Vergleich: Bleibatterien 99; Lithium-Ionen-Batterien 103; Lithium-Polymer-Batterien 104; Lithium-Cobaltdioxid-Batterien 105; Lithium-Manganoxid 105; Lithium-Eisenphosphat 105; Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt­oxid 106; Lithium-Nickel-Cobalt-Aluminiumoxid 106; Lithium-Titanat 106; Batterie-Management-Systeme 106; Lithium: Kosten 107; Umsetzung in die Praxis 107; Lithium: Brandgefahren 108

Batterien – Einbau und Anschluss 114

Einbauort 114; Klemmen und Pole 119; Klemmen – Strombelastbarkeit 120; Leiteranschluss 122; Querschnitte 124; Sicherungen und Schutzschalter 124; Trennschalter 127;  127; Erdung 127

Stromerzeugung: Gleichstrom 128

Gleichstromlichtmaschinen 128; Gleichstromlichtmaschinen von innen 130; Betriebsstörungen von Gleichstromlichtmaschinen 132; Drehstromlichtmaschinen 133; Hochleistungslichtmaschinen 140; Betriebsstörungen von Drehstromlichtmaschinen 141; Fehlersuche 142; Solarmodule 146; Elektrische Eigenschaften von Solarmodulen 148; Mechanische Anforderungen 151; Montage 153; Parallelschaltung von Modulen 155; Solarregler 156; Shunt- oder Längsregler 157; Pulsweitenmodulierte (PWM) Regler 157; MPP-Regler 157; Windgeneratoren 159; Geräuschverhalten 161; Gefahren 164; Regelung 166; Wassergeneratoren 167; Wind-Wasser-Kombigeneratoren 168; Einbindung in das Bordnetz 169; Brennstoffzellen 170; Marktsituation 173; Einbau 174; Steuerung von Brennstoffzellen 174; Brennstoffversorgung 175

Stromerzeugung an Bord: Wechselstrom 176

Synchron und asynchron 177; Mobile Generatoren 182; Dieselgeneratoren 185; 1.500 oder 3.000 Umdrehungen? 185; Invertergeneratoren 187; Gleichstromgeneratoren 188; Stirling-Generator 189; Konzepte für den Generatoreinsatz 190; Hybridsysteme 191; 1 192; 2 192; 3 192; Das Gleichstromkonzept 193; Einbindung in das Bordnetz 194; Einsatz von „Landgeneratoren“ 196; Inverter und Ladegeräte/Inverter-Kombis 198; Quasi-Sinus oder modifizierter Sinus 201; Sinus-Wechselrichter 201; Lichtmaschinen als 230-Volt-Generatoren 203; Zusammenfassung 203; Dieselgenerator im Alleinbetrieb 203; Hybridsysteme 205; Gleichstromsysteme 205

Das Gleichstrombordnetz (DC) 206

Grundlagen 206; Ein- und Zweileitersysteme 206; Zweileitersysteme mit negativer Masse 207; Vollständig isoliertes Zweileiter-Gleichstromsystem 209; Kabel und Leitungen 210; Farben und Kennzeichnung 214; Überstrom- und Kurzschlussschutz 218; Sicherungen und Schutzschalter 221; Anordnung und Dimensionierung von Überstromschutzelementen 224; Absicherung von Generatoren und Ladegeräten 226; Anschlüsse und Verbindungen 226; Schalttafeln 229; Batterien 230; Steckdosen 231; Zündschutz 231; Batterien – Kippsicherheit 231

Das Wechselstrombordnetz (AC) 232

Grundlagen 232; Gepolt mit Trenntransformator 233; Gepolt mit Polarisierungstransformator 233; Ungepolt 233; Schutzerdung 235; 1 Ungepoltes System 236; 2 Gepoltes System mit Trenntransformator 236; Potenzialausgleich 239; Fehlerstromschutzschalter 241; Landstromanlage 242; Transformatoren 243; Polaritätstransformatoren 247; Generatoren 248; Inverter und Inverter-Lade-Kombigeräte 249; Kabel und Leitungen 254; Verteilertafeln 255; Zusammenfassung 255; ESD - tödliche Spezialität aus Amerika 256; Was schützt europäische Schwimmer? 257; Schutzerdung 258; Fremde Schiffe 259

Netze der Zukunft: Bus-Systeme 260

Bus-Prinzip 260; 1 260; 2 260; 3 260; 4 260; Knoten 262; Konventionelle Bauteile 265; PROFET 265; Die Systeme 266; 1 266; 2 266; 3 266; 4 266; Knoten und Module 267; Konventionelles System 268; Bus-System 268; Steuerung und Programmierung 269; Legende 269; Komfort und Sicherheit 271; Zusammenfassung 271; NMEA Autor: Dr. Jan Athenstädt 272; Der aktuelle Standard: NMEA2000 272; Was bringt die Zukunft? 273; Aufbau eines NMEA2000-Netzwerks 274; Regeln für Kabellängen 274; Das Problem mit dem Windmesser 275; NMEA2000-Netzwerk testen 275; Energieversorgung im NMEA2000-Netzwerk 275; Kabeltypen: Lite, Mid und Heavy 276; Absicherung des NMEA2000-Netzwerks 276; Stromversorgung im NMEA2000 Netzwerk platzieren 276; Spannungsabfall minimieren in größere Netzwerken 277

Blitzschutz 278

Blitze in Zahlen 278; Schäden durch Blitzeinschläge 281; Äußerer Blitzschutz 284; Innerer Blitzschutz 286; Blitzstrom- und Überspannungsableiter 288; Funkanlagen 289; Provisorischer Blitzschutz 290; Multiple Blitzerdung 290; An Land 291; Auf dem Wasser 292; Eine Lösung 292; Der „Stand der Technik“ 294; Blitzschutz an Land 295; Umsetzung der Theorie  295; Äußerer Blitzschutz 296; Fangeinrichtung 297; Ableiter 297; Ringleiter 298; Erdung 299; Aufwand und Grenzen 300; Potenzialausgleich 301; Innerer Blitzschutz 301; Blitzschutzzonen und SPD 302; Umsetzung 303; Weitergehende und ausführliche technische Details und Anleitungen gibt es in „Blitzschutz auf Yachten”, erschienen bei Yachtinside.  303

Motorelektrik 304

Systeme 304; Startzündschalter 304; Warnleuchten 307; Anzeigeinstrumente 308; Umfang der Überwachung 309; Glühanlage 311; Starter 312; 1 a 312; 1 b 312; 2 a 312; 2 b 312; Starterfehler 313; Lichtmaschine 318; Abstellung 318; Pflege und Instandhaltung 319; Unterbrechung des Minusleiters 321; Fehlersuche 321; Motor-Bus-Systeme 323

Elektroantriebe 326

Scheibenläufer 329; Außenläufer 331; Ringläufer 332; Energieversorgung 333; Hybride 335; Parallele Hybridantriebe 337; Serielle Hybridantriebe 338

Beleuchtung 340

Beleuchtungsstärke  340; Lichtfarbe 343; Stromverbrauch 344; Leuchten 344; Leuchtstoff oder LED? 346; Einsatzbereiche 351; Erreichbare Einsparungen 351; Positionslaternen 352; Zusammenfassung 352; Galvanische und elektrolytische Korrosion 354; Galvanische Korrosion 357; Elektrolytische Korrosion 357; Größe der Elektroden 359; Werkstoffe 360; Messing 360; Rotguss und Sondermessing 361; Bronze 361; Aluminium 361; Niedrig- und unlegierte Stähle  361; Nicht rostende Stähle 363; Zink 365; Magnesium 365; Schutzmaßnahmen gegen galvanische Korrosion 366; Opferanoden 368; Anoden und Kathoden 369; Rumpfwerkstoffe 370; Schutzmaßnahmen 370; Anlage mit fehlerhafter Erdung, die unbemerkt zur Zerstörung des Kiels führte. 371; Kathodischer Korrosionsschutz 373; Anodenwerkstoff 373; Zink 374; Magnesium 374; Aluminium 375; Overprotection – Überschutz 375; Rumpfwerkstoffe 376; Anodengröße und -anzahl 377; Montage 377; Schutzmaßnahmen gegen elektrolytische Korrosion 379; Galvanische Isolatoren 380; Trenntransformatoren 380; Zusammenfassung 380

Handwerkliche Grundlagen 380

Ausfallursachen 380; Anforderungen an die Verbindungen 387; Flachsteckverbinder 387; Ringkabelschuhe 388; Aderendhülsen 388; Schrauben und Schraubendreher 389; Leitungsführung 390; Handwerkzeuge 391; Verbrauchsmaterial 392

Dokumentation 394

Anhang 398

Strom, Spannung, Widerstand und Leistung – das Formelrad 398; Das Leistungsdreieck 398; IP-Schutzarten 398; Widerstand von Leitern 399; Abzugskräfte von Verbindungen 400; Warnungen und Anweisungen Im „Handbuch für Schiffsführer“ 400; Netzformen 402; Bezeichnung der Netzformen 402; TNS-Netz  403; TNC-Netz 403; TNC-S-Netz 403; IT-Netz 404; Normen und Richtlinien 404

Index 406