BEREKENING  MOTORVERMOGEN EN  ACCUCAPACITEIT

Een indicatie opzoeken met de rekentool
Daarmee kun je aan de hand van de lengte van de waterlijn (let op: dat is dus niet de totale lengte van de boot!) en de waterverplaatsing een indicatie krijgen hoeveel vermogen de motor moet hebben en hoeveel accucapaciteit meegenomen moet worden om een bepaalde tijd te kunnen varen bij een bepaalde snelheid. SEFFF adviseert om met een elektrisch aangedreven boot een kruissnelheid aan te houden die niet hoger is dan 70% van de maximale snelheid van de boot (de rompsnelheid). Dat is een globale benadering.

Gratis advies vragen
Wil je een nauwkeuriger berekening? Vraag dan SEFFF om gratis advies: aan de hand van een simulatieprogramma wordt berekend hoeveel kilowatt vermogen en hoeveel accucapaciteit je nodig zult hebben. Sommige jachtbouwers in Friesland beschikken ook over dit programma en kunnen je dus ook van dienst zijn.

Wat is er nog meer nodig?
Het hart van een elektrische aandrijving is uiteraard de elektromotor en het accupakket. Daar komen aantal essentiële onderdelen bij om de installatie compleet te maken.

Controller
In de eerste plaats een controller tussen het accupakket en de motor. Aangevuld met een “gashandel” waarmee je traploos “gas” kunt geven en waarmee je vooruit of achteruit kunt varen.

Lader
Om de accu’s op te kunnen opladen moet er een geschikte lader mee aan boord, waarmee je de accu’s aansluit op de laadpaal. Dit is nodig omdat een accupakket meestal 24 of 48 V gelijkstroom vraagt, terwijl de laadpalen 230 of 400 V wisselstroom geven.

Battery management system
Lithium-accu’s moeten bovendien voorzien zijn van een “battery-management system” dat de toestand van de afzonderlijke cellen in de gaten houdt en voorkomt dat er oververhitting plaatsvindt.

Controledisplay
Tijdens het varen is het van belang om te weten hoe het met het stroomverbruik zit en wat de restcapaciteit is om de volgende bestemming te halen. Daarom is een controledisplay die minimaal deze informatie aangeeft essentieel. Dat controledisplay kan geïntegreerd worden met een GPS navigatiesysteem, motor- en accukarakteristieken en bijvoorbeeld de inhoud van de drinkwatertank of de temperatuurregeling aan boord. Bedrijven, die elektrische aandrijvingen inbouwen hebben vaak – optimaal op elkaar afgestemd – complete pakketten in hun assortiment.

Motorvermogen bij elektrisch varen in vergelijking met een aandrijving met een verbrandingsmotor.

1. Probleemstelling: Leveranciers van elektrische aandrijvingen stellen dat je met een elektromotor toe kunt met een lager (nominaal) vermogen dan het geval is bij het gebruik van een verbrandingsmotor voor de aandrijving van dezelfde boot. Hoe zit dat?
2. De schroef: Bij een boot wordt het asvermogen van de motor (koppel maal schroefastoerental) door de schroef omgezet in voortstuwend vermogen. Hoe hoger het rendement van de schroef, hoe meer motorvermogen wordt omgezet in voortstuwend vermogen.

Het schroefrendement neemt toe met de diameter van de schroef. Om een grote schroef te kunnen toepassen moet de motor bij een laag schroefastoerental zijn maximum vermogen kunnen leveren.
De keuze van de schroef is daarmee cruciaal in het bereiken van een hoog rendement van de aandrijving.

3. De praktijk: Het maximum schroefastoerental van een buitenboordmotor met verbrandingsmotor is relatief hoog. Typisch 2500 rpm. Omdat het maximale vermogen bij dit type motoren geleverd wordt bij het maximum toerental kunnen alleen schroeven met een kleine diameter en dus een beperkt rendement worden toegepast. Door de bank genomen minder dan 50%.Elektrische buitenboordmotoren hebben een veel lager maximum toerental: ongeveer de helft van dat van een buitenboordmotor met verbrandingsmotor. Daardoor kunnen schroeven met een grotere diameter – en dus met een hoger rendement – worden toegepast. Voor een goed gekozen schroef kan dat schroefrendement oplopen tot boven de 60%.De verklaring van de observatie dat het vermogen van een elektrische buitenboordmotor (in kW) vergelijkbaar is met wel 2 keer het vermogen (in pk) van een verbrandingsmotor ligt in het feit dat bij e-motoren grotere schroeven met een hoger rendement worden toegepast dankzij het lagere toerental.

De claim dat 1 kW vermogen van een e-motor vergelijkbaar is met meer dan 1 kW vermogen van een verbrandingsmotor voor de aandrijving van een boot komt men ook tegen in brochures van elektrische binnenboordmotoren. Deze claim kan alleen worden waargemaakt als wordt vermeld welke schroeven bij de twee types motoren worden toegepast.

4. Een voorbeeld: In de Tabel hieronder is een Torqeedo Cruise 6.0 elektrische buitenboord-motor (met een maximum motorvermogen van 5,4 kW) vergeleken met een Yamaha 9.9 pk benzine buitenboordmotor (met een maximum vermogen van 9,9 pk = 7,3 kW). De specificaties van de Torqeedo Cruise 6.0 zijn ontleend aan een Torqeedo brochure. Voor de Yamaha motor is de SEFFF schroefselectie rekenmodule gebruikt om te bepalen welke schroef bij het door de fabrikant opgegeven maximum toerental (2640 rpm) een door de motor te leveren vermogen aan de as vraagt van 9,9 pk. Dat blijkt een driebladsschroef met een diameter van 23 cm en een spoed van 17 cm te zijn die bij 2640 rpm een asvermogen van
   7,3 kW vraagt. Met de SEFFF rekenmodule wordt berekend dat het voortstuwend vermogen dan 3,5 kW bedraagt, hetzelfde als het gespecificeerde voortstuwend vermogen van de Torqeedo Cruise 6.0. Het in de Tabel gegeven schroefrendement is berekend door het voortstuwend vermogen te delen door het aan de schroefas geleverde vermogen.

Uit deze vergelijking blijkt dat het voortstuwend vermogen van 3,5 kW kan worden geleverd…

1. door de e-motor van 5,4 kW met een maximum toerental van 1130 rpm in combinatie met een schroef met een schroefrendement van 65%, of
2. door de verbrandingsmotor van 7,3 kW met een maximum toerental van 2640 rpm in combinatie met een schroef met een schroefrendement van 49%.
   (7,3 kW = 9,9 pk)

Dit resultaat komt overeen met de vermelding in de Torqeedo brochure dat “de Torqeedo Cruise 6.0 vergelijkbaar is met een 10 pk benzinemotor”.