In letzter Zeit ist im Schiffbau ein neuer Trend zu beobachten: die Entwicklung umweltfreundlicher und multifunktionaler Yachten. Zunehmend werden Boote mit Hybridmotoren hergestellt, die thermische und elektrische Energie nutzen. Laut den Experten 2yachts stoßen Hybridyachten beim Segeln deutlich weniger Schadstoffe in die Atmosphäre aus, der Komfort für die Passagiere an Bord steigt, und die Reichweite erhöht sich und, ein netter Bonus - die Treibstoffkosten werden um fast das 4-fache reduziert. An einem sonnigen Tag ist es möglich, den Akku bis zu 80% der Kapazität aufzuladen. Wenn die Ladung vollständig aufgebraucht ist, schaltet sich der Generatormotor automatisch ein, um Strom zu erzeugen.
Es gibt vier Betriebsmodi für eine Hybridyacht:
Wenn Sie alle 4 Modi gleichmäßig verwenden, können Sie ohne Sorgen die Kommunikation mit Freunden, der Sonne und dem Meer genießen. Allerdings sind Yachtbesitzer beim Kauf neuer Produkte noch zurückhaltend, da die Reichweite des elektrischen Systems auf zig Kilometer gerechnet wird. Natürlich erzeugen Verbrennungsmotoren einen großen Wärmestrom und ein lautes Dröhnen, wenn sich das Schiff bewegt, aber gleichzeitig übersteigt der Stromverbrauch eines Dieselmotors den Stromverbrauch von Batterien um mehr als das Zehnfache . Bei der Überquerung des Ozeans ist dies wichtig, da das zum Segeln ungünstige Wetter mehrere Tage andauern kann und dann alle Hoffnung auf einen Motor besteht, der helfen kann, Gefahren zu vermeiden. Eine 35-Fuß-Yacht mit einer 10-kW-Lithiumbatterie fährt unter den gleichen Bedingungen nur 24 Seemeilen bei einer Geschwindigkeit von 3,8 Knoten.
Derzeit schreitet die Einführung von Elektromotoren beim Bau kleiner Boote langsamer voran als in der Automobilindustrie, aber es wurden bereits Fortschritte erzielt. Der Markt ist noch recht klein, führend in der Produktion von Elektromotoren ist die deutsche Firma "Torqeedo" (Umsatz über 25 Millionen Euro zum Jahresende). Die Mehrheit der Käufer sind Eigner von Fähren und Kompaktbooten mit einer Vorliebe für Außenbordmotoren, aber das Unternehmen hat auch Eignern von Schiffen mit einer Länge von 20 bis 60 Fuß und einer Verdrängung von zwei . etwas zu bieten bis fünfzig Tonnen.
Segler interessieren sich für Elektromotoren, sind aber nicht bereit, ihnen den Vorzug zu geben. Die Hersteller haben die beste Lösung gefunden und produzieren heute Hybridantriebsstränge, die Strom und Diesel kombinieren.
Ein konventioneller Motor ersetzt in einer solchen Anlage einen Elektromotor durch eine Lithiumbatterie. Sie können es mit natürlichen Faktoren (Wind und Sonne) oder mit Wasserkraft laden (durch Drehen des Propellers während des Segelns wird Energie für Batterien erzeugt). Die Stromversorgung über einen langen Zeitraum erfolgt über einen autonomen DC-Generator (unprätentiös, er findet überall an Bord statt). Dieses System ermöglicht es Yachten, ohne Lärmbelästigung am Ankerplatz oder im Hafen zu manövrieren.
Der finnische Spezialist für Kreuzfahrtyachten Oceanvolt empfiehlt Seglern, die eine Weltreise planen, ein Hybridsystem mit Standby-Generator zu kaufen, das bei Bedarf kontinuierlich Strom erzeugen kann. Er wird jedoch nur als Reserve benötigt, da der während der Segelzeit rotierende Propeller die Batterien hervorragend auflädt.
Ein richtig dimensionierter oder speziell konstruierter Generator ist viel effizienter bei der Umwandlung von Diesel in Strom als ein Motor, der ursprünglich nicht für diesen Zweck entwickelt wurde. Das verbaute Hybridsystem, das an einen bestehenden Dieselmotor angebaut wird, ist zwar auch bei Seglern beliebt.
Immer mehr Schiffbauunternehmen nehmen Antriebskraftwerke in ihre "native" Ausrüstung auf. Die renommierte deutsche Marke Hanse Yachts führt ein elektrisches Basisdesign am Ruder ein, das leise ist (keine Emissionen und Vibrationen) und weniger Platz benötigt als ein Standard-Diesel.
