Bei Wasser und Diesel genügt ein Blick auf die Anzeige, und schon ist klar, wie viel noch in den Tanks steckt, und damit auch, wie lange noch motort oder geduscht werden kann.
Anders sieht es bei der Energieversorgung aus. Wie lange die Akkus noch durchhalten, lässt sich auf vielen Yachten nur schätzen. Denn es ist meist nur ein simples Voltmeter vorhanden. Je nach Güte des Messgeräts und eingesetzter Akkutechnik lässt sich damit gerade einmal herausfinden, ob Lichtmaschine oder Landstromlader arbeiten oder nicht.
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Ein Amperestundenzähler liefert präzise Daten zum aktuellen Ladezustand der Bordbatterien. Die Geräte messen den aus oder in den Akku fließenden Strom mit hoher Genauigkeit und summieren die bewegte Ladung auf, sie koppeln quasi elektronisch mit. Das ist wesentlich genauer als der Versuch, den Ladezustand über die Akkuspannung abzuschätzen, wie es die vielfach zu findenden Spannungstabellen suggerieren.
Eine beliebte Faustformel für Bleiakkus lautet: Unter 12,0 Volt leer, ab 12,7 Volt voll. Allerdings nur, wenn der Akku zuvor mehrere Stunden geruht hat, sprich kein Strom hinein oder herausgeflossen ist. Denn die Klemmenspannung von Bleiakkus hängt wesentlich stärker vom fließenden Strom ab als vom Füllstand der Batterie.
Für die Bordnetzbatterie ist das Verfahren im Betrieb nutzlos, und für Lithiumakkus liefert das System erst recht keinen brauchbaren Wert, denn deren Entladekurve verläuft nicht so linear wie bei Bleiakkus. Im interessanten Bereich zwischen 80 und 40 Prozent Ladung ändert sich die Spannung dieser Akkus praktisch nicht.
Smartshunt nachrüsten – so geht’s
Der Messwiderstand wird in die Masseleitung des Verbraucherakkus eingeschleift.
Ähnlich sieht es mit der Ladungsanzeige von Lithiumakkus per Bluetooth App aus. Die Strommessung des akkueigenen Batteriemanagementsystems, kurz BMS, ist sehr einfach und erfasst in der Regel nur Ströme, die höher als ein bis drei Ampere sind. Kleinere Verbraucher können den Akku somit langsam entladen, ohne dass sich die Anzeige in der App ändert. Erst wenn die Spannung unter den Schwellenwert des BMS fällt, springt die Anzeige auf Leer, obwohl sie zuvor noch gut 50 Prozent Restkapazität vorgegaukelt hat.
Daher ist der Einsatz eines externen Amperestundenzählers sinnvoll. Diese auch Batteriecontroller oder Batteriemonitor genannten Geräte gibt es schon länger. Sie bestehen aus einem Messwiderstand, Shunt genannt, und einer Anzeige. Der Shunt sollte möglichst nahe am Minuspol des Akkus installiert werden, die Anzeige kommt in der Regel ins Schaltpanel in der Naviecke. Damit ist nicht nur ein Loch im Innenausbau nötig, sondern es muss auch eine Kabelverbindung zwischen Shunt und Anzeige verlegt werden. Je nach Einbausituation ein mühsames Unterfangen.
Deutlich leichter wird das Nachrüsten mit einem sogenannten Smartshunt. Der Clou dabei: Die gesamte Elektronik steckt im Gehäuse des Messwiderstands. Die Funktion der Anzeige übernimmt eine App auf dem Smartphone oder Tablet, das je nach Modell per Bluetooth oder Wi-Fi mit dem Shunt gekoppelt wird.
Der Messwiderstand ist kaum größer als seine analogen Vorfahren, und die Verkabelung beschränkt sich auf ein Minimum. Weiterer Vorteil der App-Lösung: Die Einstellungen für den Akkutyp lassen sich bequem vornehmen und in der Regel können neben den aktuellen Werten auch Statistiken zeitlicher Verläufe abgerufen werden. Einige Smartshunts lassen sich zudem ins NMEA2000 Netzwerk integrieren, sodass die Akkudaten auch auf dem Plotter abgerufen werden können.
