AUSPROBIERT: Brennstoffzelle Efoy 1600

TECHNIK & AUSRÜSTUNG
AUSPROBIERT: Brennstoffzelle Efoy 1600
Kraftwerk
im Koffer
Leere Batterien, stunden­
langes Laden mit dem Motor
am Ankerplatz oder der Kampf
um freie Steckdosen – mit
der Brennstoffzelle sind diese
Probleme passé. Das Mini­
kraftwerk sorgt immer für
genügend Energie an Bord –
und das automatisch, lautlos
und preisgünstig
Text und Fotos: Michael Bohmann
E
ndlich ist die Südspitze Langelands gerundet. Ich gehe
nun hart an den Wind und
halte auf das kleine Kliff südlich des dänischen Hafens
Bagenkop zu, um vor Anker zu gehen.
Das spiegelglatte Wasser vor dem Steilhang signalisiert dort perfekten Landschutz. Nach elf Stunden Segelei in
teilweise sehr rauem Seegang und fast
60 Seemeilen auf der Logge freue ich
mich auf die verdiente Ruhe. Mit dicht
geholten Schoten und langsamen zwei
Knoten nähere ich mich vorsichtig dem
schmalen, steinigen Strand. Bei drei
Meter Wassertiefe schieße ich in den
Wind und lasse den Anker fallen.
Nun wird es gemütlich. Zuerst hole
ich mir ein Bier aus der Kühlbox und
genieße im Cockpit den Sonnenuntergang, stimmungsvoll untermalt von
Mozarts Klarinettenkonzert aus der neu
installierten Stereo-Anlage. Nun noch
die Ankerlampe setzen, die Innenbe-
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Hightech machts möglich: Die gesamte Energieversorgung an Bord aus dem Koffer
leuchtung einschalten und das Abendessen vorbereiten (Schollenfilets aus
der Kühlbox) – und das alles ohne die
üblichen Gedanken an die schnell versiegende Stromquelle. Ein völlig neues
Bord-Lebensgefühl – „normalerweise“
würde ich mir jetzt Sorgen machen müssen. Denn die etwa vier Jahre alte Batterie mit 75 Ah wird mittlerweile kaum
mehr als eine Kapazität von 55 Ah zu
bieten haben. Zudem ist sie eine konventionelle Starterbatterie auf Säurebasis,
sodass ihr nicht mehr als 35 Prozent an
Energieentnahme zuzumuten ist – also
etwa 17 A. Der Bedarf an Energie für
die Verbraucher an Bord meines Bootes
liegt bei mindestens drei Ah pro Stunde.
Deshalb könnte ich die Verbraucher nur
etwa fünf bis höchstens sechs Stunden
(17 Ah: 3 Ah) nutzen, dann wäre bereits
Schluss mit lustig.
Um es kurz zu machen – ich habe ein
eigenes Kraftwerk an Bord, das mir die
Freiheit erlaubt, das Wohlleben (nahezu)
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unbegrenzt zu genießen. Dabei handelt es
sich um eine so genannte Brennstoffzelle
in der schlichten Form eines größeren Ak­
tenkoffers aus silberfarbenem Kunststoff.
Er hat bequem hinter dem Niedergang
zwischen den beiden Kojen des Achter­
schiffs Platz. Das Gerät wird einfach mit
Plus und Minus der Batterie verbunden
und sorgt danach vollautomatisch für
Ladung: Sinkt die Spannung auf den un­
teren Grenzwert von 12,3 Volt, beginnt
das Kraftwerk im Koffer zu arbeiten und
liefert so lange Strom, bis die Spannung
von 14,3 Volt erreicht und damit die Bat­
terie wieder etwa zu 98 Prozent voll gela­
den ist. Dies geschieht nahezu lautlos, da
keine mechanischen Bauteile im Einsatz
sind. Nur wenn man ganz nahe herantritt
ist ein leises Blubbern zu hören.