Diese Technologie hat Liebhaber des ruhigen Segelns interessiert, die Spaziergänge auf den Seen machen. In letzter Zeit haben Rennyachtbesitzer jedoch auch auf leichtgewichtige Antriebseinheiten geachtet. Rennsport, der seine eigene Energie erzeugt, ist laut Skipper Boris Hermann ein sehr inspirierendes Konzept.
Elektroinstallationen finden selbstbewusst ihren Weg in den Elitemarkt. Die Modifikation des Katamarans Privilege 5 und des Carbonboots Gunboat 60 wurde dank des leichten Torqeedo-Kits durchgeführt, das Flaggschiff Swan 57 und das Carbon Agile 42 sind parallel mit Oceanvolt-Installationen ausgestattet.
Das britische Unternehmen Spirit Yachts hat für das Flaggschiff Spirit 111 eine Elektroinstallation mit 4 Lithium-Batterien (40 kW) an Bord entwickelt. Das Flaggschiff kann lange Zeit sehr leise arbeiten, als Backup ist es mit einem 100 kW Dieselgenerator ausgestattet. Laut dem Direktor der Firma Nigel Stewart konzentriert sich die Aufmerksamkeit der Hersteller auf die Erhöhung des Komforts des Schiffes, die koordinierte Arbeit zahlreicher Küchen- und Heizungsanlagen, Warmwassersysteme, Hydraulik, Klimaanlagen usw. wird bereitgestellt.
Spirit Yachts gibt zu, dass es Segler nicht als Käufer betrachtet hat, aber innerhalb der nächsten 5 Jahre ist es nicht dagegen, diesen Fehler zu korrigieren. Yachtbesitzer verpflichten sich, dafür zu bezahlen, dass rund um die Uhr genügend Energie bereitgestellt wird, damit auch nachts die Klimaanlage eingeschaltet werden kann oder umgekehrt, um die Kabinen zu heizen. Und dies erfordert eine Systemintegration, die Installation muss sicherstellen, dass Sonnenkollektoren, Hydrogeneratoren, Batterien, Motoren usw. an Bord störungsfrei funktionieren.
Schiffsbauer antizipieren bereits die Popularitätswelle von Hybridyachten in der Zukunft und bereiten sich darauf vor, die Verbraucher mit modernem Design zu überraschen, das auf Einfachheit der Linien basiert, während die technischen Eigenschaften nicht vergessen werden.
Torqeedo wird neue Gleichstromgeneratoren in Serie produzieren, die speziell für Hybrid-Segelschiffe entwickelt wurden. Das niederländische Unternehmen „WhisperPower“ präsentierte einen Prototyp mit einer Leistung von 25 kW. Es wird davon ausgegangen, dass der Generator mit optimaler Drehzahl läuft und gleichzeitig zur Effizienzsteigerung der „weise“ Wandler die Ladespannung von der Batteriespannung trennt.
Wie in der Automobilindustrie hängt ein Durchbruch im Bootsmarkt direkt mit der elektrischen Kapazität von Batterien zusammen. Heute ist das Hauptargument der Skeptiker, dass die Gangreserve nicht mit Diesel zu vergleichen ist. Die Hersteller stimmen dem zu und geben an, dass dieses Problem mindestens zehn Jahre dauern wird, obwohl Labors bereits Batterien testen, die zehnmal produktiver sind als Lithium. Sobald theoretische Entwicklungen in die Praxis umgesetzt werden, endet das Benzinzeitalter. Derzeit ist es laut führenden Unternehmen notwendig, kurzfristige Perspektiven mit langfristigen Visionen zu verbinden.
Gängige Technologien auf Basis von Lithium-Mangan-Kobalt fügen jährlich 5-8 % hinzu. Deep Blue Integrated System von Torqeedo behält 40 kWh Leistung bei, was eine gute Steigerung (33%) ergibt; Besonders angenehm ist, dass Größe, Gewicht und Preis praktisch unverändert geblieben sind.
Die Entwicklung in Richtung Schraube ist im Gange. Die meisten Fahrtenyachten sind mit faltbaren oder konventionellen Propellern für Dieselmotoren ausgestattet. Die Forschung von Torqeedo hat bewiesen, dass Verstellpropeller ein hohes Motordrehmoment liefern.
Oceanvolt hat das Zusammenspiel von Propellern und Elektromotoren am Beispiel des Servo Prop-Systems im Detail untersucht und behauptet, dass dieser Propeller bei fünf Knoten tatsächlich fast 500 Watt an die Batterien liefert und bei sechs Knoten - schon 800 Watt ... Wenn Sie das fortschrittliche System vorne installieren, erhöht sich seine Effizienz um 30%, am Heck um 100% und im Modus "Regeneration" um alle 300%.
