17 lipca 2021

Półinteligentny Projekt Darwin - Sezon 2 - Kilka kabli pod prąd


Na początku było morze. I w morzu powstało życie. Część życia ewoluowała i wyszła na ląd, i myślała, że jest szczęśliwa. Ale część tej części, która wyszła na ląd, wróciła do morza i była na prawdę szczęśliwa. Inna część części, która z morza wyszła, wrócić jednak nie mogła i była z tego powodu nieszczęśliwa. Ale pewna część tej części części, która wrócić nie mogła, zaczęłą budować łódki i mogła wrócić na morze i znowu była szczęśliwa. I byłaby szczęśliwa po wsze czasy, gdyby nie to, że na łódkach zaczęła montować instalacje elektryczne...


DZIEL
I ZRZĘDŹ


Wbrew wprowadzającej w błąd nazwie, na jachcie żaglowym z żaglami akurat problemów jest najmniej. Zaraz po silniku, drugie miejsce w rankingu rzeczy upierdliwych i awaryjnych zajmuje prawdopodobnie instalacja elektryczna. I to ona faktycznie sprawiała najwięcej problemów podczas sprowadzania s/y Darwin (wtedy jeszcze s/y Afrodite) do Polski. Prędzej czy później musiałem więc skupić się i w na tych rejonach technicznych niepewności.

Podstawowe prawa elektryczności są mi co nieco znane, a obcowanie z kabelkami i maszynami co robią 'piii...' wydaje się być całkiem przyjemne. A na pewno mniej szkodliwe dla zdrowia niż zabawa z laminatem, żywicami i farbami. Do tego jeszcze dorzucić można doświadczenie z rozbudowy instalacji elektrycznej z poprzedniej łódki i już nie mamy wymówki, aby nie wykonać remontu samodzielnie.

Mimo to, ja jednak chciałem zatrudnić zawodowego elektryka jachtowego. Zmęczony byłem dotychczasowymi, przedłużającymi się w nieskończoność pracami remontowymi, a poganiany kończącym się już prawie sezonem żeglarskim, chciałem w ten sposób przyspieszyć zakończenie prac i ruszyć w końcu w morze.

Niestety, branża żeglarska rządzi się taką specyfiką, że w sezonie, fachowców od czegokolwiek po prostu brak.

Kiedy po wykonaniu kilku telefonów zdałem sobie sprawę, że szanse na zlecenie robót są praktycznie równe zero, zacząłem interesować się tematem samodzielnie. 

Popełniłem wtedy amatorski schemat, który fachowca przyprawiłby pewnie o ból zębów, ale dla mnie osobiście był dobrym punktem startowym i bardzo pomógł w wykonaniu remontu i rozbudowy instalacji elektrycznej na moim jachcie.


"Dziel i rządź", który wydaje się być królem wszystkich algorytmów, mógł i w tym przypadku pomóc. Postanowiłem od tego zacząć. A gdzie lepiej zacząć dzielenie jak w rozdzielni.


Istniejąca instalacja nie była w najgorszym stanie, ale wiek hydrauliczno-magnetycznych wyłączników zaczynał dawać się we znaki.


Zdarzały się bowiem przypadkowe wyłączenia. Zdarzenia były sporadyczne, ale dla mnie stanowiły wystarczające usprawiedliwienie dla przeprowadzenia kapitalnego remontu.


Dlaczego kapitalnego remontu, a nie jedynie wymianie zużytych wyłączników na nowe? Może dlatego, że koszt kilkunastu takich pstryczków elektryczków oscylował w okolicach ceny nowej tablicy rozdzielczej?

Rozpocząłem więc demontaż...


Szybko odkryłem, że jachty z lat 80' nie różnią się zbyt wiele od jachtów z lat 70'. Tendencja do robienia na odpierdol wszystkiego, co nie jest na widoku okazała się cechą wspólną obu dekad.