Meine Brennstoffzelle Modell Efoy 1600
wurde mir von der Firma SFC (Smart
Fuel Cell) während der letzten Saison
zur Verfügung gestellt. Sie leistet bis zu
5,4 Ampere pro Stunde, je nach Energie­
bedarf der Verbraucher. Betrieben wird
das Kraftwerk durch Methanol, eine Art
Alkohol, der in der Natur beispielsweise
in Bäumen oder Baumwollpflanzen vor­
kommt und den man hauptsächlich aus
Biomasse oder Hausmüll gewinnt. Das
Methanol wird in speziellen Kanistern
mit dem Inhalt von fünf oder zehn Litern
einfach über eine Schlauchverbindung
an das Gerät angeschlossen. Danach
schaltet man über die Fernbedienung
mit Knopfdruck auf Automatik. Das ist
alles – bis die Brennstoffzelle über An­
zeige auf dem Display den Anschluss ei­
nes neuen, vollen Tanks fordert.
Ist die Brennstoffzelle „bei der Arbeit“
wird eine sehr geringe Menge Wasser­
dampf und CO2 produziert (siehe Kas­
ten), die ich einfach mit einem Kunst­
stoffschlauch in die Bilge leite.
Brennstoffzelle mit 5-Liter-Kanister
Methanol und Fernbedienung mit Display
Während der Saison war die Efoy 1600
rund drei Monate an Bord und verbrauch­
te während dieses Zeitraums knapp fünf
Liter Methanol zu einem Preis von ca. 18
Euro. Begeistert hat mich dabei das Ge­
fühl der Unabhängigkeit, sozusagen au­
tark zu sein. Einfach so lange am Anker­
platz liegen zu können wie ich will und
dabei den vollen Komfort aller Verbrau­
cher zu genießen. Oder nicht mehr mit
dem Kabel in der Hand auf dem Steg um
eine freie Steckdose kämpfen zu müssen,
sondern dort, wo keine Landstromver­
bindung vorhanden ist, festzumachen –
zumal es dort oft am schönsten ist.
Diesen Wunsch nach solcher Unabhän­
gigkeit hatte ich schon seit Langem ➤
So funktioniert die Efoy-Brennstoffzelle
Das Aggregat wandelt flüssiges Methanol mit Sauerstoff direkt in elektrischen
Strom um. Dies geschieht in einem geräuschlosen, chemischen Prozess ohne Verbrennung und Mechanik. Das Herzstück der Brennstoffzelle („Stack“) besteht aus
mehreren mit Platin beschichteten Membranen und bipolaren Platten, je mehr von
ihnen vorhanden sind, desto höher die Leistung des Kraftwerks. Goldbeschichtete Leiterplatten sorgen dabei für äußerst wirkungsvollen Stromabfluss. Auf der
Anodenseite der Membran wird ein Methanol-Wasser-Gemisch zugeführt, dessen
Wasser aus der internen, vollautomatischen Wasserrückführung im Inneren des
Gerätes stammt.
Auf der Kathodenseite wird Umgebungsluft in die Brennstoffzelle gepumpt. Beide
Seiten sind über einen Stromkreis miteinander verbunden. Das Methanol gibt im
Kontakt mit dem Katalysator an der Anode Elektronen (e-) ab, die in Richtung der
Anode im Stromkreis fließen. Die gleichzeitig entstandenen Protonen (H+) passieren die Membran zur Kathode – es fließt Strom zur Batterie.
Auf der Seite der Kathode reagiert dabei Sauerstoff mit Protonen und Elektronen:
Es entsteht Wasser. Nicht benötigtes Wasser wird als Dampf nach außen abgegeben, da während des chemischen Prozesses ca. 75° C erzeugt werden. Weiterhin
entsteht eine sehr geringe Menge Kohlendioxyd, wie sie z.B. in der Atemluft eines
Kindes vorhanden ist. Da in der Brennstoffzelle keine mechanischen Bauteile
verwendet werden, arbeitet sie wartungsfrei und nahezu geräuschlos.