Für neue Technologien ist es schwierig, mit etablierten Käufern in Bezug auf die Kosten zu konkurrieren, aber die Hersteller konnten dies überwinden: Der Preis für elektrische Systeme ist heute recht erschwinglich für normale Verbraucher, und wie es Es stellt sich heraus, dass sie am Ende fast wartungsfrei sind ... Im Zuge der Entwicklung der "elektrischen Revolution" auf dem Wasser werden also immer häufiger leise Boote mit Elektroantrieb auftauchen!
Beim Elektromotor zieht die Idee viele Segler an, dass ein kleinerer Motor genauso viel Arbeit leistet wie ein großer Dieselmotor. Wie funktioniert es? Diesel bei der Arbeit auf dem Weg gibt viel Lärm und Wärme ab, wandelt jedoch keine Energie in Traktion um. In der Drehmomentcharakteristik ist der Elektromotor dem Diesel deutlich überlegen. Laut Oceanvolt wird ein 10-kW-Motor einen 30-PS-Dieselmotor leicht in den Schatten stellen. Beim Vergleich der Eigenschaften der Motoren stellte sich heraus, dass der Elektro die Höchstgeschwindigkeit etwas niedriger ausgibt als der Diesel, aber das Boot mit dem Elektromotor hält die Geschwindigkeit selbstbewusst bei Gegenwind und in der unruhigen See, manövriert aktiver in einem kleinen Bereich von Yachthäfen aufgrund des höheren Drehmoments.
Der Verbrennungsmotor zeigt ein gutes Drehmoment bei 1800-2000 U/min, und der Elektromotor - von 0 bis 2000 U/min aufgrund der Verwendung von dünnen Propellern mit einem progressiven Schritt und einem ziemlich hohen Wirkungsgrad .
In der Entwicklungsphase wurden über mehrere Jahre fast zehn Millionen Dollar investiert, aber nach dem Fazit des berühmten Experten Nigel Culler erwies sich die Lichtmaschine als so leistungsstark, dass kein Generator eingeschaltet werden muss Planke. Eine Lichtmaschine ist eine elektrische Anlage, die in der Lage ist, mechanische Energie in elektrische Energie von Wechselstrom umzuwandeln. Das System umfasst Blei-Säure-Batterien (10 kWh), hochzuverlässige Ladegeräte und professionelle Victron-Wechselrichter.
Laut Culler lädt die Lichtmaschine bei laufendem Motor die Batterien; Beim Betrieb im Neutralmodus schaltet es auf den Algorithmus des autonomen Generatormodus um. Die Lichtmaschine beseitigt die Probleme von Kühlkreisläufen durch Gehäuse, Wartung und ist wahrscheinlich deutlich günstiger als der Kauf eines Generators.
Baujahr - 2016. Bald wurde es mit einem SD15 Oceanvolt-Motor mit Lithium-Batterie (14 kWh) umgerüstet, was eine Investition von 30.600 Euro erforderte.
Um die Reichweite zu erweitern, kauften die Besitzer einen Gleichstromgenerator mit einer Leistung von 8 kW/h und Kosten von knapp 14.000 Euro, zusätzlich mussten sie für den Einbau ca. 8.000 . bezahlen Euro. Trotz der beeindruckenden Kosten waren sie zufrieden, denn diese Technologien sind die Zukunft.
Derzeit Yachtbesitzer vermieten die Yacht an eine Charterfirma in der Nähe von Vancouver, wo die Hauptbedingung eine saubere, geräuschlose Bewegung ist, damit der Geruch und das Rumpeln von Dieselmotoren die Freude nicht überschattet der Erholung auf dem Wasser und stört nicht abgeschiedene Parkplätze. Die Eigentümer erklären, dass die Installation des Oceanvolt-Systems dazu beigetragen hat, diese Bedingung zu erfüllen.
Laut dem Manager des Charterunternehmens ist der Yachtvermietungsservice bei Urlaubern gefragt, da er 40% weniger verbraucht Treibstoff pro Segelwoche Dieselmotor. Die Anpassung an das System dauert laut Kunden einige Zeit, und manchmal ist die Fehlersuche keine leichte Aufgabe.
Elektromotoren werden immer beliebter und nehmen zunehmend ihren Platz an Bord ein. Heute statten fast 80% der Segler ihre Boote mit Außenbord-Elektromotoren E-Antrieb und Torqeedo aus.
Moderne Hybridyachten sind eine wirtschaftliche und umweltfreundliche Art, Seen, Flüsse und Meere zu befahren. Sie vereinen die Vorteile der beiden Motorisierungen intelligent und sind durch die Möglichkeit des Umstiegs von Elektro auf Diesel und umgekehrt leicht anpassbar an unterschiedlichste Einsatzszenarien.