Ladegeräte für Bootsbatterien

Batterieladegeräte für Boote

- Batterien richtig laden & vorzeitigen Verschleiß ausschließen - 

Um die Leistungsfähigkeit der Batterien zu erhalten und einen vorzeitigen Verschleiß auszuschließen, muss Sorge dafür getroffen werden, dass die Batterien stets optimal geladen werden. Die Standard-Lichtmaschine alleine schafft es nicht, zyklisch genutzte Batterien (Verbraucherbatterien, die in der Regel bis zu 50% entladen werden) wieder vollständig aufzuladen. Um das zu gewährleisten, kommen Landstrom-Ladegeräte zum Einsatz. Wir führen ein reichhaltiges Sortiment mit hochwertigen Ladegeräten von namhaften Herstellern wie VICTRON, STERLING, QUICK, MASTERVOLT, DOMETIC (ehemals WAECO), CTEK, BLUE SEA, etc..
 

Welches Batterieladegerät für welche Bootsbatterie?

Als Richtwert galt lange Zeit die Faustregel, dass der erforderliche Ladestrom 10% der installierten Batteriekapazität entsprechen sollte. Diese Faustformel ist mittlerweile überholt, denn sie berücksichtigt nicht, dass auch während des Ladevorgangs im Hafen noch aktive Stromverbraucher am DC-Bordnetz hängen. Wenn beispielsweise zwei 100 Ah Batterien vorhanden sind, wäre ein 20 A Lader erforderlich gewesen. Nehmen wir an, dass während des Ladens Heizung, Laptop, Kühlschrank, Fernseher oder ein paar Halogenleuchten in Betrieb sind, verbrauchen diese einen Teil des Ladestroms. Dann bleibt nicht mehr viel vom 20 Ampere Ladestrom übrig und die Batterien werden kaum noch geladen. Daher sollte der verfügbare Ladestrom etwa 20-25% der Batteriekapazität betragen. Damit ist gewährleistet, dass die Batterien über Nacht für den nächsten Törn wieder vollständig geladen werden.
 

Welchen Vorteil bietet die neue Batterieladetechnik für Boote?

Moderne Yachten sind mit einer Vielzahl von elektrischen Verbrauchern ausgestattet. Daher ist es notwendig, der Energieversorgung entsprechendes Augenmerk zu widmen. In Yachthäfen und Marinas mit sehr langen 230 Volt Versorgungsleitungen und vielen angeschlossenen Verbrauchern, ist häufig zu beobachten, dass die Spannung am letzten Steg, an der letzten Steckdose unter 200 Volt liegt. Bei alten Batterieladegeräten für Boote, die schwere Transformator-Technik nutzen, ist das ein Handicap, da durch zusammenbrechende Ladespannung/Ladestrom keine vernünftige Ladung gewährleistet ist. Moderne Schaltnetzteil-Technologie, ein Garant für optimale Ladebedingungen, geringe Gehäuseabmessungen und leichtem Gewicht. Moderne Batterielader Boot arbeiten mit höherfrequenter Schaltnetzteil-Technologie (Switch-Mode) und kompakten Ferritkern-Transformatoren. Dadurch sind sie deutlich kleiner und leichter als Geräte mit alter Transformator-Technik. Sie tolerieren Spannungs- und Frequenzschwankungen am Netzeingang und können daher auch außerhalb des Hafens an einen 230 V Generator angeschlossen werden.
Unser Tipp: Wer „über den großen Teich“ segeln will, sollte darauf achten, dass das Ladegerät Boot international genutzt werden kann, also auch für Netzspannungen und Frequenzen um 115 V und 60 Hz geeignet ist.

Welche Bedeutung haben Ladekennlinen?

Wartungsfreie Bleisäure- und Lithium-Batterietypen werden vorzugsweise nach einer mehrstufigen Konstantstrom-/Konstantspannungs-Kennlinie (CC/CV) geladen, welche auch als IU-Kennlinie bezeichnet wird.

Beispiel IuoU-Kennlinie: I = Konstantstrom, U = Konstantspannung, das „o“ bedeutet, dass es in der Kennlinie eine Spannungsänderung gibt.

