Der Wellengenerator

Umfangreiche Informationen zum Thema Wellengeneratoren

Es handelt sich bei den hier angebotenen Wellengeneratoren entweder um neue oder um Original Werks Austausch Lichtmaschinen, die durch diverse Änderungen zu Wellengeneratoren umgebaut worden sind.

Die Ladespannung eines Wellengenerators sollte stets unterhalb der Ladespannung der Lichtmaschine am Motor liegen. Nur dadurch kann gewährleistet werden, dass bei laufendem Motor die Lichtmaschine die Hauptarbeit leistet und der Wellengenerator nur eine geringe Leistung hinzusteuert. Die Hauptaufgabe dieser Wellengeneratoren ist doch schließlich während des Segelns Strom zu erzeugen und nur im Notfall – wenn z.B. die Lichtmaschine vom Motor ausfallen sollte – die Ladung zu übernehmen. Damit die Spannung unterhalb der Spannung der Motor Lichtmaschine liegt wird bei den 12 Volt Wellengeneratoren über einstellbare Regler erreicht, bei der 24 Volt Ausführung über den mitgelieferten Diodenverteiler. Dieser muss auch unbedingt mit eingebaut werden.

Der Ladebeginn der Wellengeneratoren liegt generell weit unterhalb des Ladebeginns von Original Lichtmaschinen. Bei den 3 Ausführungen der hier angebotenen Wellengeneratoren variiert dieser Ladebeginn jedoch und ist deshalb in den jeweiligen technischen Beschreibungen zu finden. Der Nachteil eines frühen Ladebeginns ist generell eine schwächere Endleistung bei hohen Drehzahlen.

Die Wellengeneratoren werden mit einer doppelten Keilriemenscheibe geliefert, sollten aber nur mit einem Keilriemen angetrieben werden. Somit kann je nach Einbausituation wahlweise die äußere oder die innere Scheibe benutzt werden.

Alle Wellengeneratoren sind generell für Rechtslauf (Blick auf die Keilriemenscheibe) ausgelegt. Für den kleinen 12 Volt Wellengenerator ist auch Linkslauf möglich, dafür muss dann allerdings eine andere Lüfterscheibe montiert werden.

Anschlüsse: Batterie Plus (B+), Batterie Minus über Masse (B-) und Ladekontrolle (D+). Bei den 2- poligen (massefreien) Ausführungen ist noch eine Leitung von Anschluss B- nach Batterie Minus zu legen.

Alle Wellengeneratoren können auch 2- polig (massefrei) geliefert werden. Das wäre bei einer kompletten 2- poligen (massefreien) Elektro- Installation (z.B. auf Aluyachten) erforderlich. Der Aufpreis für eine massefreie Ausführung beträgt bei allen Wellengeneratoren € 129,00.

Auch können alle hier angebotenen Wellengeneratoren zusätzlich mit einem manuellen Regler ausgestattet werden, um die Leistung herunter zu regeln. Nähere Beschreibungen über den Sinn und Zweck dieser Regelung finden Sie im Text weiter unten.

Weitere Informationen zu Thema Wellengeneratoren

Auf jeder Segelyacht mit Wellenanlage und Festpropeller ist somit damit auch gleichzeitig eine Turbine vorhanden. Steht das Getriebe auf Neutral dreht die Wellenanlage beim Segeln mit. Was liegt da näher diese Kraft zur Stromerzeugung zu nutzen, indem man damit einen kleinen Generator antreibt?

Allerdings ist unser Propeller für den Antrieb eines Schiffes konstruiert und hierfür optimiert. Dadurch ist seine Wirkung als Turbine naturgemäß eher schwach. Dennoch lässt sich je nach Rumpfform, Bauart der Wellenanlage, Leichtlauf des Getriebes, Wasserdichte, Anströmgeschwindigkeit des Propellers, Wirkungsgrad des Wellengenerators etc. bereits bei Yachten ab ca. 9 m und Propellern ab 14 Zoll ein nennenswerter Ladestrom erzeugen.

Voraussetzung hierfür ist allerdings auch, dass das Getriebe auf Dauer beim Segeln im Leerlauf mitdrehen darf. Eine Rückfrage beim Getriebehersteller wäre deshalb zu empfehlen.

Alle Anlagen, bei denen wir in der Vergangenheit bei der Installation mitwikten, arbeiten sehr gut. Aber auch die Kunden, die unsere Wellengeneratoren selbst eingebaut haben bzw. anderweitig Unterstützung bei der Montage bekamen, berichteten von überzeugenden Ergebnissen. Viele sind bzw. waren damit bereits auf Weltumseglung oder auf Langfahrt unterwegs.

Die Zeiten, in denen Übersetzungsverhältnisse von 5:1, ja sogar bis hin zu 10:1 empfohlen wurden, sind endgültig vorbei. Derart große Keilriemenscheiben am Getriebe oder an der Welle zu platzieren war und ist in vielen Fällen auch einfach nicht möglich, von Reibungsverlusten und einem ungünstigen Umschlingungswinkel einmal ganz abgesehen.

