Bei Wasser und Diesel reicht ein kurzer Blick auf die Anzeige, um zu sehen, wie viel noch in den Tanks ist und wie lange man den Motor laufen lassen oder duschen kann.
Anders verhält es sich bei der Energieversorgung. Auf vielen Yachten kann man nur schätzen, wie lange die Akkus noch halten. In der Regel gibt es nur ein einfaches Voltmeter. Abhängig von der Qualität des Messgeräts und der verwendeten Akkutechnik kann man damit oft nur feststellen, ob die Lichtmaschine oder das Landstromlader arbeitet.
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Ein Amperestundenzähler liefert genaue Informationen über den aktuellen Ladezustand der Bordbatterien. Diese Geräte messen präzise den Strom, der in den Akku ein- oder ausströmt, und summieren die bewegte Ladung. Sie koppeln quasi elektronisch mit. Diese Methode ist deutlich präziser als der Versuch, den Ladezustand anhand der Akkuspannung abzuschätzen, wie es viele Spannungstabellen nahelegen.
Eine gängige Regel für Bleiakkus besagt: Unter 12,0 Volt gilt der Akku als leer, bei 12,7 Volt als voll. Dies trifft jedoch nur zu, wenn der Akku voher mehrere Stunden ruht, also kein Strom zu- oder abfließt. Denn die Spannung bei Bleiakkus wird stärker vom fließenden Strom beeinflusst als vom Ladezustand der Batterie.
Das Verfahren ist im Betrieb für das Bordnetz nicht hilfreich, und noch weniger für Lithiumakkus, da deren Entladekurve nicht so linear wie die von Bleibakkus verläuft. Im relevanten Bereich zwischen 80 und 40 Prozent Ladung bleibt die Spannung dieser Akkus nahezu konstant.
So wird ein Smartshunt nachgerüstet
Der Messwiderstand wird in die Masseleitung des Verbraucherakkus eingeschleift.
Ähnlich verhält es sich mit der Ladungsanzeige von Lithium-Akkus über eine Bluetooth-App. Die Strommessung des Batteriemanagementsystems (BMS) des Akkus ist recht einfach und registriert normalerweise nur Ströme ab einem bis drei Ampere. Kleinere Verbraucher können den Akku also langsam entladen, ohne dass sich die Anzeige in der App verändert. Erst wenn die Spannung unter den Schwellenwert des BMS sinkt, zeigt die Anzeige plötzlich leer an, obwohl zuvor noch etwa 50 Prozent Restkapazität vorgetäuscht wurden.
Deshalb ist es ratsam, einen externen Amperestundenzähler zu verwenden. Diese Geräte, die auch als Batteriecontroller oder Batteriemonitor bekannt sind, gibt es schon länger. Sie bestehen aus einem Messwiderstand, genannt Shunt, und einer Anzeige. Der Shunt sollte möglichst nah am Minuspol des Akkus installiert werden, während die Anzeige normalerweise im Schaltpanel in der Navigationsecke untergebracht wird. Das erfordert nicht nur ein Loch im Innenausbau, sondern auch eine Kabelverbindung zwischen Shunt und Anzeige, was je nach Einbausituation eine mühsame Aufgabe sein kann.
Ein sogenannter Smartshunt macht das Nachrüsten wesentlich einfacher. Der Clou: Die gesamte Elektronik befindet sich im Gehäuse des Messwiderstands. Eine App auf dem Smartphone oder Tablet übernimmt die Anzeige, die je nach Modell über Bluetooth oder Wi-Fi mit dem Shunt verbunden wird.
Der Messwiderstand ist nur wenig größer als seine analogen Vorgänger, und die Verkabelung bleibt auf das Nötigste beschränkt. Ein weiterer Pluspunkt der App-Lösung ist, dass die Einstellungen für den Akkutyp bequem vorgenommen werden können, und meist sind neben den aktuellen Werten auch zeitliche Verlaufstatistiken abrufbar. Einige Smart-Shunts können zudem in das NMEA2000-Netzwerk integriert werden, sodass die Akkudaten auch auf dem Plotter verfügbar sind.
Smartshunt von Victron Energy
Der Smartshunt von Victron zählt zu den kompaktesten Optionen. Er ist nur minimal größer als ein herkömmlicher Messwiderstand und eignet sich für alle gängigen Akkutypen. Je nach Energiebedarf sind Varianten mit Strommessbereichen von 300 bis 2.000 Ampere erhältlich. Zusätzlich zum Verbraucherakku kann die Spannung einer weiteren Batterie überwacht werden. Praktisch dabei: Die erforderlichen Kabel inklusive Sicherungen sind im Lieferumfang enthalten. Für die Installation wird somit nur eine kurze Masseleitung benötigt.
Mit dem optionalen Temperatursensor lässt sich die Temperatur des Verbraucherakkus überwachen; damit entfällt jedoch die zweite Spannungsmessung. Der Anschluss an die Victron Connect App läuft über Bluetooth, wodurch der Shunt nur minimal Strom verbraucht. Victron gibt einen Eigenverbrauch von weniger als einem Milliampere an. Über die VE.Direct Schnittstelle lässt sich der Shunt ins eigene GX Energiemanagementsystem von Victron integrieren. Zudem bietet der Hersteller Digital Yacht einen NMEA2000 Konverter an. Für den Einsatz in feuchter Umgebung gibt es wasserdicht versiegelte Varianten.
- Preis: ca. 130 Euro
- Spannung: 2x, 6,5 bis 70 V
- Strom: 300 bis 2.000 A
- Schnittstellen: Bluetooth, VE.Direct
So kommen die Daten zum Plotter
Unter der Bezeichnung VeKonvert bietet Digital Yacht einen NMEA2000-Konverter für das VE-Bus-System von Victron an. Damit können die Daten des Smart-Shunts auf verschiedenen NMEA2000-Multifunktionsdisplays dargestellt werden. Der VeKonvert kostet rund 210 Euro. Wer keinen Smart-Shunt besitzt, kann das System mit einem fest verdrahteten Konverter und einem wasserdichten Shunt von Digital Yacht erwerben. Dieses Set heißt BM100 und kostet ca. 430 Euro.
Aus dem Schaltschema geht hervor, wie der Shunt angeschlossen wird. In unserem Beispiel überwacht der Shunt den Ladezustand der Verbraucherbatterie und misst zudem die Spannung der Starterbatterie (zweite rote Leitung). Dazu wird er zwischen dem Minuspol des Verbraucherakkus und der bestehenden Masseverkabelung eingefügt. Wichtig ist, dass nach dem Umbau nur noch die Verbindung des Shunts direkt zur Verbraucherbatterie führt.
LXNav Smartshunt
Der Smartshunt des slowenischen Herstellers LXNav ist in vier Varianten erhältlich, die sich durch ihre maximale Strombelastbarkeit unterscheiden: 100, 300, 500 und 1.000 Ampere. Er kann Spannungen und Temperaturen von drei Akkus überwachen und die Daten über NMEA2000 oder per Wi-Fi an Bord-Displays oder mobile Geräte senden. Die Konfiguration und Datenauswertung laufen über einen Webbrowser, sodass keine spezielle App benötigt wird und der Zugriff auf den Shunt auch nach einem Smartphone-Update problemlos bleibt. Einstellungen wie Batterietyp, Kapazität, Ladewirkungsgrad oder Peukert-Exponenten können bequem und detailliert über die Website angepasst werden. Neben den üblichen Blei- und Lithium-Typen stehen auch exotischere Akkusysteme wie Zinkoxid oder Nickel-Metallhydrid zur Auswahl.