Bardzo szybko pozbyłem się starych paneli odłączając od nich przewody i wykręcając je ze sklejkowej pokrywy rozdzielni. Oczywiście każdy kabelek został uprzednio tymczasowo oznaczony, aby uniknąć dodatkowej łamigłówki przy ich ponownym podłączaniu.


W ten sposób stałem się posiadaczem kartonu pełnego elektryki w stylu retro, który potem wysłałem za granicę jakiemuś potrzebującemu wyznawcy kultu HR.


Kilka dni wcześniej rozpocząłem poszukiwania wykonawcy dedykowanej tablicy rozdzielczej. Marzył mi się grawer w kształcie jachtu, z zapalającymi się w odpowiednich miejscach diodami. Widziałem takie cudo na jakiejś czarterowej Bavarce i też posiadać chciałem.

Pod uwagę wziąłem wtedy dwóch producentów i wykonawców elektroniki jachtowej, o których słyszałem wcześniej dużo dobrego - firmę Intelle z okolic Warszawy i Amperflex z Gdańska.

Niestety, ponad 2-3 miesięczne terminy wykonania tablic na zamówienie okazały się (w mojej obecnej sytuacji) nie do przyjęcia. Zdecydowałem się na rozwiązanie pośrednie i postanowiłem zbudować sobie tablicę z konfigurowalnych paneli produkowanych seryjnie.

Ostatecznie, ze względu na obiecującą specyfikację i prawie pasujący do mojej starej pokrywy wymiar gabarytowy, wybór padł na panel BP04R firmy Amperflex. 

Cztery panele - każdy z czterema bezpiecznikami hydromagnetycznymi - powinny pokryć moje zapotrzebowanie na zabezpiecznie wszystkich obwodów elektrycznych jakie planowałem. 
Możliwość zamówienia (jak i późniejszej wymiany) własnych etykiet i wartości zabezpieczeń okazała się bardzo wygodną opcją przy projektowaniu customowej tablicy. 


Dodatkowo, zdecydowałem się zamówić i zamontować mały panel pomiarowy. 

Wybrałem minimalistyczny Micro Monitor, który umożliwia zaprogramowanie i odczyt trzech wartości mierzonych.
Skonfigurowałem go w taki sposób, aby odczytywał z czujników poziomy cieczy w zbiornikach paliwa i wody oraz dzięki dokupionemu bocznikowi, monitorował pracę głównego (hotel/serwis) banku akumulatorów. 

Urządzenie jest na tyle sprytne, że po odpowiedniej konfiguracji i kalibracji potrafi nie tylko wskazać napięcie akumulatora, ale dzięki współpracującemu bocznikowi, pokazuje również bieżący bilans prądów. Przelicza sobie to wszystko na pojemność (ilość energii w akumulatorze). Bardzo użyteczne w żegludze pełnomorskiej ustrojstwo, dające armatorowi dużo więcej informacji niż standardowy woltomierz.


Oprócz bocznika zakupiłem i zamontowałem na głównym obwodzie zasilania (tuż przy akumulatorze) wodoodporny, termiczny bezpiecznik automatyczny o wartości 100A, z możliwością ręcznego resetu.


Na monitor i wyłącznik pompy zęzowej musiałem wydziarać dodatkowe otwory, ale pozostałe panele praktycznie idealnie wpasowały się w otwór po starych.


Pozostało jedynie podłącznie nowych rzeczy do starych (i kilku nowych) przewodów.


Połączenie przewodów sterujących panelami i monitorem okazało się najłatwiejsze. Przy osobistym odbiorze paneli z Amperflex otrzymałem słowne instrukcje jak to zrobić, a przewody taśmowe wyposażone były w pasujące do siebie konektory.


Dużo więcej pracy zajęło zarobienie końcówek i podłączenie nowych kabli zasilających. 


Ale miałem już to przećwiczone na poprzedniej łódce i cały zestaw do tego narzędzi. Do elektrycznych połączeń śrubowych zawsze stosuję cynowane, zamknięte końcówki oczkowe, które zaciskam zaciskarką i uszczelniam złączką termokurczliwą z klejem. Dzięki temu wierzę uparcie, że nie potrzebuję wydawać fortuny na specjalistyczne cynowane kable.