Unsere angebotenen Wellengeneratoren laufen bereits gut mit Keilriemenscheiben auf der Welle ab 170 mm Durchmesser, was in etwa einer Übersetzung von knapp 3:1 entspricht.

Weitere Infos und Hinweise

Die vielen negativen Berichte, die man zu lesen bekommt, rühren einerseits daher, dass normale Auto Lichtmaschinen mit entsprechend schlechtem Wirkungsgrad verwendet wurden. Andererseits aber auch von Seglern die noch niemals einen Wellengenerator besessen haben, aber dennoch schlaue Kommentare abgeben!

Der 12 Volt Wellengenerator auf unserer TRAMP III leistet bei 5,5 kn Fahrt 9 Ampere, bei 6,5 kn Fahrt 13 bis 14 Ampere. Die max. Leistung auf dem Prüfstand beträgt 20 Ampere. Der Ladebeginn liegt bei etwa 3,8 kn.

Diese Leistungen sind jedoch kein Maßstab! Einige Anlagen leisten mehr, andere leider weniger.

Nicht verschweigen wollen wir aber, dass der Preis für diese Art der Stromgewinnung bei leichteren Winden einen nicht unerheblichen Fahrtverlust ausmachen kann! Wohlgemerkt: nur bei leichteren Winden!
Wenn man z. B. bei einer leichten Brise nach allen Regeln der Kunst sämtliche Trimmmöglichkeiten ausgeschöpft hat um damit soeben 5 Knoten Fahrt herauszukitzeln und dann den Wellengenerator aktiviert, kann die Bremswirkung schon bis zu einem Knoten betragen!

Das war auch der Grund, weshalb wir auf unserer TRAMP III schon recht bald eine Schaltung nachgerüstet haben, mit der sich die Leistung des Wellengenerators manuell und stufenlos regeln lässt. Mit dieser Regelung lässt sich der Wirkungsgrad des Wellengenerators bei leichteren Winden – verbunden mit geringerem Fahrtverlust – verbessern!
Ein Beispiel hierfür:
Wenn ein 12 Volt Wellengenerator aufgrund leichter Winde angenommen nur 4 Ampere (rund 50 Watt) leistet, verpulvert er gleichzeitig intern ca. 30 bis 40 Watt für den Aufbau eines Magnetfeldes! Genau diesen internen Erregerstrom können wir mit unserer manuellen Regeleinheit verringern.
Dabei werden z.B. bei 3 Ampere Abgabeleistung nur noch ca. 10 Watt intern „verbraten“. Regeln wir noch weiter herunter auf 2 Ampere Abgabeleistung werden nur noch ca. 5 Watt intern „verbraten“.
Entsprechend weniger Antriebskraft wird der Wellenanlage hierbei abverlangt. Das wiederum hat eine geringere Bremswirkung zur Folge.
Ein Fahrtverlust bei den erwähnten leichten Winden ist dadurch kaum noch feststellbar.
Ist dann bei auffrischenden Winden wieder genügend Antriebskraft vorhanden, kann getrost wieder höher geregelt werden, ebenfalls bei kaum spürbarem Fahrtverlust.
Wir überprüfen recht häufig auch bei mehr Wind, ob sich der Erregerstrom ohne Verlust an Abgabeleistung ein wenig herunter regeln lässt, um die Bremswirkung etwas zu verringern.

Genau so läuft unsere Anlage nun bereits seit 1993.

Aber selbst nur zwei Ampere Ladung sind in 24 Std. immerhin 48 Ah pro Tag, das entspricht so ziemlich unserem Tagesverbrauch bei den Langfahrt Strecken. Dazu kommt auch noch etwas Strom aus den Solarmodulen, so dass bei uns an Bord mit Energie in keiner Weise gespart werden muss. In der Karibik mit vollen Batterien anzukommen, ohne in gut 3 Wochen auf See auch nur 1 Mal den Motor starten zu müssen, ist schon eine feine Sache!

Nicht vergessen:

- 2 Reserve Keilriemen mit auf die Welle zu schieben, das spart das Lösen der Welle bei späterem Keilriemen Riss bzw. Verscheiß. Diese Keilriemen sind selbstverständlich so zu fixieren, dass sie nicht mit der Wellenanlage in Berührung kommen können.
- oder gegebenenfalls bei zu langsamer Fahrt den Rückwärtsgang einzulegen um das Getriebe zu stoppen. Wird nämlich die Getriebedrehzahl zu gering, könnte es bei einigen Getrieben Probleme mit der Schmierung Probleme. (beim Getriebehersteller nachfragen).

Der Propeller sollte mindestes 16 Zoll haben. Es laufen aber auch einige Anlagen mit 14 Zoll Propellern und recht guter Leistung.

Der Propeller auf unserer TRAMP III hat 18 Zoll x 13. Die Wellendrehzahl beim Segeln und arbeitendem Wellengenerator beträgt zwischen 250 bis 300 U/min.

