Segelnetz - Technik
Elektroantrieb für Yachten?
Lange Zeit galt ein Elektromotor als Antrieb für größere Yachten als unpraktikabel.
Das hat sich dank moderner Leistungselektronik grundlegend geändert. Mittlerweile sind in der Motortechnik und auch im Bereich der Steuerungselektronik enorme Fortschritte gemacht worden.
Der elektrische Antrieb bringt so viele Vorteile, dass Werften und Yacht-Konstrukteure, die noch konventionelle Antriebe einbauen, als rückständig gelten müssen. Man kann davon ausgehen, dass die Hybrid-Technik schon bald eine Selbsverständlichkeit sein wird.
Wir stellen hier eine Entwicklung aus Dänemark vor, die den Anfang im Sportbootbereich machte:
Niels Retbøll ist nicht nur erfahrener Skipper, sondern auch ausgebildeter Elektriker. Er war Nationaltrainer der dänischen Segelmannschaft und hatte weitere Posten als Trainer in Singapore, Japan und Thailand. Er hat Erfahrungen mit dem Segeln von Jollen bis hin zu 60-Fuß Yachten. Nach Beendigung seiner Trainerkarriere segelt Niels nun wieder zum Vergnügen. Dabei störte ihn immer schon der Dieselgestank an Bord, die Ölflecken im Hafen und natürlich der ständige Lärm beim Betrieb des Motors.
Als Berater einer Firma, die elektrische Go-Karts herstellt, kam ihm die Idee: Warum sollten nicht auch Yachten elektrisch angetrieben werden?
Zunächst wurden ab 1998 einige Versuchsantriebe gebaut und in die Yachten eines kleinen Kreises von technisch interessierten Skippern
eingebaut. Mit Erfolg.
Anfang 2001 gründete Niels seine eigene Firma.
Lieferbar sind Motoren von 3 bis 8,5 kW, was bei einem Wirkungsgrad von sagenhaften 93% einer Antriebsleistung von 5 bis 15 PS entspricht.
Gesteuert wird der Antrieb über einen elektronischen Schubregler genauso wie ein Dieselantrieb. So muß der Skipper sich nicht an eine andere Bedienung gewöhnen. Ein Unterschied besteht allerdings: Wegen des enormen Drehmoments und der geringen Trägheit des Elektromotors setzt der Schub unmittelbar ein. So wird in Verbindung mit der feinfühligen Drehzahlregelung das Manövrieren in engen Häfen deutlich erleichtert.
Der Motor wird über ein Zahnriemengetriebe (1,5:1 bzw. 2,5:1) an die Schraubenwelle gekoppelt. So kann mit einer großen Schraube bei einer Wellendrehzahl von max. 1200 UPM ein optimaler Wirkungsgrad erzielt werden
Wie weit kann man nun mit einer Batterieladung fahren? Gerade für Fahrtensegler, die auch mal eine längere Flaute durchmachen müssen eine bedeutsame Frage. Sie können die Daten der folgenden Tabelle entnehmen, die für eine 33 Fuß-Yacht bei 4 Knoten ermittelt wurde (Bei nur 3 Knoten Fahrt hält die Batterie die doppelte Strecke durch!) :
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Batteriegröße / Laufstrecke |
Thoosa 3000 (3kW) |
Thoosa 6000 (6kW) |
Thoosa 8500 (8,5kW) |
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5 Seemeilen (1,25 Std.) |
2 x 12V / 50Ah |
4 x 12V / 45Ah |
4 x 12V / 60Ah |
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10 Seemeilen (2,5 Std.) |
2 x 12V / 70Ah |
4 x 12V / 60Ah |
4 x 12V / 100Ah |
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20 Seemeilen (5 Std.) |
2 x 12V / 120Ah |
4 x 12V / 100Ah |
4 x 12V / 180Ah |
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40 Seemeilen (10 Std.) |
2 x 12V / 225Ah |
4 x 12V / 180Ah |
8 x 6V / 160Ah |
Ladezeiten...