Dank ausgeklügelter Regeltechnik können weitere Funktionen in einer mehrstufigen Kennlinie berücksichtigt sein, wie Softstart, Erhaltungsladung, Entsulfatierung, etc..
Verschiedenen Batterietypen (wartungsfähige oder geschlossene Bleisäure-, GEL-, AGM- oder LiFePO4) benötigen zur optimalen Ladung unterschiedliche Spannungen und Ladezeiten. Hochwertige Bootsladegeräte können auf die gängigen Batterietypen eingestellt werden. Wir sprechen dann von Bleisäure-, GEL-, AGM- oder Lithium-Kennlinien. Dabei bleibt das IU-Ladeverfahren das Gleiche, jedoch arbeitet das Gerät dann mit herstellerseits voreingestellten Spannungs- und Zeitparametern für den jeweiligen Batterietyp. Bei einigen Geräten können diese Parameter bedarfsgerecht manuell über Codierschalter (DIP-Schalter) oder via Software verändert werden.

Was passiert beim Laden einer Bootsbatterie?

Haupt-Ladephase / Bulk-Phase

Ein Batterieladegerät liefert in der Haupt-Ladephase (Bulk-Phase) einen Konstantstrom (seinen Nennstrom) und lädt die Batterie bis zu 70-80% auf. Die entladene Batterie ist niederohmig und bereit, viel Strom aufzunehmen. Während des Ladens steigt der Innenwiderstand kontinuierlich an, die Batterie ist immer weniger gewillt, Ladestrom aufzunehmen, was dazu führt, dass der Strom abnimmt und die Spannung bis zur zulässigen Ladeendspannung ansteigt.
Wenn am Ladegerät ein Batterietyp einstellbar ist bzw. ausgewählt wurde, wird darüber automatisch die Höhe der Ladeendspannung eingestellt. Diese ist so bemessen, dass es in der Batterie nicht zu einer starken Gasung kommen kann. Die korrekte Einstellung des Batterietyps ist wichtig, denn bei einer Gasung wird Wasserstoff und Sauerstoff (= explosives Knallgas) freigesetzt, der in wartungsfreien und geschlossenen Batterien zu einem Gasüberdruck führt, welcher mittels Sicherheitsventilen aus der Batterie geleitet wird. Bekanntermaßen kann bei diesen Batterien kein Wasser nachgefüllt werden, Leistungsverlust und vorzeitiger Verschleiß ist die Folge!

Konstantspannungs-Phase / Absorptions-Phase / Ausgleichsladung
Nach dem Erreichen der Ladeendspannung schaltet ein intelligentes Batterieladegerät Boot auf die Konstantspannungs-Phase (Absorptions-Phase, Ausgleichsladung) und lädt die Batterie mit konstanter Spannung und einem geringen, kontinuierlich abnehmenden Strom vollständig auf.
Die Konstantspannungsphase (Ausgleichsladung, Absorptionsphase) ist sehr wichtig, denn sie bringt die einzelnen Zellen der Batterie auf gleiches Ladeniveau (Balancing) und sorgt dafür, dass die Batterie leistungsfähig bleibt. Dazu ist eine gewisse Zeit erforderlich, welche vom Ladegerät durch die Wahl des Batterietyps berücksichtigt und automatisch beendet wird. Das geschieht entweder über einen integrierten Timer und/oder anhand von Spannungs- und Stromwerten.
 

Erhaltungsladung / Float-Phase / Trickle-Phase

Nach Ablauf der Ausgleichsladung geht das Gerät in die Erhaltungsladung (Float- oder Trickle-Phase). Dabei liefert es eine reduzierte Konstantspannung. Auch die Höhe dieser Spannung wird durch Wahl des Batterietyps vom Ladegerät automatisch eingestellt.
Eine zu hohe Erhaltungsladungsspannung führt zu einen Sauerstoffüberschuss und unerwünschten Korrosionsprozesse innerhalb der Batterie, welche zu irreversiblen Schäden und vorzeitigem Ausfall führen können.

Ladegeräte für Boote mit geringem Ausgangsstrom

Von der Verwendung von Ladegeräten mit sehr geringem Ausgangsstrom in Verbindung mit hohen Batteriekapazitäten ist abzuraten, da sie nicht dazu geeignet sind, zyklisch genutzte Batterien (Verbraucherbatterien) schnell und vollständig wieder aufzuladen. Diese Geräte eignen sich zum Nachladen von Starterbatterien oder kleinen Batteriekapazitäten und sie können zur Erhaltungsladung von Batterien im Winterlager genutzt werden. Bei der Erhaltungsladung liegt die Spannung etwas über der Leerlaufspannung einer geladenen Batterie. Es fließt nur noch ein sehr geringer Strom in die Batterie, welcher die Selbstentladung verhindert.
 

Das Landstromladegerät als DC-Netzteil

Während des Ladens arbeitet ein Batterieladegerät für Bootsbatterien auch als Gleichspannungsnetzteil und versorgt die Verbraucher im Bordnetz mit Strom. Der Ladestrom Boote verringert sich um den Verbrauchsstrom. Wenn die Stromverbraucher mehr als den Nennstrom des Ladegerätes benötigen, liefert die Batterie die erforderliche Differenz und wird dabei entladen. Nach dem Ausschalten der Verbraucher wird sie automatisch wieder geladen. Daraus resultieren längere Ladezeiten und ggf. ist die Batterie bis zum nächsten Einsatz noch nicht voll aufgeladen. Es drohen Sulfatierung und Leistungsverlust. (Sulfatierungen können mit einem NOVITEC Megapulse beseitigt werden.)
 

Welchen Sinn haben Temperatursensoren in Batterieladegeräten?

Ladetechnik Boot ohne Temperaturkompensation setzt voraus, dass Batterien beim Laden Raumtemperatur haben, also 20-25°C. Die Ladespannung bezieht sich auf diesen Wert. Die Bootsbatterie aufladen ist ein elektrochemischer Vorgang. Chemische Vorgänge können bei höheren Temperaturen freudiger und schneller ablaufen - bei einer Temperaturerhöhung um 10°C (10 Kelvin) doppelt bis drei Mal so schnell. Das bedeutet, dass sehr warm stehende Batterien trotz korrekt eingestellter Ladekennlinie beim Laden in die Gasung geraten können und bei kalten Temperaturen nicht optimal geladen werden.

Hochwertige Bootsbatterie Ladegeräte verfügen über einen Temperatursensor, der an das Batteriegehäuse geklebt oder an eine Polklemme angeschraubt wird. Solch ein temperaturkompensiertes Ladegerät würde die Ladespannung für eine im Motorraum stehende 50°C warme Batterie um bis zu 0,75 V reduzieren. Die temperaturkompensierte Ladung trägt also wesentlich zum Leistungserhalt der Batterien bei.
 

Ein, zwei oder drei Ladeausgänge - Was ist zu beachten?

Batterieladegeräte mit 1 Ladeausgang

Diese Geräte sind zum Laden einer Batterie(-Bank) geeignet. Wenn das Ladegerät mit einem Ausgang genügend Strom liefern kann, ist es möglich, unter Verwendung eines Laderelais oder eines verlustarmen Ladestromverteilers weitere Batterien gleichen Typs (z. B. alle Batterien sind AGM) zu laden. Einfache Trenndioden sind dazu aufgrund ihrer typischen Spannungsverluste ungeeignet und ermöglichen keine zuverlässige Ladung. Falls unterschiedliche Batterietypen geladen werden sollen (z. B. AGM und GEL), empfehlen wir die Verwendung eines DC-DC Ladewandlers bzw. eines Batterie-zu-Batterie-Ladegerätes statt einer Trenndiode oder eines verlustarmem Ladestromverteilers.

Batterieladegeräte mit 2 oder 3 Ladeausgängen

Geräte mit 2 oder 3 Ladeausgängen eignen sich zum gleichzeitigen Laden von mehreren Batterien gleichen Typs, beispielsweise AGM-Starter-, AGM-Verbraucher- und AGM-Windenbatterie.
Alle Ladeausgänge haben nur einen gemeinsamen MINUS-Anschluss. Das reduziert den Installationsaufwand, da in der Regel an Bord die MINUS-Pole aller Batterien miteinander verbunden sind.
Je nach Hersteller und Typ verteilt sich der Ladestrom (abhängig vom Batterieladezustand) auf die einzelnen Ausgänge. Bei größeren Ladegeräten gibt es häufig einen leistungsfähigen Hauptladeausgang für die Verbraucherbatterie und weitere Ausgänge mit begrenztem Ladestrom für Starter-, Bugstrahl- oder Windenbatterien.
 

Batterieladegeräte für Boote mit zwei galvanisch getrennten Ausgängen

Alle Ausgänge dieser Ladegeräte sind galvanisch voneinander getrennt und verfügen über eigene PLUS- und MINUS-Anschlussleitungen, sie haben also keinen gemeinsamen MINUS-Anschluss!
Jeder Ausgang kann max. 50% des Gesamtladestroms liefern. In der Regel sind diese Geräte wasserdicht und können ihre Betriebswärme nur über das Gehäuse an die Umgebung abgeben. Aufgrund dessen sind sie nur mit geringem Nennstrom erhältlich. Je nach Art und Weise der Installation, können mit solch einem Bootsbatterie Ladegerät 12 V oder 24 V Batterien geladen werden.
 

Wie lade ich unterschiedliche Typen von Bootsbatterien an Bord optimal?

