Man findet sie auf jedem Sportboot mit Dieselmotor: die Lichtmaschine. Die Hauptaufgabe dieses Mini-Generators ist es, die Starterbatterie nach dem Motorstart wieder aufzuladen. Als Nebeneffekt werden in der Regel die Verbraucherbatterien mitgeladen. So weit, so gut. Man sollte meinen, dass so ein „langweiliges“ Bauteil nicht unbedingt einen float-Artikel wert ist.

Bemerkenswert ist jedoch, dass die britische Firma „integrel Solutions“ auf der diesjährigen METS schon zum zweiten Mal einen prestigeträchtigen DAME-Award gewonnen hat. Das Produkt der Briten: Lichtmaschinen. Steckt vielleicht doch mehr Potenzial in der Technologie als nur ein bisschen Extra-Strom für das Bordnetz?

Die neueste Generation von Lichtmaschinen bietet eine große Chance für eine effizientere Energieversorgung und mehr Komfort an Bord. Langfristig könnten Lichtmaschinen sogar der Schlüssel zu einer massentauglichen Hybridtechnologie auf Booten sein.

Strom am Bord: die ewige Mangelware

Die Zeiten des spartanischen Lebens auf Langfahrt-Booten sind vorbei. Puristen, die vor Anker mit einem kleinen Solarpaneel auskommen, sind mittlerweile, zumindest im Mittelmeer und in der Karibik, eine Seltenheit. Der Trend geht zu großen Yachten mit viel Komfort. Gimmicks wie Wassermacher, Wasch- und Spülmaschinen, Mikrowellen und Klimaanlagen an Bord sind fast schon Standard.

So ausgerüstet stehen moderne Fahrtenyachten einer Ferienwohnung in puncto Wohnqualität in nichts nach. Doch es gibt einen Haken an der Geschichte: Alle diese Geräte brauchen Strom. Und zwar nicht zu knapp.

Doch wo bekommt man den Strom her, wenn man nicht jede Nacht in einer Marina verbringen möchte? Wer nicht gerade einen Katamaran mit genug Decksfläche für mehrere Kilowatt Solarleistung hat, wird um fossile Brennstoffe (in diesem Fall Diesel) als Energiequelle nicht herumkommen. Auch wenn es immer wieder vollmundig angekündigt wird: Für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methanol funktionieren, fehlt leider die Versorgungsinfrastruktur. Und das wird sich auch in absehbarer Zeit nicht ändern.

Bewährt, aber ineffizient: Generatoren

Die klassische Lösung, die auf Yachten schon seit Jahrzehnten eingesetzt wird, ist ein Wechselstrom-Generator. Während der Generator läuft, kann man Haushaltsgeräte genauso verwenden, als hätte man Landstrom zur Verfügung.

Das ist simpel und funktioniert. Ist aber auch ein ziemlich teurer Spaß. Ein solche „simple“ Generatorinstallation macht auf Fahrtenyachten eigentlich nur Sinn, wenn man entweder den Wechselstrom nur kurzzeitig braucht, z.B. zum Kochen, und den Generator nur während dieser Zeit laufen lässt. Oder wenn man dauerhaft große Verbraucher betreibt, was aber außer auf Superyachten eher selten der Fall sein dürfte. In allen anderen Fällen ist ein solches System extrem ineffizient.

Sehr oldschool: der Generator © Athenstaedt

Ein Beispiel: Angenommen, man möchte über Nacht eine Klimaanlage betreiben. Dann muss der Generator die ganze Nacht durchlaufen, auch wenn die Klimaanlage im Schnitt nur alle 20 Minuten für 5 Minuten anspringt. In dieser Zeit läuft der Generator dann mit einer Auslastung von vielleicht 25% seiner Nennleistung. Den Rest der Zeit mit 0%. Der Dieselverbrauch pro erzeugter Kilowattstunde Strom ist in solchen Fällen locker 10 bis 20 mal höher, als bei optimaler Auslastung des Generators möglich wäre.