Am Landanschluß mit einem entsprechenden Ladegerät (empfohlen wird eine Leistung von ca.15 bis 20% der Batteriekapazität) ist die Bordbatterie in etwa 5 bis 8 Stunden wieder voll geladen. Der Strompreis liegt weit unter dem Preis für entsprechende Dieselmengen. So wird auch die Bordkasse geschont.
Auf See kann die Ladung durch Solarzellen, Windgeneratoren oder, am einfachsten, bei ausreichend Fahrt über das Mitdrehen der Schraube mit dem Antriebsmotor als Generator erfolgen. (Das geht natürlich bei Klappschrauben nicht.)
Eine weitere Möglichkeit zur Vergrößerung der REichweite ist ein Tragbarer Generatorsatz. Honda z.B. liefert da ein tolles 2kW-Aggegat, superleise und sogar mit wärmegedämmtem Abgasschlauch zum Aufstellen im Bootsinneren erhältlich. In Verbindung mit einem 2kW Bordlader gibt das schon fast einen echten Hybridantrieb.
Herstelleradresse:
Asmo Marine
Klerkegade 19, 4
1308 Copenhagen K
Denmark
Tel: (+45) 3393 1660
Der Elektroantrieb ist inzwischen auch preislich eine echte Alternative zum Diesel, zumal auch beim Austausch die alte Wellenanlage beibehalten werden kann. Der gewonnene Platz im Motorraum kann für Batterien genutzt werden.
Gute Batteriewartung vorausgesetzt ist die Ausfallsicherheit des Elektroantriebs deutlich besser als beim Verbrenner. Der Antrieb eignet sich damit ideal für Charteryachten, die hohen Komfort und Zuverlässigkeit verlangen und überwiegend im Küstenbereich auf Kurzstrecken eingesetzt werden. Im Hafen kann immer preiswert Strom getankt werden und der Vercharterer hat weniger Probleme mit den steigenden Auflagen für den Umweltschutz.
Hier kommt auch die neue Batterietechnik zum Einsatz. Auch wenn Bleibatterien noch nicht ganz aus dem Rennen sind, der Übergang zu anderen Technologien ist bereits marktreif: Lithium Mangan Batterien.
Gegenüber Bleibatterien sind Lithium-Mangan Batterien deutlich überlegen:
Sie speichern wesentlich mehr Energie pro Kilogramm Batteriegewicht, können sehr hohe Ströme bereitstellen und büßen dabei kaum Kapazität ein. Und sie haben auch bei starker Beanspruchung eine längere Lebensdauer.
Ein weiterer Vorteil ist, dass sie nicht einfrieren können und deshalb im Winter nicht aus dem Boot ausgebaut werden müssen. Lithium-Mangan Batterien sind zudem gegenüber alle anderen Lithium– basierten Batteriesystemen viel sicherer. Die Brandgefahr ist gebannt.
Inzwischen gibt es 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 im Wirkungsgrad ist der innovative "Torqueedo" mit seinem biegsamen Propeller, der sich automatisch an die Belastung anpasst.
Gute, aber leider nicht billige Hybridantriebe liefert Fischer-Panda.
Eine andere Firma, die hier unbedingt erwähnt werden sollte, 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.
Kleinere und mittlere Boote können auf die Antriebe der holländischen Firma Bellmann zurückgreifen. Die liefert kompakte Unterwasserantriebe und interessante Umrüstsätze für Wellenantriebe. Auch die echte Kombination Diesel-Elektro Hybrid ist lieferbar.
Für den Eigenbau interessant: Der Scheibenläufermotor von Briggs + Stratton (preiswertes Asien-Modell ab 450 €)
Auf der BOOT 2009 stellen immer mehr Firmen Elektro- und Hybrid-Antriebe vor: