Kombinutzung des AGT Generators für Antrieb und Bordstrom mit dem DC/AC Power System


Kombinutzung des AGT Generators für Antrieb und Bordstrom mit dem DC/AC Power System


Der AGT Generator erzeugt die Spannung mit einer Frequenz von 120 bis 480 Hz Er ist wesentlich effektiver als jeder andere Stromgenerator und dazu auch wesentlich kompakter und leichter. Für den Antrieb ist der Generator damit die optimale Lösung. Aufgrund der hohen Frequenz ist der AGT Generator allerdings nicht geeignet, um das AC Bordnetz 230 V 50 Hz direkt zu versorgen. Dies ist aber kein Nachteil denn das Problem wird dadurch gelöst, in dem eine Zwischenstufe mit einem Umformer (Inverter) eingerichtet wird, mit der die die Bordnetz­spannung entweder direkt aus der AC Spannung oder indirekt über den 24 V Batteriekreis erzeugt wird. (Bei einer Leistung bis ca 4 kW kann auch mit einem 12 V Bordnetz gearbeitet werden.)

Die elektronischen Umformer arbeiten mit einem Wirkungsgrad von bis zu 94%. Mit dieser Methode wird insgesamt eine Effizienz erreicht, die wegen des besseren Wirkungsgrades des AGT Generators gegenüber einem konventionellen Stromerzeuger noch besser ist als wenn die Spannung in einem konventionellen Stromaggregat direkt erzeugt würde.

A) Das DC/AC Powersystem .
Der Weg über ein Batteriesystem ist optimal möglich bis zu einer Leistung von ca 18 kW. Die Batterie spielt in dem DC/AC System in erster Linie eine Rolle als „Puffer“, der die Energie sofort zur Verfügung stellen kann, wenn im AC Stromkreis ein Verbraucher eingeschaltet wird. Das AC Netz steht damit in der gleichen Weise zur Verfügung wie im Haushalt mit einem festen Stromanschluss. Der Generator startet automatisch, wenn der Verbrauch einen eingestellten Wert übersteigt. Es geht dabei also nicht darum, die elektrische Energie in einem größeren Maße zu speichern, da der AGT Generator immer zum Laden Batterien zur Verfügung steht.

Der Betrieb mit einem modernen DC/AC Inverter ist genau so sicher und einfach wie in einem normalen Haushaltsnetz.

Hinweise zur Spannung der Pufferbatterie

Fischer Panda beschränkt aus Sicherheitsgründen die Stromstärke im Dauer­betrieb auf 280A. Damit ist die Leistung des Systems durch die DC Batteriespannung begrenzt.

Im Bereich der 12V Spannung liegt die maximale Leitung bei 4kW,

für 24V bei 8 kW

und für 48V bei 16kW.

Der Panda AGT Generator, dessen Betriebsspannung auf Bedarf des Elektroantriebes ausgerichtet ist, liefert die DC Spannung über den HTL Ladekonverter. Die Spannung wird dabei entsprechend dem Charakter der Batterie nach einem mehrstufigen Profil geregelt, wobei die Werte auch entsprechend der Temperatur der Batterie kompensiert werden. Um die Batterie zu laden, muss der Generator in einen dafür bestimmten Modus betrieben werden, In dieser Einstellung kann gleichzeitig der Elektroantrieb versorgt und die Batterie geladen werden, wobei die Leistung für den Antrieb in dieser Situation verständlicherweise begrenzt ist.

Der DC/AC Inverter

Fischer Panda empfiehlt für das Bordnetz die Produkte von Victron. Der Victron Phoenix Wechsel­richter (auch Inverter genannt) ist lieferbar für alle oben genannten Spannungen von 12 bis 48 Volt. Der Wechselerzeugt aus der Batterie 230V Wechselstrom (echter Sinus) mit einem Wirkungsgrad von bis zu 96%. Die Victron Phoenix Wechselrichter können als Modul bis zu 6 Einheiten parallel geschaltet werden. (Summe bis 18 kVA).

Die Bordbatterie wird durch den AGT Generator im Automatikmodus geladen

Die Bord­batterie wird durch den AGT Generator so effizient geladen, wie man das bisher nicht für möglich halten kon­nte. Der Generator läuft nicht länger als unbedingt notwendig. Die Ein­spar­ung an Betriebsstunden liegen oft über 70%. Der AGT Generator startet automatisch, wenn der Strom an der Batterie einen eingestellten Wert übersteigt und unterstützt damit sofort die Batterie. Da die Spannung, wenn der Generator läuft immer über der Batterie- Systemspannung liegt, fließt, solange der Generator läuft niemals Strom von der Batterie sondern der Wechselrichter wird direkt aus dem Generator versorgt und gleichzeitig wird die Batterie geladen. (Es ist allerdings nicht zulässig, den Wechselrichter ohne Batterie zu betrieben da die Kapazität der Batterie unbedingt als Kondensator benötigt wird.)

Bei einem richtig eingestellten DC AC System erreicht die Batterie eine wesentlich längere Lebensdauer als unter normalen Bedingungen zu erreichen ist, da die Batterie von allen schädlichen Einflüssen ferngehalten wird, indem sie niemals überlastet, nicht tiefentladen und im zyklischen Betrieb nicht tiefer als 40% entladen wird. Eine Lebenszeit von 10 Jahren ist unter diesen Bedingungen, und falls es sich um eine geeignete Batterie handelt die Regel.

Vorteile durch den Betrieb des Generators im Intervall:

Längere Lebensdauer des Aggregates, geringere Wartungskosten, geringere Umweltbelastung,

geringere Abgasemission,

geringerer Krafstoffverbrauch,

weniger Geräusch an Bord

Weniger Geräusch extern

längere Lebens­dauer der Batterien,

kleinere Batterien, weniger Motorverschleiß

kein „light load“ Problem wegen zu niedriger Belastung,

die Batterie ist immer im besten Zustand.

Der AGT Generator startet auto­matisch

Der AT Generator unterstützt die Batterie


Ein AGT Generator ist grundsätzlich besser geeignet als jedes andere System um über ein HTL Ladegerät in Verbindung mit einem Gleichrichter eine DC Spannung zum Laden einer Batterie zu liefern. Die Qualität der Gleichspannung ist besonders hoch, da aus Ausgang immer ein 3 Phasen Drehstrom mit einer relativ hohen Frequenz bis 480 Hz liegt bei dem die Phasen um 120° versetzt sind. Die so erzeugte Gleichspannung weist nur eine sehr geringe Restwelligkeit von weniger als 2% auf. Dies ist zum Laden einer Batterie optimal. Es muss allerdings berücksichtigt werden, dass das Ladegerät hinsichtlich der Eingangsspannung genau auf dem AGT Generator abgestimmt werden muss. Da die Ladespannung des HTL Ladegerätes von der E-TEC Generatorsteuerung durch die Drehzahl des Generators geregelt und bestimmt wird, kann das Ladegerät darf das HTL Ladegerät nur eingeschaltet sein, wenn die arbeiten, wenn die Generatorspannung in dem dafür bestimmten Fenster liegt. Zur Sicherheit dient eine Überwachung, die den Ladekonverter vom Generator trennt, wenn die Bedingungen nicht erfüllt sind. Dies bedeutet, dass der DE Antrieb und die Batterie- Ladefunktion gleichzeitig nur genutzt werden können, wenn der Generator die Spannung einhält. Der Ladekonverter wird oft auch in einer Zwei- Stufen Ausführung ausgelegt, um zu erreichen, dass sowohl im Fahrbetrieb unter Motor wie auch im Hafenbetrieb, wenn der Generator nur durch den Batterieladebetrieb belastet wird den jeweils besten Betriebspunkt benutzten kann.

Grenzen des Systems in Verbindung mit einer zu schwach belasteten Maschine: („light load“ Problematik bei Dieselmotoren)
Es muss allerdings bedacht werden, dass die Leistung des Generators u.U. nicht in allen Betriebs­zuständen optimal genutzt werden kann sodass es evtl. auch für den Dieselmotor zu einer „light load“ Situation kommen kann, die man möglichst vermeiden sollte. Wenn mit einem AGT Generator im DC/AC System das Borstromnetz versorgt wird, muss sichergestellt sein, dass der Generator möglichst angemessen belastet ist. Dies hängt von der Größe des Stromgenerators ab. Wenn ein Generator für den Antriebsbereich z. B. für eine Leistung von 40 kW bei 3.000 UpM ausgelegt wird, kann die Drehzahl bis ca. 1.000 UpM reduzieren. Dabei hat der Motor immer noch eine potentielle Leistung von mindestens 8 bis 10kW. Wenn der Generator unter diesen Bedingungen im normalen Betriebsfall nur mit 4 kW belastet werden kann, ist das nicht genug um sicherzustellen, dass die notwendige Betriebstemperatur für eine vollständige Verbrennung erreicht wird. Bei einem dauerhaften Betrieb unter dieser „light load“ Situation wäre die Maschine einem hohen Verschleiß unterworfen und würde dabei überproportional viel Schadstoffe im Abgas produzieren.

Wenn der Verbrauch sehr gering ist, muß ggfls ein separater Ladegenerator eingesetzt werden
Wenn der Verbrauch an Bord nur sehr gering ist, kann dies evtl durch die richtige Auslegung der Batterie so ausgeglichen werden, dass die Laufzeit des Generators auf ein unbedingt nötiges Maß konzentriert wird. Unter Umständen muß zum Laden der Batterien auch ein separater Generator eingesetzt werden um beim Betrieb des DC/AC Generators die „light load“ Situation zu vermeiden. Dies Verhältnis lässt sich auch dadurch beeinflussen, dass möglichst viele elektrische Verbraucher gleichzeitig betrieben werden.
Bei allen Anlagen bei den aufgrund des Leistungsbedarfes für den DE Antrieb der Generator so groß wird, das sich keine sinnvolle kombinierte Nutzung darstellen lässt, kann der Generator auch so ausgelegt werden, dass mehrere kleinere Einheiten parallel arbeiten.


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