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Bilanz unter Segel
In der Zeit von 09.00 bis 18.00 Uhr, insgesamt 9 Stunden
Geräte/Verbrauch Watt pro Stunde
Selbststeueranlage: 40
Windmesser 1
Elektronik: Log und Lot: 1
GPS mit Bildschirm: 12
Kühlbox (50 Liter) 45,
Kühlschrank (75 Liter): 50
(Kompressor)
Radio/Stereo: 20
Stunden am Tag
8
9
9
9
1
2
insgesamt W
320
9
9
108
45
100
2
40
Durchschnittlicher Verbrauch während des Segelns: 631 Wh oder
53 Ah, dividiert durch 9 Stunden ergibt 5,8 Ah je Stunde. Um
631 Wh zu erzeugen muss die Brennstoffzelle etwa 9,5 Stunden
laufen, und sie verbraucht dabei 0,57 Liter Methanol für rund
1,54 €.
Fazit: Damit deckt sie mit ihrer Leistung von 5,4 Ah je Stunde in
etwa den Bedarf an Energie während des Segelns.
Üblicherweise wird man jedoch den Motor eine Stunde lang laufen lassen, bis der Ankerplatz angesteuert und der Anker sicher
eingefahren ist. Dies bedeutet, dass eine moderne Lichtmaschine
etwa 20 bis 30 Ah liefern kann. Damit lässt sich der Verbrauch
während des Törns von 53 Ah um mindestens 20 Ah auf 33 Ah
senken. Wird also die Ladeleistung der Lichtmaschine mit 20
Ah berücksichtigt, so rechnet man: Energiebedarf = 631 Wh,
Leistung der Brennstoffzelle 9 x 5,4 Ah = 48,6 Ah oder 583 Wh
+ Lichtmaschine (20 Ah eine Stunde) 240 Wh = 823 Wh. Bleibt
ein Überschuss an Energie von 192 Wh (823 Wh – 631 Wh), den
man während der Liegezeit vor Anker zusätzlich zur Verfügung
hat. Damit verringert sich die Laufzeit der Brennstoffzelle um
rund drei Stunden am Ankerplatz, der Verbrauch um 0,17 Liter
und 0,47 €. Das Laden der Batterie eine Stunde lang mit der
Lichtmaschine verbraucht aber mindestens zwei Liter Diesel für
rund 2,10 €. Der Verbrauch an Methanol während des kontinuierlichen Ladens innerhalb der 9 Stunden unter Segeln kostet
dagegen nur 1,54 €, ist also um 0, 56 € günstiger.
Bilanz vor Anker
Liegezeit von 18.00 bis 23.00 Uhr, insgesamt 5 Stunden,
ohne Berücksichtigung der Lichtmaschine.
Geräte/Verbrauch W pro Stunde
Windmesser 1
Kühlbox (50 Liter) 45,
Kühlschrank (75 Liter): 50
(Kompressor)
Innenbeleuchtung/40
Radio/Stereo: 20
Druckwasserpumpe/100
Ankerlicht/10
Heizung (Diesel): 30
Stunden am Tag
5
1,5
1,5
insgesamt W
5
67,5
75
3
2
0,5
2
2
120
40
50
20
60
Der durchschnittliche Verbrauch während der Liegezeit von 5 Stunden liegt bei ca. 438 Wh oder 36 Ah (rund 7,3 Ah pro Stunde).
Die Brennstoffzelle Efoy 1600 produziert pro Stunde 5,4 Ah (5 x 5,4
Ah), also insgesamt 27 Ah oder 324 Wh. Bleibt also ein Minus von
114 Wh, rund 9,5 Ah, die zusätzlich der Batterie entnommen werden müssen, um den Bedarf während der „Betriebszeit“ zu decken.
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Bilanz vor Anker während der Nachtruhe von 23.00
bis 08.00 Uhr, insgesamt 9 Stunden
Geräte/Verbrauch W pro Stunde
Windmesser 1
Kühlbox (50 Liter) 45,
Kühlschrank (75 Liter): 50
(Kompressor)
Innenbeleuchtung/40
Radio/Stereo: 20
Druckwasserpumpe/100
Ankerlicht/10
Heizung (Diesel): 30
Stunden am Tag
9
1,5
1,5
insgesamt W
9
67,5
75
1
0
0,5
9
2
40
0
50
90
60
Verbrauch während der Nachtruhe: ca. 392 Wh (33 Ah). Hinzu
kommen die 114 Wh (9,5 Ah) Defizit, die während der 5 vorherigen Stunden der Batterie entnommen wurden, macht also insgesamt 506 Wh (42 Ah), die nun durch die Brennstoffzelle geleistet
werden müssen, wofür sie rund 7,8 Stunden braucht.