Przy łączeniu mniejszych kabelków okazało się, że o zaciskarkach wiem niewiele i że potrzeba mi kilku nowych. Co kilka dni dokupowałem jakąś nową i w końcowej fazie realizacji projektu miałem ich już chyba ze sześć. 


Do tego jeszcze zaopatrzyłem się w automatyczny ściągacz izolacji, który najbardziej przyspieszył pracę.


Wszystkie przewody trwale oznaczyłem. To tylko złudzenie, że będzie się pamiętać coś co zrobiło się kilka tygodni wcześniej.


Aby zapewnić odpowiednią ochronę poszczególnym, mniejszym obwodom i nie doprowadzić awarią jednego z nich do całkowitego blackout'u na łódce, wprowadziłem dwie podsekcje bezpieczników odpowiednio dla oświetlenia kabinowego i drugą dla gniazd 12V.

Sprowadziło się to do zakupu dwóch certyfikowanych (RoHS, EC) skrzynek bezpiecznikowych, gdzie każdego obwodu pilnuje osobny bezpiecznik "samochodowy", a przepalenie bezpiecznika sygnalizuje dioda LED. 
Jedna skrzynka zabezpieczać miała trzy osobne obwody oświetlenia kabin, a druga dedykowana została gniazdom zasilania 12V. 




Przesądny i zabobonny elektryk wie, że każdy projekt jachtowy powinien mieć choć jeden mały element prowizorki tymczasowej, która pozostanie na jachcie prawdopodobnie na wieki. U mnie takie znalazły się dwa. 

Pierwszym było zamocowanie brzęczyka alarmów wszelakich (wykorzystanego jako alarm pompy zęzowej) przy pomocy tretytkowej obejmy kablowej.


A drugi tytuł najbardziej wstydliwego elementu jachtowej instalacji elektrycznej przyznałem przelotowemu wyłącznikowi suwakowemu, pełniącemu rolę ukrytego wyłącznika alarmu pracującej pompy zęzowej. W razie sytuacji, gdy trzeba będzie dłużej niż kilka minut żeglować z pracującą pompą i nie jest się fanem muzyki techno, można będzie wyłączyć brzęczyk/piszczek. 

Ponieważ istniało niebezpieczeństwo przypadkowego, czy nieświadomego wyłączenia alarmu, o lokalizacji wyłącznika wie jedynie armator... No i teraz już również czytelnicy bloga ;)


Po dokładnym sprawdzeniu połączeń, przyszedł czas na próbę generalną i kalibrację "komputera".


Trochę mnie to zaskoczyło i pozbawiło bieżącą blogową opowieść wątku sensacyjnego, ale wszystko zdawało się działać jak należy, bez najmniejszej poprawki.


Pokrywa rozdzielni z początku wydawała się olbrzymia, ale pod koniec musiałem nieźle się nagłówkować, aby zmieścić na niej wszystko co potrzeba.

Ilość nagromadzonych finalnie kabli spowodowała, że trzeba było je jakoś w wiązki ogarnąć, by pokrywę rozdzielni swobodnie i bez ryzyka uszkodzeń zamknąć.


A szkoda było zamykać - tak ładnie w środku świeciło ;)


PRĄD
STĄD

Kupując jacht, zastałem na nim dwa banki akumulatorów. A nie ubarwiając słownie, były to po prostu dwa akumulatory :) 

Rozruchowa bateria Exide o pojemności 80Ah odziedziczona zostałą w bardzo dobrym stanie i wystarczającej pojemności.
Wymieniłem więc tylko przechodzone już klemy i zarobiłem nowe kable. Unieruchomiłem dobrze w skrzynce gumowymi klinami, dorobiłem mu solidne mocowanie za pomocą pasa i zostawiłem w spokoju. Nie przewidywałem pływania do góry kilem, ale w ten sposób teoretycznie zadbałem o taką możliwość.


