Gerade unter Seglern ist der Energieverbrauch in wichtiges Thema, das oft über die Wahl des Systems entscheidet. Entsprechend möchten wir hier etwas detaillierter auf dieses Thema eingehen.
Der Energieverbrauch eines Watermaker wird nahezu vollständig von der Hochdruckpumpe verursacht. Die nötige Leistung steht in einem festen, weitgehend linearem Zusammenhang zum Volumenstrom und dem entsprechenden Druck. Hier können sich Systeme lediglich durch kleine Unterschiede im Wirkungsgrad von Motor und Pumpe unterscheiden.
Für die Effizienz konventioneller Systeme sind zwei Größen interessant – Das Fördervolumen der Pumpe und die Oberfläche der Membrane.
Das Verhältnis zwischen dem Volumenstrom an Meerwasser und der erzeugten Frischwassermenge ist nicht linear. Mehr Meerwasser durch das System zu Pumpen erhöht zwar die Frischwassermenge, jedoch in einem geringerem Maß. Ergo sinkt die Energieeffizienz bezogen auf die erzeugte Menge Frischwasser mit steigendem Volumenstrom an Meerwasser.
Entscheidend für die Energieeffizienz ist also das Verhältnis aus Volumenstrom zu Membranoberfläche. Dieses Verhältnis bestimmt den Anteil an Frischwasser, den man aus der gepumpten Seewassermenge gewinnt.
Je mehr Wasser man dem Seewasser bereits entzogen hat desto salziger wird dieses Konzentrat. Aus diesem Grund wird eine zusätzliche Membran immer deutlich weniger weniger Wasser liefern als die vorherigen. Es gibt also eine Grenze ab der eine zusätzliche Membran an einem bestehenden System keinen großen Mehrwert mehr liefert, aber die Produktwasserqualität mindert.
Ein weiterer Aspekt vor allem für kleine Anlagen ist, dass die Membran ein Mindestmaß an Volumenstrom benötigt um das zurückgehaltene Salz auszuspülen. Dieses Mindestmaß ist bestimmt von Durchmesser der Membran und den Betriebsbedingungen des Systems. Ist die Menge an Meerwasser zu gering leidet die Lebensdauer der Membran.
Beim konventionellen Watermaker wird der Betriebsdruck an einem Druckregelventil eingestellt an dem ein großer Teil der Energie verloren geht.
Außer der oben beschriebenen Möglichkeit weniger Wasser zu Pumpen, oder die Membranoberfläche zu erhöhen bleibt nur die Energierückgewinnung.
Bei Watermakern für Yachten hat sich das sogenannte Energietransferprinzip durchgesetzt um dies zu erreichen. Hierbei wird Energie vom nicht mehr benötigten Abwasser zur Druckerhöhung auf der Zulaufseite genutzt.
Anstatt einer konventionellen Hochdruckpumpe kommt hier eine sogenannte Clark Pumpe zum Einsatz. Bei diesem ehemals patentierten Pumpendesign wird der Druck der Abwasserseite direkt zur Druckerhöhung auf der Zulaufseite genutzt. Dies erfordert ein eigens auf das jeweilige Produkt abgestimmten Pumpenkörper, der verschiedene Kolben und Ventile beinhaltet.
Wieviel Energie zur Verfügung steht entscheidet neben der Effizienz des Watermaker über die produzierbare Menge an Wasser. Grundsätzlich kann gesagt werden, dass ein Watermaker mit Energierückgewinnung in der Größenordnung 4-4,5 Wh/ Liter an Energie bezogen auf die Menge erzeugtem Wasser verbraucht. Bei einem konventionellen Watermaker liegt dieser Verbrauch in der Größenordnung von 6,5 – 12 Wh / Liter abhängig von der Konfiguration (Membrane) und Wassertemperaturen – wir gehen im Folgenden von 8 Wh/l aus.
Nicht berücksichtigt bei der Effizienz ist die Menge an Frischwasser, die nach Beendigung des Betriebs wieder zur Spülung der Anlage genutzt wird. Wird der Watermaker nicht täglich genutzt, aber dafür mehr Wasser mit jedem Lauf produziert fällt diese immer weniger ins Gewicht.
Betrachten wir zwei Beispiele auf:
Zum Vergleich: Das Kühlfach an Bord einer üblichen 40 ft Yacht verbraucht typischerweise ca 50-60 Ah pro Tag bei 12V.
Energie sparen lässt sich am effektivsten über den Wasserverbrauch. Den Bedarf einer sparsamen Crew kann man selbst ohne Energierückgewinnung mit einem zu vernachlässigendem Stromverbrauch decken. Eine Energierückgewinnung bringt einen nicht zu vernachlässigenden Effekt, aber auch mit einem konventionellen Watermaker kann ein komfortabler Wasserbedarf problemlos von den meisten Booten gedeckt werden und übersteigt kaum den Bedarf eines Kühlfachs.
Wenn Sie verschiedene konventionelle Systeme in Bezug auf angegebene Frischwassermenge und Energieverbrauch vergleichen bedenken Sie, dass ohne Energierückgewinnung nicht gezaubert werden kann. Unsere Systeme sind so ausgelegt, dass trotz Blick auf die Energieeffizienz ein sorgenfreier Betrieb über lange Zeit nicht zu kurz kommt.
Wer einen minimalen Energieverbrauch höher gewichtet also die Robustheit eines konventionellen Systems ist mit einem System mit Energierückgewinnung am besten beraten.
Erfahren Sie mehr über die Vor- und Nachteile der beiden Bauarten!