Victron Energy Smartshunt
Der Smartshunt von Victron gehört zu den kompaktesten Lösungen. Er ist nur wenig größer als ein herkömmlicher Messwiderstand und lässt sich für alle gängigen Akkutypen nutzen. Je nach Energiebedarf stehen Ausführungen mit Strommessbereichen von 300 bis 2.000 Ampere zur Wahl. Zusätzlich zum Verbraucherakku kann die Spannung einer weiteren Batterie überwacht werden. Praktisch dabei: Die nötigen Kabel nebst Sicherungen gehören zum Lieferumfang. Für die Installation ist somit lediglich eine kurze Masseleitung nötig.
Mit dem optionalen Temperatursensor kann die Temperatur des Verbraucherakkus überwacht werden, dann entfällt allerdings die zweite Spannungsmessung. Die Verbindung zur Victron Connect App erfolgt per Bluetooth, was für einen sehr geringen Stromverbrauch des Shunts sorgt. Victron gibt einen Eigenverbrauch von weniger als ein Milliampere an. Über die VE. Direct Schnittstelle kann der Shunt in das Victron eigene GX Energiemanagementsystem eingebunden werden. Außerdem ist vom Hersteller Digital Yacht ein NMEA2000 Konverter erhältlich, siehe rechts. Für die Installation in feuchter Umgebung gibt es wasserdicht vergossene Varianten.
- Preis: ca. 130 Euro
- Spannung: 2x, 6,5 bis 70 V
- Strom: 300 bis 2.000 A
- Schnittstellen: Bluetooth, VE.Direct
Plotter-Anbindung
Unter dem Namen VeKonvert bietet Digital Yacht einen NMEA2000-Datenwandler für das VE-Bus-System von Victron an. Damit können die Daten des Smartshunts auf beliebigen NMEA2000 Multifunktionsdisplays angezeigt werden. Ve-Konvert kostet etwa 210 Euro. Wer noch keinen Smartshunt besitzt, kann das System mit fest verkabeltem Konverter und wassergeschütztem Shunt von Digital Yacht kaufen. Es nennt sich BM100 und kostet etwa 430 Euro.
Aus dem Schaltschema wird deutlich, wie der Messwiderstand angeschlossen wird. In unserem Beispiel überwacht der Shunt den Ladezustand des Verbraucherakkus und misst zudem die Spannung der Starterbatterie (zweite rote Leitung). Dazu wird er zwischen dem Minuspol des Verbraucherakkus und der bisherigen Masseverkabelung eingeschleift. Wichtig ist, dass nach dem Umbau nur noch der Anschluss des Shunts direkt zum Verbraucherakku führt.
Smartshunt von LXNav
Der Smartshunt des slowenischen Herstellers LXNav ist in vier verschiedenen Ausführungen erhältlich, die sich in ihrer maximalen Strombelastbarkeit unterscheiden. Zur Auswahl stehen Modelle für 100, 300, 500 und 1.000 Ampere. Der Smartshunt kann die Spannungen und Temperaturen von drei Akkus überwachen und seine Messwerte sowohl über NMEA2000 als auch per Wi-Fi an Bord-Displays oder mobile Geräte übermitteln. Konfiguration und Datenauswertung erfolgen über einen Webbrowser, daher ist keine gerätespezifische App nötig und man muss nicht befürchten, dass der Zugriff auf den Shunt nach einem Update des Smartphones nicht mehr möglich ist. Parameter wie Batterietyp, Kapazität und Ladewirkungsgrad oder Peukert-Exponenten lassen sich über die Website bequem und sehr detailliert einstellen. Neben den gängigen Blei- und Lithium-Typen lassen sich auch exotischere Akkusysteme wie Zinkoxid oder Nickel-Metallhydrid auswählen.
Für die Auswertung stehen neben aktuellen Messwerten auch historische Daten, Alarme und Spitzenwerte zur Verfügung. Das sind deutlich mehr Informationen, als der normierte NMEA2000-Datensatz enthält, über diesen werden Messwerte wie Ladezustand, Spannung und Strom übertragen. Außerdem können Spannungs- und Ladungsalarme an NMEA2000Geräte gesendet werden.