Za baterię hotelową robił wysokiej jakości akumulator Odyssey Extreme (AGM). Pomimo możliwości głebokiego rozładowania, jego pojemność100Ah była dla moich potrzeb wystarczająca, ale nie dająca psychicznego komfortu niemyślenia podczas rejsu o tym na ile czasu jeszcze prądu wystarczy.

Okazało się to już w pierwszym rejsie próbnym, jaki miał miejsce po remoncie generalnym. W pochmurne jesienne dni, przy 2-dniowym przebiegu i pracującej non-stop lodówce i autopilocie akumulator wymagał lekkiego doładowania silnikiem (pomimo zainstalowanego już wtedy panelu solarnego).


Po wykonaniu na spokojnie, teoretycznego bilansu energetycznego dla jachtu, oszacowałem średnie zużycie dobowe na poziomie 65Ah, a maksymalne dobowe zużycie pradu podczas żeglugi na około 145Ah. 

Podwoiłem bardziej pesymistyczną wartość i zainwestowałem w dwa identyczne akumulatory (o kolejnych numerach seryjnych), polecanej mi przez kolegę Dawida marki MW Power, wykonane w technologii VRLA (AGM). Ich równoległe połączenie tworzyło baterię o łącznej pojemności 300Ah. I to było już coś, co pozwalało spokojnie spać.


Nie zmieniałem miejsca montażu pod hundkoją, ale zmuszony zostałem do wykonania nowej skrzynki akumulatorowej.



Oprócz potwierdzonej przez fachowców z branży jakości, wybór właśnie tego modelu akumulatorów podyktowany był między innymi niemal idealnym ich dopasowaniem do miejsca instalacji. Wszystko zostało wpasowane dosłownie na milimetry.


Przy okazji przeciągania nowych przewodów wysokoprądowych wymieniłem też wyłączniki główne. 

Zrezygnowałem z montowanych fabrycznie wyłączników "kluczykowych", które stwarzały tylko problemy. Umiejscowione zostały pod dolnym stopniem zejściówki i kilka razy, w czasie tylko jednego rejsu, zdarzyło się komuś wyłączyć je nieświadomie stopą. Na dodatek, kluczyk potrafił wypadać i szwędać się po podłodze. A taki zagubiony kluczyk zagraża już legendarnym "zapałkom, przez które jacht zatonął".


Patrząc przyszłościowo i dbając o jakość, użyłem pokręteł BEP Marine o dopuszczalnym prądzie ciągłym 275A (455A dla prądu przerywanego i 1250A dla pradu rozruchu). 


Szczęśliwie wpasowały się na grubość w gródź i nieco rozwiercone otwory po starych wyłącznikach.


DAR
SŁOŃCA

"Nie rób z jachtu traulera!" grzmiał mój klubowy kolega Piotr, kiedy pochwaliłem sie swoim pomysłem na jachtową instalację solarną. Mimo,  że doceniam doświadczenia armatorskie kolegów, to jednak potrzebowałem miejsca do zamocowania panelu solarnego o wymiarach przekraczających rozmiar suwklapy. Montaż małego panelu na pokładzie, choć popularny wśród armatorów jachtowych, widział mi się jako półśrodek, który na dodatek będzie zasłaniany regularnie grotem. 

Pozszedłem więc zdecydowanie w panel solarny montowany na bramce rufowej. Jedyną, drobną niedogodnością w moim pomyśle był brak bramki rufowej na moim jachcie.

Kolega Bartek polecił mi jednak znajdującą się niedaleko firmę robiącą takie rzeczy na zamówienie.  I tego akurat warto było posłuchać. Stocznia Jabo to rodzinny biznes, działający prężnie od 1994 roku. A na dodatek łatwo i szybko można do nich dopłynąć drogą wodną.

Mało i szybko planują, dużo i cierpliwie poprawiają - tak podsumowałbym, w jednym zdaniu, wykonanie bramki rufowej. Nie obyło się bez poprawek, ale finalnie powstało coś, z czego jestem zadowolony. 

