Diesel oder Elektroantrieb -- warum nicht beides?
Die Wahl des Antriebssystems auf Yachten fällt meist auf den Diesel- Direktantrieb. Die meisten Yachtbauer wählen eben diese Lösung als Standard. Dabei ist es nicht in allen Fällen die beste aller Möglichkeiten. Der Lärm eines Diesels kann längere Fahrten unter Motor durchaus zur Erfahrung der eher unangenehmen Art machen. Das liegt aber weniger am Diesel an sich, als an der Art des Einbaus. Der Direktantrieb erfordert einen relativ steifen Antriebsstrang mit vielen akustischen Koppelpunkten zum Rumpf, der dann oft wie ein Lautsprecher wirkt. Natürlich werden in modernen Yachten die Motoren in Schwingungsdämpfern gelagert und wer noch dazu eine akustisch entkoppelte Wellenanlage besitzt, kann sich über einen relativ ruhigen Antrieb freuen.
Oder Sie machen es wie dieser Skipper:
Im Allgemeinen ist das aber nicht die Standardausstattung. Und technisch gesehen ist der reine Dieselantrieb auch nicht der Weisheit letzter Schluß:
Der Diesel-Direktantrieb ist bei Hafenmanövern schwerfällig und schlecht regulierbar. Das liegt einmal an der großen trägen Masse des Dieselmotors mit Getriebe und zweitens am in fast allen Fällen eingesetzten Wendegetriebe mit Klauenkupplung, das plötzliche Richtungswechsel gern mit Getriebesalat quittiert.
Auch der Treibstoffverbrauch eines reinen Dieselantriebs ist recht hoch. Um ausreichend Drehmoment für Manöver zur Verfügung zu haben, wird oft ein zu großer Diesel eingebaut, der bei Marschfahrt die Leistung vor allem in hohe Wellen umsetzt, sobald die Rumpfgeschwindigkeit erreicht ist.
Gut, werden Sie als erfahrener Skipper sagen, das ist halt so und ich bin bisher damit klargekommen. Was gäbe es denn als Alternative?
Die Alternative ist ganz eindeutig der Elektroantrieb.
Elektroantriebe sind heute so ausgereift und leistungsfähig, daß damit inzwischen fast alle großen Passagier- und viele Frachtschiffe angetrieben werden. Und auch für Yachten gibt es passende Elektroantriebe.
Elektromotoren benötigen kein Wendegetriebe, sind stufenlos regelbar, überzeugen durch ein im Verhältnis zur Motorleistung gewaltiges Drehmoment auch bei niedriger Drehzahl , arbeiten abgasfrei und fast lautlos. Dazu haben Drehstrommotoren oder kollektorlose DC-Motoren eine von anderen Motoren unerreichte Lebensdauer und Wartungsfreiheit. Drehbare Unterwassermotoren dienen als Aktivruder und ermöglichen präzise Dreh-Manöver auch bei absolutem Stillstand der Yacht!
Soweit spricht eigentlich alles für den Elektromotor. Der Knackpunkt bei Elektroantrieben ist die Reichweite. Bei Betrieb mit (teuren) Batterien muß das Schiff einiges an Zuladung aufnehmen und selbst dann ist die Marschfahrt auf 40-60 Meilen begrenzt. Dieser Umstand hat die Verbreitung des Elektroantriebes bisher behindert.
Ich möchte Ihnen jetzt ein Antriebskonzept vorstellen, das die Vorteile beider Antriebsarten vereint: Den Hybridantrieb
Dabei handelt es sich um einen normalen Elektroantrieb, bei dem aber die Batteriekapazität deutlich verringert werden kann, weil sich an Bord ein zusätzlicher Stromerzeuger befindet.
Die Batterie hat nur noch die Aufgabe, Energie für den Kurzzeitbetrieb (Hafenmanöver) zu speichern und blitzartig zur Verfügung zu stellen. Weiterhin dient die Batterie natürlich zur Versorgung von Lichtern und Bordelektronik. Die Energie bei längerer Marschfahrt wird vom Stromerzeuger geliefert.
Der Vorteil liegt auf der Hand: Bordeigene Stromversorgung macht völlig unabhängig vom Landstrom. Auch bei längeren Fahrten können verschiedenste Stromverbraucher wie z.B. Kühlung ohne Problem betrieben werden. Luxusyachten haben seit langem diese Bordstromerzeuger. Die ausgereifte Technik dieser kompakten Aggregate erlaubt die völlige Kapselung und perfekte Schalldämmung. Einen gut eingebauten Dieselstromerzeuger hören Sie nur, wenn Sie besonders darauf achten. Damit ist der Lärm aus der Yacht verbannt. Auch der Einbauort für das Aggregat ist völlig unabhängig vom Antrieb. Das schafft Möglickkeiten für bequemere Kojen und mehr Platz unter Deck.
Bleibt noch die Frage nach dem Treibstoffverbrauch. Auch hier hat der Hybridantrieb die Nase vorn: Weil Sie nicht mehr Dauerleistung installieren müssen, als für die Erreichung der Rumpfgeschwindigkeit erforderlich, kommen Sie mit einem recht kleinen Aggregat aus. Der Diesel kann immer im optimalen Drehzahlbreich mit bester Energieausnutzung betrieben werden. Energie wird in der Pufferbatterie gespeichert und bei Bedarf steht kurzfristig mehr als die doppelte Leistung des Generators zur Verfügung. Daraus resultiert eine Kraftstoffersparnis bis zu 40% !