Für die Analyse sind sowohl aktuelle Messwerte als auch historische Daten, Alarme und Spitzenwerte verfügbar. Diese liefern deutlich mehr Informationen als der standardisierte NMEA2000-Datensatz, der Messwerte wie Ladezustand, Spannung und Strom überträgt. Zusätzlich können Spannungs- und Ladungsalarme an NMEA2000-Geräte gesendet werden.
Der Shunt benötigt mit bis zu 65 Milliampere wesentlich mehr Strom als der Victron-Smartshunt. Dieser Wert gilt jedoch nur bei Verwendung von Wi-Fi und NMEA2000-Bus. Ist der Bus nicht aktiv, wechselt das Gerät laut Hersteller in einen Energiesparmodus und verbraucht 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
Smartshunt KL-F von Junctek
Die Produkte des chinesischen Messgeräteherstellers Junctek sind ausschließlich auf asiatischen Online-Plattformen erhältlich, punkten jedoch mit einem hervorragenden Preis-Leistungs-Verhältnis. Neben traditionellen Amperestundenzählern mit eigener Anzeige bieten sie 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 verbunden ist. Ein Temperatursensor und ein Relais lassen sich ebenfalls anschließen. Der Akkutyp wird über eine Bluetooth-App konfiguriert und auch die Datendarstellung erfolgt darüber. Die Software ist zwar einfacher als die von LXNav oder Victron, liefert jedoch grundlegende Informationen zu Spannung, Strom und Ladezustand sowie zur verbleibenden Laufzeit. Darüber hinaus werden Strom- und Spannungsverläufe als Kurven dargestellt und aufgezeichnet, und die App ermöglicht den Export der aufgezeichneten Daten.
Ein Highlight ist der programmierbare Ausgang, der das Steuern eines Relais ermöglicht. So kann man eine Ladequelle oder einen Verbraucher abhängig von der Akkuspannung oder Batterietemperatur ein- oder ausschalten.
Der Hersteller gibt den Energieverbrauch der Blackbox mit 0,4 Watt an, was bei 12 Volt etwa 30 Milliampere bedeutet und relativ hoch ist. Es gibt keine Hinweise auf einen energiesparenden Standby-Modus. Wer eine fest installierte Anzeige bevorzugt, kann die KG-Serie von Junctek wählen. Diese bietet die gleiche Bluetooth-Funktionalität und zusätzlich ein kabelgebundenes Farbdisplay.
- Preis: ab 35 Euro
- Spannungsmessung: 10 bis 80 V
- Messbereiche: 100 bis 600 A
- Schnittstellen: Bluetooth
Veratron Linkup funktioniert nur für NMEA2000
Der Linkup von Veratron ist streng genommen kein echter Smartshunt. Obwohl das Gerät per App und NFC-Verbindung konfiguriert werden kann, sendet es die Messwerte an das NMEA2000-Netzwerk. Dafür ist ein kompatibler Plotter oder ein anderes Multifunktionsdisplay erforderlich. Das Verkabeln eines Amperestundenzählers könnte jedoch kaum einfacher sein. Der Messwiderstand ist in eine Batteriepolklemme integriert, die einfach auf den Akku gesetzt wird, um die vorhandenen Kabel anzuschließen. Die Messleitung zum Pluspol ist ebenfalls bereits vorhanden und mit einer Sicherung ausgestattet.
Einziger Nachteil: Der maximale Messbereich liegt bei nur 200 Ampere. Ein leistungsstarker Inverter oder eine Ankerwinsch können den Shunt schnell an seine Grenze bringen. Zudem unterstützt die aktuelle Firmware nur Bleiakkus. Wer mehrere Akkus überwachen möchte, kann bis zu vier Linkup-Shunts in einem Netzwerk nutzen. Dank des luftdichten Gehäuses eignet sich der Shunt auch für die Installation in Benzinmotorräumen.
- Preis: ca. 245 Euro
- Spannungsmessung: 12 oder 24 V
- Messbereich: 200 A
- Schnittstellen: NFC, NMEA2000
Hauke Schmidt
Redakteur Test & Technik