Mój pomysł uniknięcia dodatkowych słupków w ciasnej już przestrzeni wokół kokpitu i zintegrowania bramki z istniejącym koszem rufowym budził początkowo niechęć wykonawcy. Został jednak ostatecznie zaakceptowany i kosz rufowy zmienił się w bramkę.  W końcu każdy armator ma prawo zeszpecić swoją łódkę na swój sposób ;)


Skoro miałem już miejsce do montażu, to zamówiłem 12V monokrystaliczny panel solarny Victron Energy o mocy 175W i o wymiarach 1485 x 668 x 30mm.


Wszystko co nowe, to ładne - nawet mimo, że skromne ;)


Finalnie do widoku mojego traulera musiałem się nieco przyzwyczaić.


Ale, że widziałem już w swoim życiu dużo bardziej brzydsze bramki, nie trwało to długo.


A jak już panel posłużył mi do pierwszych "artisticznych" ujęć foto, to polubiłem go na całego.


Szybko podłączyłem go więc do jachtowej sieci 12V, zostawiając nadmiar kabli solarnych, w razie poprawek (a tak na prawdę, to nie wiem po co).


Panel, razem z kontrolerem MPPT 75/15 (również Victron Energy), okazał się zestawem produkującym więcej energii elektrycznej niż daję radę zużyć podczas użytkowania jachtu w trybie turystycznym. 

Poza nielicznymi i wyjątkowymi przypadkami używania urządzeń dużej mocy, zasilanych z sieci 230V, jacht nie wymaga obecnie zasilania z portowej sieci 230V. Pełna energetyczna autonomia!

Przy włączonej non-stop lodówce, przyrządach nawigacyjnych, pracującym w sumie cały czas w czasie rejsu autopilocie i używanym w portach laptopie, nie zdarzyło mi się zużyć więcej niż 30% zasobów baterii hotelowych. 


Aby zamontować stabilnie kontroler ładowania, dorobiłem na szybko sklejkową gródź pod hundką. Nie muszę przecież na codzień oglądać migoczących LEDów. Z kontrolerem (tak jak z ładowarką) komunikuję się i tak za pomocą apki w telefonie, przez bluetooth - takie czasy.


Przy okazji problemów z dwuobwodowym alternatorem (choć jak się później okazało winna była przerwa w obwodzie masy na panelu sterowania silnikiem) dokupiony został izolator baterii MOSFET MBI-02-100 wspominanej już wcześniej marki Amperflex. 

W ten sposób mogłem używać standardowego alternatora (łatwiejszy do ewentualnej naprawy i wymiany) i znowu nie martwić się o odpowiednie ładowanie banku akumulatorów hotelowych jak i akumulatora rozruchowego.


PRĄD
STAMTĄD

To co odziedziczyłem po poprzednim właścicielu jako instalację 230V nie mogło być powodem do dumy. Ot fabrycznie (prawdopodobnie) zamontowane dwa gniazdka przyłączeniowe 230V w mesie. Za to pod podłogą, w okolicach stolika nawigacyjnego znalazłem końcówkę przedłużacza z podłączoną ładowarką i podłączonym luzem wyłącznikiem kluczykowym. 


Honor wykonawcy instalacji ratowała jedynie klasa wodoodporności ładowarki IP67 i jej komunikacja przez bluetooth ;)


W bakiście znalazłem też dobrej jakości przedłużacz z przejściówką, który po przeróbce wtyczki służy mi po dziś dzień.


W mojej instalacji jachtowej brakowało przede wszystkim "rasowego" gniazda przyłączeniowego i zabezpieczeń obwodu.

Zacząłem więc od wtyczki i gniazda.


Marka Ratio Electric zdaje się praktycznie być na tym polu monopolistą.


Podłączenie gniazda poszło bardzo szybko.


Kupiłem wersję z tworzywa sztucznego, aby nie rzucała się w oczy metalicznym blaskiem i nie rozpraszała później sternika.


Do starej wtyczki kabla dokupiłem kilka fantów w hurtowni elektrycznej i zrobiłem sobie na zapas elastyczne przejściówki. Wyszło znacznie poniżej ceny w sklepie żeglarskim.