Bei Fahrt im ruhigen Wasser erreicht eine Verdrängeryacht schon bei ca. 0,35 kW pro t Verdrängung die Rumpfgeschwindigkeit. Für ein 10-Tonnen-Boot reichen also 3,5 kW! Dabei ist es aber wichtig, daß die Propellerwelle unabhängig vom Motor die für die Rumpfgeschwindigkeit erforderliche Drehzahl erreicht. Das geht nur mit Elektroantrieb.
Bei Seegang, Gegenstrom und Wind von vorne kann der Generator mit maximaler Leistung im optimalen Drehzahlbereich arbeiten und trotzdem kann die Fahrt des Schiffes über die Propellerdrehzahl unabhängig von der Motordrehzahl reduziert werden. Das Zurücknehmen der Geschwindigkeit ist bei einem konventionellen Antrieb nur möglich durch Reduzieren der Motordrehzahl. Damit wird aber auch die Antriebsleistung eingeschränkt. Beim Hybrid- System bleibt die volle Leistung erhalten!
Das Hybrid-System bietet aber noch weitere Vorteile:
Sie können zwei kleinere Stromaggregate einbauen und auch den Antrieb auf mehrere kleinere Motoren verteilen. Dadurch ergibt sich eine unerreichte Ausfallsicherheit und Energiewirtschaftlichkeit. Egal, ob ein oder beide Stromerzeuger laufen, Sie haben bei Bedarf die maximale Antriebsleistung blitzartig zur Verfügung. Der Dieselverbrauch richtet sich nun nach dem echten Durchschnittsverbrauch aller elektrischen Komponenten auf der Yacht. Ein optionales automatisches Energiemanagement startet und stoppt die Generatoren nach Bedarf (je nach Ladezustand der Batterie und dem jeweilig aktuellen Strombedarf).
Nicht zuletzt ermöglicht ein Hybridantrieb die erhebliche Verringerung des Yachtgewichts und damit bessere Segeleigenschaften:
Das Gewicht der kompletten Antriebsanlage kann sogar auf bis weniger als die Hälfte reduziert werden. Diese Einsparung setzt sich so zusammen:
- Ein Stromaggregat mit 30% der Nennleistung eines konventionellen Dieselmotors wiegt nur ca. ein Drittel (und spart entsprechend Platz!).
- Statt langsam laufenden schweren Maschinen können mehrere schneller laufende kleinere und viel leichtere Aggregate parallel eingesetzt werden.
- Durch die Gewichtseinsparung erreicht das Schiff bessere Fahreigenschaften. Dadurch kann die Antriebsleistung weiter reduziert werden.
Für die Planung des Antriebes ergeben sich viele interessante Möglichkeiten, je nach dem, welche Elektromotoren eingesetzt werden:
- Azipod Antrieb. Der Motor wird aussen am Schiff drehbar (90° zu beiden Seiten) unter dem Rumpf angeordnet. Dadurch werden Manövriereigenschaften erreicht, die man bisher nicht für möglich hielt.
- Einziehbare Sonderantriebe im Volkreis bis 360° drehbar mit direkt integriertem Elektromotor besonders für Segelyachten. Dabei kann der Antrieb eine Doppelfunktion ausüben als normales Antriebssystem für den Vortrieb und zusätzlich als frei drehbares Aktivruder.
- Hübner Braun Antrieb (Schub in jeder Richtung beliebig einstellbar in einem Bereich von 360°)
- DE- Saildrive 180° drehbar mit Drehflügelpropeller
- Einbau des E- Motors im Kiel mit Wellenanlage
- Anbau des Motors am Heck drehbar in der Bauweise wie ein Aussenborder.
- Mehrere Motoren. Dadurch können aussergewöhnliche Manövriereigenschaften erreicht werden.
Inzwischen gibt es einige weitere Anbieter für Hybridantriebe. Interessant für kleinere Yachten ist der Elektroaußenborder "Öko-Sachs", der einfach statt eines Benzinermodells an den Heckspiegel geklemmt wird. Leistung 2,5 kW. Das Ding ersetzt also etwa einen 4PS Benziner. Noch besser ist der "Torqueedo", ein E-Außenborder mit dem Schub eines 6PS Benziners und nur 2 kW Leistungsbedarf.Den kann man auch auf kleineren Booten mit einem mobilen Generator (z.B.HONDA 2kW)und einenm 2kW Powerlader kombinieren und hat dann einen echten Hybriden.
Im mittleren Preissegment bewegen sich die inzwischen recht ausgereiften Antriebe der niederländischen Firma Bellmann. Fragen Sie da mal nach, wenn Sie über Umbau oder Ersatz des alten Diesels nachdenken!
Gute aber leider recht teure Hybridantriebe für große Schiffe liefert Fischer-Panda.
Eine andere Firma, die hier unbedingt erwähnt werden sollte, auch wenn die Preise sich derzeit noch im Exklusiv-Segment bewegen,, ist AIR in Hohen Luckow. Diese Firma liefert nicht nur komplette Hybridantriebe, sondern auch besonders geeignete Propeller und als Neuentwicklung nabenlose Propeller mit Elektroantrieb von 10 bis 200 kW. Damit ist für jedes Schiff der passende Antrieb machbar.
Noch ein Hinweis zum Schluß: Die Zulässigkeit von Hybridantrieben in Wasserschutzgebieten (z.B. Bodensee) ist noch nicht ganz geklärt. Dabei ist wohl entscheidend, ob das Kühlsystem der Stromerzeuger eine Gewässerbelastung ausschließt. Mobile Stromerzeuger darf man ja wohl transportieren...Sollten Sie zu diesem Punkt mehr wissen, freuen wir uns auf Ihre Mail!