Die meisten Boot Batterie Ladegeräte mit mehreren Ausgängen sind dazu geeignet, unterschiedliche Batterie-Typen zu laden. Allerdings können für die einzelnen Ausgänge keine unterschiedlichen Batteriekennlinien gewählt werden. Wenn Sie unterschiedliche Batterien an Bord haben und diese optimal laden wollen, sollten Sie über die Verwendung von mehreren Landstromladegeräten oder von DC-DC-Ladewandlern bzw. Batterie-zu-Batterie-Ladegeräten (B2B) nachdenken.
 

Was tun bei Vergrößerung der Batteriekapazität an Bord?

Wenn Sie die Batteriekapazität an Bord vergrößern wollen, sollten Sie prüfen, ob die Leistungsfähigkeit des vorhandenen Ladegerätes ausreicht. Falls nicht, muss nicht gleich das vorhandene Ladegerät Bootsbatterie ausgetauscht werden. Sie können ein zweites Ladegerät parallel schalten.
 

Welcher Leistungsquerschnitt für Batterieanschlussleitungen?

Batterieladegeräte mit einem Ladeausgang oder mit geringem Ladestrom sind bereits häufig mit Batterieanschlussleitungen ausgestattet. Für leistungsfähige Geräte mit mehreren Ladeausgängen müssen die Batterieanschlussleitungen bedarfsgerecht gewählt werden. Häufig gibt es herstellerseits Empfehlungen zum erforderlichen Leitungsquerschnitt. Damit die Ladespannung verlustfrei und in voller Höhe bei der Batterie ankommt, sollten diese Empfehlungen eingehalten werden. Auf Wunsch erhalten Sie von uns professionell gefertigte Anschlussleitungen mit soliden Ringkabelschuhen. Dazu benötigen wir die Angaben der Schrauben-/Bolzendurchmesser von den Komponenten, an denen die Leitungen angeschlossen werden sollen (Batteriepolklemmen, Sicherungshalter, Trennschalter, Umschalter, etc.).
 

Welche Sicherungen zur Absicherung des Stromkreises an Bord?

Die Installationsvorschriften erfordern die Absicherung eines Stromkreises im Abstand von 20 cm zur Energiequelle. Im Fall eines Ladestromkreises muss die Batterie als Energiequelle angesehen werden. Das kann mit einer Schmelz-Sicherung oder mit einem Sicherungsautomaten erfolgen. Diese sollte möglichst batterienah installiert werden, damit ein möglicher Kurzschluss auf den Ladeleitungen nicht zur Überhitzung oder schlimmstenfalls zum Brand der Leitungen führen kann. Falls der erforderliche Sicherungswert nicht in der Installations-/Bedienungsanleitung des Ladegerätes angegeben ist, sollte der verwendete Sicherungswert 5 A über dem maximalen Ladestrom liegen. Dabei ist zu berücksichtigen: Sicherungswert und Leitungsquerschnitt müssen aufeinander abgestimmt sein! So ist beispielsweise eine vorhandene 150 A Hauptsicherung an der Batterie nicht dazu geeignet, die PLUS- und MINUS-Leitungen eines 3 Meter entfernten 40A Laders vor Überhitzung zu schützen.
 

Warum benötige ich ein Ladegerät an Bord?

Es ist ein Trugschluss zu glauben, dass man eine entladenen Verbraucherbatterie allein mit der Lichtmaschine wieder vollständig aufladen kann! In der Regel generiert die Lima nur eine Ladespannung von ca. 14 Volt. Die Ladung erfolgt gemäß einer einfachen W-Kennlinie. Leitungs- und Klemmenverluste, schlimmstenfalls auch noch eine verlustbehaftete Trenndiode reduzieren die Ladespannung, sodass diese an der Batterie deutlich geringer ist. Bei einer W-Kennlinie wird die Höhe des Ladestroms nur durch den Innenwiderstand der Batterie bestimmt. Eine entladene Batterie ist niederohmig und nimmt zuerst viel Strom auf. Jedoch steigt der Innenwiderstand beim Bootsbatterie Laden sofort und kontinuierlich an, sodass der Ladestrom rasch stark abnimmt. Für eine zuverlässige Vollladung reicht das nicht aus.
 

Was tun, wenn überhaupt kein Landstrom zur Verfügung steht?

In diesem Fall kann die Batterieladetechnik Boot mittels zusätzlichem Hochleistungsregler, Lichtmaschinen-zu-Batterie-Ladegerät und/oder Solar- oder Windgeneratoren optimiert werden. All diese Ladegeräte arbeiten mit mehrstufigen IU-Kennlinien.