Ach to uczucie, kiedy wtyczka wchodzi w gniazdko jak w masełko...




A jak już w tym temacie dopasowania jesteśmy, to czas pomyśleć o zabezpieczeniu.

Tym razem na leniucha, w żeglarskim już sklepie SVB, wybrałem bardzo dopasowany do moich wymagań zestaw, złożony z jednofazowego wyłącznika różnicowo-nadprądowego RCBO compact 1P+N 6 kA type A 30 mA B16 i małej skrzynki bezpieczników, zwanej też rozdzielnicą. 

Taki wyłącznik to w uproszczeniu combo zabezpieczającego obwód bezpiecznika nadprądowego 16A i chroniącego załogę przed porażeniem wyłącznika różnicowo-pradowego o czasie zadziałania 30ms.


Był to pierwszy mój w życiu montaż takiego zabezpieczenia w instalacji 230V. Ale właśnie takie rzeczy, których się wcześniej nie robiło sprawiają najwięcej radości w podeszłym wieku ;)


Zdecydowałem się na przewód 3 x 2.5mm2, który był nieco przewymiarowany na potrzeby jachtu. A co gorsze, okazał się bardzo niewygodny w mocowaniu końcówek w zaciskach.


Ale dzięki kolorowym oznaczeniom kabelków zyskałem pewność siebie i zrobiłem wszystko jak należy.


Puszkę umieściłem w bakiście, na grodzi, aby mieć do niej dostęp z bakisty lub w awaryjnej sytuacji, przez otwór "śmietnikowy" również z mesy.


Odziedziczona ładowarka 12v/25A miała bardzo dobre parametry i nie było potrzeby jej wymiany. Doprowadziłem więc gniazdo 230V, do którego jest ona na stałe podłączona.


Kolejne gniazdo do zasilania urządzeń przenośnych, pracujcących na 230V, umieściłem przy stoliku nawigacyjnym.


I na tym zakończyłem rozbudowę instalacji 230V. Pozostały tylko testy gniazd i zabezpieczeń, które przeszły bez problemów, czyniąc ten odcinek bloga jeszcze bardziej nudnym.


Jedyną wadą ładowarki jest to, że posiada jedno tylko wyjście. Akumulator rozruchowy nie mógł być do niej podłączony i do ładowania z sieci 230V, wymagał więc jakiegoś przełącznika lub oddzielnej ładowarki.

Wybrałem to drugie rozwiązanie.

Z doświadczenia wiem, że akumulator rozruchowy silnika na jachcie, w sezonie żeglarskim, praktycznie nie wymaga dodatkowego ładowania. Styknie mu to co dostanie od alternatora przy każdym wychodzeniu i wchodzeniu do portu. A przynajmniej raz w sezonie rejsie turystycznym, zdarza się dodatkowo jakieś dłuższe silnikowanie, które dobija prądu prawie pod sam sufit.

Ładowarka CTEK MXS 5.0 dająca prąd 5A służy mi więc jakies dwa razy do roku jako SPA dla akumulatora rozruchowego.


A gdyby zaszła nagła potrzeba, to zamontowana na stałe do zacisków akumulatora  "szybkozłączka" umożliwia podłączenie "kroplówki" w zaledwie kilka sekund.

I takimi oto zabiegami rozwiązałem problem z pozyskiwaniem, magazynowaniem i rozdziałem energii elektrycznej na s/y Darwin.  

A jak kogoś ciekawi, co znalazło się po drugiej stronie kablowych wiązek, widzianych w rozdzielni, niech wypatruje kolejnego odcinka :)



Postaw mi kawę na buycoffee.to

Jeżeli spodobał Ci się ten wpis i chcesz podziękować mi za czas spędzony przy jego tworzeniu, a także dać mi siłę do dalszej radosnej twórczości, która odbywa się zwykle w późnych godzinach wieczornych, możesz postawić mi kawę - będzie mi niezwykle miło :) Rafał.