Hinzu kommen die Kosten für die Abnutzung. Die ist bei Dieselmotoren besonders hoch, wenn sie nur mit geringer Last laufen. Aber auch unter Idealbedingungen hat ein typischer Generator eine Lebensdauer von 6.000 Stunden. Läuft er 24 Stunden am Tag, sind das gerade einmal 250 Tage! Auf Langfahrt wäre somit theoretisch spätestens alle ein bis zwei Jahre ein neuer Generator fällig. Zudem fallen auch zwischendurch Kosten und Aufwand für Wartung und Wechsel von Filtern und Öl an.

Alles in allem ist ein solches System die wahrscheinlich teuerste Art, an Bord Strom zu erzeugen. Und ganz nebenbei bemerkt: Mit einem laufenden Generator am Ankerplatz macht sich niemand Freunde.

Etwas besser sieht es mit Effizienz und Abnutzung bei modernen Generatoren aus, die eine variable Drehzahl haben. Solche Geräte sind bei geringerer Auslastung effizienter. Aber auch diese müssen permanent laufen, wenn Strom benötigt wird.

Batterien als Puffer

Deutlich effizienter und komfortabler kann man ein solches System gestalten, wenn man moderne Leistungselektronik mit einer gut dimensionierten Batteriebank kombiniert. Benutzt man ein modernes Inverter/Lader-Kombigerät, so kann man die Batteriebank als Puffer verwenden. Kleinere Verbraucher können dann komplett über die Batteriebank betrieben werden, ohne dass der Generator laufen muss. Sind die Batterien ausreichend dimensioniert, lässt sich sogar über Nacht eine Klimaanlage betreiben. Ganz ohne nervigen Generatorenlärm.

Ein modernes Lader-Inverter-Kombigerät mit Batteriebank als Puffer sorgt für kürzere Generatorlaufzeiten mit höherer Effizienz © BoatHowTo.com

Sobald die Batteriebank einen kritischen Ladezustand erreicht, wird der Generator gestartet, um die Batterien wieder aufzuladen. Mit qualitativen AGM-Batterien oder einer entsprechend ausgelegten Lithium-Ionen-Batterie kann man (mit entsprechend dimensionierten Ladegeräten) Laderaten von 1C erreichen. Das heißt, man kann die Batterie theoretisch innerhalb einer Stunde komplett laden. (Theoretisch deshalb, weil die Laderate insbesondere bei Bleibatterien mit zunehmender Ladung zurückgeht. Das Problem bekommt man aber mit einer gut dimensionierten Solaranlage, die über den Tag hinweg die letzten paar Prozent in die Batterie pumpt, ganz gut in den Griff.)

Aber: Trotz des Komfortgewinns und der Kostenersparnis durch kürzere Generatorlaufzeiten mit besserer Auslastung braucht man in einem solchen System immer noch einen Generator. Ein solches Gerät braucht Platz, ist schwer und erfordert regelmäßige Wartung. Im Prinzip hat man fast den gleichen Aufwand wie mit einer zweiten Antriebsmaschine. Bei genauerer Betrachtung drängt sich da natürlich schnell die Frage auf, ob man nicht mit einem einzigen Dieselmotor an Bord auskommt, der sowohl für Antrieb und Stromerzeugung genutzt werden kann.

Lichtmaschinen auf Steroiden

Die Idee ist nicht neu. Bootsdiesel sind ja schon seit Menschengedenken mit einer Lichtmaschine ausgestattet, die die Starterbatterie und häufig auch die Verbraucherbatterien lädt. Allerdings liefern die mitgelieferten Lichtmaschinen, wenn überhaupt, nur unter Idealbedingungen ihre angegebene Leistung. Wer vor Anker im Leerlauf versucht, seine Batterien effizient zu laden, wird schnell enttäuscht sein. In diesem Fall ist ein Bootsdiesel mit Standardlichtmaschine ähnlich (in)effizient wie ein unterforderter Generator.