Fazit: Während der 14 Stunden Liegezeit vor Anker muss die
Brennstoffzelle den Energiebedarf von 830 Wh (392 Wh + 438
Wh) decken. Hierzu muss sie 12,8 Stunden arbeiten und verbraucht dabei 0,77 Liter Methanol für ca. 2,08 €.
Was kostet also ein solcher Törntag? 9 Stunden segeln für 1,45
€­+ 14 Stunden vor Anker 2,08 € macht also insgesamt 3,53 €.
Berücksichtigt man das Guthaben an Energie der Lichtmaschine
von 0,47 €, so ergibt sich 2,20 € minus 0,47 € = 1,61 €, dazu
kommen 2,10 € für Diesel = 3,71 € – der Einsatz des Motors ist
also rund 18 Cent teurer.
Bleibt man noch einen Tag am Ankerplatz,
dann sieht die Bilanz so aus
Geräte/Verbrauch W pro Stunde
Windmesser 1
Kühlbox (50 Liter) 45,
Kühlschrank (75 Liter): 50
(Kompressor)
Innenbeleuchtung/40
Radio/Stereo: 20
Druckwasserpumpe/100
Ankerlicht/10
Heizung (Diesel): 30
Stunden am Tag
24
4,5
insgesamt W
24
202,5
225
5
5
1
9
2
200
100
100
90
60
Der Gesamtverbrauch während der Liegezeit von 24 Stunden liegt
bei ca. 83,5 Ah oder 1.002 Wh, dividiert durch 24 Stunden ergibt
etwa 3,5 Ah pro Stunde.
Fazit: Die Brennstoffzelle Efoy 1600 deckt den Bedarf an Energie
pro Stunde mit 5,4 Ah, bleibt ein Plus von 2,0 Ah entsprechend
24 Watt pro Stunde. Um den Verbrauch von 1.000 Wh zu decken,
muss die Brennstoffzelle also rund 15 Stunden laufen und verbraucht dabei 0,9 Liter Methanol für 2,43 €.
Soll jedoch der Bedarf von 83 Ah (1.000 Wh) nur mit dem Motor
geladen werden, so gehen wir wieder von der Ladeleistung mit
20 Ah der Lichtmaschine aus. Der Motor müsste dann etwa vier
Stunden lang laufen um das Defizit in der Batterie auszugleichen. Dabei verbraucht er 8 Liter Diesel für 12 €. Im Vergleich
zur Brennstoffzelle ist also die Energieproduktion um rund 9,60
€ teurer plus 4 Stunden zu erduldenden Lärm und Abgase – was
bei den Nachbarn einiges an Toleranz abverlangt.
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Über die Fernbedienung lässt sich die Brennstoffzelle auch manuell einstellen, normalerweise ist sie auf Automatik-Betrieb geschaltet.
Auf Knopfdruck kann jederzeit die momentane Spannung der Batterie oder die Ladeleistung des Kraftwerks abgerufen werden
und mich deshalb mit anderen alternativen Stromquellen beschäftigt. Für
mein nordisches Revier, die Dänische
Südsee, kam eine Solarzelle auf Grund
der geringen Leistung nicht in Frage, zumal ich auf meinem knapp acht Meter
langen Boot keine Möglichkeit habe, um
ein auch nur annähernd leistungsstarkes
Paneel unterzubringen. Die Anschaffung
eines leistungsstarken Windgenerators
(siehe Test ab Seite 64) hingegen hatte ich schon in Betracht gezogen. Doch
im Vergleich zur Brennstoffzelle bringt
selbst dieser Windquirl zu viele Nachteile. Zwar leistet er bereits bei zwölf Knoten Wind (Beaufort 4) etwa 90 Watt pro
Stunde (7,5 Ah) und das kostenlos. Aber
eben nur dann, wenn es weht. Während
des Segelns würde ich ihm wegen seines
durchdringend pfeifenden Geräusches
in unmittelbarer Nähe der Pinne nicht
freien Lauf lassen wollen und aus dem
gleichen Grunde des Nachts. Zudem
liegt sein Preis mit Mast und Beschlägen gut über 2.000 Euro – vergleichbar
mit der kleinsten Brennstoffzelle Modell
Efoy 600. Sie liefert dagegen unabhängig
von äußeren Einflüssen kontinuierlich
eine Leistung von 600 Watt pro Tag (2
Ah pro Stunde), die für mein Boot vollständig ausreichend ist – wenn ich auf
die – durchaus entbehrliche – Kühlbox
verzichten würde.
Nach den Erfahrungen der letzten Saison gibt es für mich nun keine Frage
mehr: Die Brennstoffzelle ist die wirkungsvollste alternative Stromquelle,
zumindest für unsere nördlichen Reviere. Ihre faszinierende Technik (siehe
Kasten) arbeitet nahezu lautlos. Zudem
ist sie vollkommen wartungsfrei und ihr
Betrieb ausgesprochen preisgünstig.
Die Erfahrungen auf meinem Boot mit der Efoy 1600
Länge: 7,90 m, Außenborder
Geräte/Verbrauch Watt pro Stunde
Lot, GPS, 2
Innenbeleuchtung/20
Stunden am Tag
10
5
insgesamt W
20
100
Radio/Stereo/CD-Player mit 2 Boxen/30
Windmesser/1
Tragbare Kühlbox 50
Ankerlicht/10
Heizung (Diesel): 30
5
24
10
9
2
150
24
500
90
60
Verbrauch pro 24 Stunden (unter Segel oder vor Anker) ca. 944 Wh, entspr. 79 Ah. Um
den Tagesbedarf von 944 Watt zu decken, muss die Efoy 1600 etwa 14,6 Stunden arbeiten. Sie verbraucht dabei etwa 0,87 Liter zum Preis von rund 2,36 €.
Für mein Boot würde auch die (um 1.885 € günstigere) Efoy 600 für 2.099 € mit ihrer
Leistung von 600 Wh am Tag den sehr üppig berechneten Energiebedarf sicher abdecken – wenn ich auf den zweifelhaften Luxus der wenig leistungsstarken, unmäßig Strom
fressenden Kühlbox verzichtete. Der Verbrauch würde sich dann nicht ändern, da er nur
von der benötigten Energiemenge abhängig ist. Für weitere Verbraucher bliebe dann
allerdings nur wenig an Ladeenergie übrig, und die Laufzeit wäre entsprechend länger.
Wie effektiv sie wirklich ist, belegen die
Beispiele, in denen die Leistung der Efoy
1600 in verschiedenen Situationen, wie
die Energieversorgung während des Segelns oder Liegezeiten vor Anker, genau
durchgerechnet wurden. Dazu ermittelte
ich den jeweiligen Bedarf an Energie für
die Verbraucher, die heute auf modernen
Serienyachten von der Größe 35 bis 45
Fuß üblich sind. In allen Fällen deckt
die Brennstoffzelle den Bedarf an Energie vollständig ab.
Einige Daten zum Verständnis der
Berechnungen mit der Efoy 1600:
Leistung: 5,4 Ah/Std. entsprechend
65 W
Verbrauch: 0,9 Liter/kWh
Verbrauch pro Stunde: 0,06 Liter
Preis für die Zehnliter-Einheit Methanol: ca. 27 €, ein 5-Liter Kanister
Methanol kostet ca. 18 €
Preis der Efoy 1600: 3.899 €
Maße: 43,5 x 20 x 27,6 cm, 7,3 kg
Leistung in Watt (W) = Spannung
(V) x Strom (A)
Arbeit/Energie = Leistung x Zeit
Sie wird in Wattstunden (Wh) oder
Ampèrestunden (Ah) angegeben.
Dabei handelt es sich um die Energiemenge, die innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls erzeugt oder
verbraucht wird, z.B. pro Stunde,
Tag oder Jahr. 10 Ah/Std. bedeutet:
Eine Energiemenge von 10 Ah wird
in einer Stunde verbraucht (die Efoy
1600 erzeugt 130 Ah/Tag).
Vertrieb und weitere Informationen
über die Efoy Brennstoffzelle:
Bukh Bremen GmbH, Tel. 0421 – 53
507-0, www.bukh-bremen.de
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