Die Stromaufnahme des Shunts ist mit bis zu 65 Milliampere deutlich höher als die des Victron-Smartshunts. Dieser Wert gilt allerdings nur für den Betrieb mit Wi-Fi und NMEA2000-Bus. Wenn der Bus nicht aktiv ist, schaltet das Gerät in einen Energiesparmodus und zieht laut Herstellerangabe nur noch 3,3 Milliampere.
- Preis: ca. 290 Euro
- Spannungsmessung: 3x, 8 bis 60 V
- Messbereiche: 100 bis 1.000 A
- Schnittstellen: Wi-Fi, NMEA2000
Junctek KL-F
Die Produkte des chinesischen Messgerätebauers Junctek gibt es nur auf asiatischen Online-Plattformen. Sie bieten aber ein unschlagbares Preis-Leistungs-Verhältnis. Neben herkömmlichen Amperestundenzählern mit eigener Anzeige bieten die Chinesen auch Smartshunt-Lösungen an. Diese bestehen aus einem konventionellen Messwiderstand für 100, 400 oder 600 Ampere und einer Elektronikbox, die über ein vierpoliges Kabel mit dem Shunt gekoppelt wird. Zudem können ein Temperatursensor und ein Relais angeschlossen werden. Die Konfiguration des Akkutyps und die Anzeige der Daten erfolgen per Bluetooth-App. Die Software fällt einfacher aus als bei LXNav oder Victron, bietet aber die grundlegenden Informationen zu Spannung, Strom und Ladezustand sowie der Restlaufzeit. Außerdem kann der Verlauf von Strom und Spannung als Kurve dargestellt und aufgezeichnet werden. Die App bietet auch die Möglichkeit, die aufgezeichneten Daten zu exportieren.
Eine Besonderheit ist der programmierbare Schaltausgang, mit dem ein Relais angesteuert werden kann, beispielsweise um eine Ladequelle oder einen Verbraucher je nach Akkuspannung oder Batterietemperatur ein-und auszuschalten.
Den Energieverbrauch der Blackbox gibt der Hersteller mit 0,4 Watt an, was bei 12 Volt einer Stromaufnahme von rund 30 Milliampere entspricht und vergleichsweise viel ist. Informationen über einen energiesparenden Standby-Modus gibt es nicht. Wer eine feste dedizierte Anzeige bevorzugt, kann die KG-Serie von Junctek nutzen. Sie besitzt die gleiche Bluetooth-Funktionalität, kommt aber zusätzlich mit einem kabelgebundenen Farbdisplay.
- Preis: ab 35 Euro
- Spannungsmessung: 10 bis 80 V
- Messbereiche: 100 bis 600 A
- Schnittstellen: Bluetooth
Veratron Linkup: Nur für NMEA2000
Beim Linkup von Veratron handelt es sich genau genommen nicht um einen echten Smartshunt, denn das Gerät lässt sich zwar per App und NFC Verbindung konfigurieren, schickt die Messwerte aber ins NMEA2000 Netzwerk. Es ist also ein kompatibler Plotter oder eine andere Multifunktionsanzeige nötig. Dafür kann man einen Amperestundenzähler kaum einfacher verkabeln. Der Messwiderstand ist in eine Batteriepolklemme integriert, diese wird einfach auf den Akku gesetzt und daran die bisherigen Kabel angeschlossen. Die Messleitung zum Pluspol ist ebenfalls schon vorhanden und mit einer Sicherung bestückt.
Einziger Nachteil: Der maximale Messbereich beträgt nur 200 Ampere. Ein kräftiger Inverter oder eine Ankerwinsch bringen den Shunt schnell an seine Grenze. Zudem unterstützt die Firmware aktuell nur Bleiakkus. Wer mehr als einen Akku überwachen will, kann bis zu vier Linkup Shunts in einem Netzwerk verwenden. Dank des luftdichten Gehäuses soll der Shunt auch für die Installation in Benzinmotorräumen geeignet sein.
- Preis: ca. 245 Euro
- Spannungsmessung: 12 oder 24 V
- Messbereich: 200 A
- Schnittstellen: NFC, NMEA2000