Messungen vor dem Einbau unseres Wellengenerators, also bei unbelasteter und ungebremster Welle, ergaben z.B. 214 U/min bei 3,4 kn Fahrt. Ohne technische Hilfsmittel lassen sich Drehzahlen bis 250 – 260 U/min noch manuell auszählen.

Man muss allerdings bedenken, dass die Drehzahl und das Drehmoment der Welle für die Stromerzeugung beim Segeln – wie bereits weiter oben erwähnt - von diversen Faktoren abhängig ist wie z.B.:

- Bremswirkung des Getriebes
- Rumpfform
- Durchmesser und Steigung des Propellers
- Konstruktion und Leichtlauf der Wellenanlage
- Wasserdichte
- Anströmgeschwindigkeit des Propellers
- Wirkungsgrad des Wellengenerators

Die Montage direkt am Wendegetriebe ist – wenn technisch möglich - am günstigsten, weil dort der Wellengenerator alle Schwingungen des Motors und Getriebes mitmacht. Dadurch bleibt die Keilriemenspannung stets unverändert.

Für die notwendige Herstellung der Keilriemenscheibe direkt am Abtriebsflansch des Getriebes wird nicht selten die Hilfe eines Drehers benötigt.

Bei einer gut laufenden Wellenanlage mit separatem Drucklager und Gelenkwelle kann die Lichtmaschine auch nahe am Drucklager befestigt werden. Die Keilriemenscheibe könnte hierbei z.B. mit Taper-Spannbuchsen auf der Welle fixiert werden.

Früher wurden häufig Keilrippenriemen (Flachkeilriemen, PV Riemen, Rippenbänder) für den Antrieb des Wellengenerators verwendet.

Zunächst lief auch unsere Anlage damit, später haben wir dann aber auf ganz normale Keilriemen umgerüstet, vorzugsweise gezahnte, flankenoffene Langläufer wie z.B. Bosch AVX 10 x 900. Diese altbewährten Keilriemen sind recht unempfindlich, z.B. gegen austretendes Getriebeöl oder bei Fluchtungsfehlern und sind weltweit fast überall erhältlich. Unsere übrigen ausgelieferten Wellengeneratoren laufen damit ebenfalls einwandfrei.

Falls jemand mit dem Gedanken spielt hierfür einen Zahnriemen oder gar eine Kette als Antrieb zu verwenden, dann sollte er diese Idee ganz schnell wieder vergessen – es funktioniert nicht!

Der Wellengenerator, den wir von 1993 bis 2001 an Bord hatten, ist leider seit vielen Jahren nicht mehr lieferbar (siehe Foto).

Offenbar waren die Stückzahlen einfach zu gering, sodass sich die Produktion beim damaligen Hersteller in einer Fabrik nicht mehr rentierte und deshalb eingestellt wurde.

Das Interesse an Wellengeneratoren war und ist bei Langfahrt- und Weltumseglern jedoch immer noch vorhanden.

Deshalb haben wir lange nach geeigneten Bauteilen gesucht und getüftelt, bis wir schließlich gleich gute, robuste, vielleicht sogar noch bessere Wellengeneratoren anbieten konnten. Inzwischen sind bereits 3 verschiedene Versionen lieferbar.

Bei Wellengeneratoren ist weniger eine hohe Leistung, sondern vielmehr der frühe Ladebeginn verbunden mit einem guten Wirkungsgrad, entscheidend. Die Leistung, die eine mitlaufende Propellerwelle beim Segeln abzugeben vermag, ist nun einmal begrenzt und sollte deswegen so effektiv wie möglich genutzt werden.

Die notwendige Ladekontrollleuchte empfehlen wir mit 4 Watt Leistung, vorzugsweise über einen Tastschalter anzuschließen. Die 4 Watt ergeben einen höheren Stromfluss für die Vorerregung als die sonst üblicherweise verwendeten 2 Watt Lampen.

In der Regel erzeugt ein Wellengenerator bei laufender Welle nicht sofort selbsttätig Strom, es fehlt Ihm die Vorerregung. Deshalb muss einmal kurz der Tastschalter für die Ladekontrollleuchte gedrückt werden. Dabei leuchtet die Ladekontrolle kurz auf und erlischt sofort wieder, sobald der Generator zu laden beginnt. Von nun an wird er selbsttätig weiterhin solange Strom liefern, bis die Wellenanlage zum Stillstand kommt bzw. zu langsam dreht.

Übrigens: Ein Amperemeter in die B+ Leitung einzubauen ist sehr nützlich und es macht obendrein auch noch Freude den erzeugten Ladestrom zu beobachten. Weiterhin kann hiermit die weiter oben beschriebene manuelle Regelung effektiver genutzt werden.

Der Vorteil eines Wellengenerators auf langen Strecken vorm Wind (Passat) ist die permanente Leistung, während ein Windgenerator bei diesen Winden nur sehr wenig leistet, zumal er auch noch durch die Rollbewegungen des Bootes laufend aus dem Wind pendelt (Mehrrümpfer einmal ausgenommen).

Der Nachteil ist ganz klar der, dass ein Wellengenerator in einer Bucht vor Anker oder im Hafen logischerweise keine Leistung abgibt.