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Wirtschaftlichkeit von elektrischen Bootsantrieben

Wirtschaftlichkeit von elektrischen Bootsantrieben

Elektrische Bootsantriebe – Wie schnell ist zu schnell?

Zuverlässigkeit, Effizienz und Sicherheit sind für Sie bei der Wahl des Bootsmotors entscheidend – ebenso wie Wirtschaftlichkeit und planbare Kosten. Die Wirtschaftlichkeit Ihres elektrischen Bootsantriebs hängt extrem von Ihrem Fahrverhalten entsprechend von der Größe und Form Ihres Bootes ab.

Grundsätzlich unterscheidet man bei Booten zwischen 2 Rumpfformen, Verdränger und Gleiter. Unter einem Verdränger versteht man im Schiffbau ein Boot, das sich zu jeder Zeit mit dem kompletten Unterwasserschiff im Wasser befindet und dieses verdrängt. Das Gegenteil von Verdrängern sind Gleiter, die sich mit zunehmender Geschwindigkeit aus dem Wasser heben und anfangen, darauf zu gleiten.

Verdrängerboote

 Das Boot Verdrängerfahrt

Ein langsames Wasserfahrzeug fährt in der Regel in Verdrängerfahrt. Dabei wird durch den Rumpf genauso viel Wasser verdrängt, wie es seiner Masse entspricht. Bei steigender Geschwindigkeit steigt der Widerstand durch die eigene Bugwelle.

Dadurch ist diese Art der Fortbewegung nur bis zur sogenannten Rumpfgeschwindigkeit möglich. Die Rumpfgeschwindigkeit eines Verdrängers ist berechenbar und sollte aus wirtschaftlichen Gründen nicht überschritten werden.

Der Halbgleiter

 

Bei der Halbgleiterfahrt stehen Bug- und Heckwelle nicht mehr als geschlossenes Wellensystem in fester Beziehung zueinander. Wenn Sie mit Ihrem Boot gleiten möchten und Ihr Motor zu wenig Leistung bereit stellt, haben Sie ein Problem.

Ihr Boot erzeugt nämlich bei steigender Geschwindigkeit eine größere Welle und diese türmt sich als Hindernis vor dem Bug auf. Ist der Rumpf flach genug, kann nur mit einem kräftigen Motorschub dieser „Berg“ überwunden werden.

Gleiterboote

 Das Boot Gleiterfahrt

Gleiter sind durch ihre Rumpfkonstruktion dazu geeignet, sich mittels eines starken Antriebes gegen den Wasserwiderstand aus dem Wasser zu erheben und auf dem Wasser zu gleiten. Durch den nun viel geringeren Wasserwiderstand werden im Vergleich zur Verdrängerfahrt deutlich höhere Geschwindigkeiten erreicht.

Ob und wann ein Wasserfahrzeug ins Gleiten gerät, ist abhängig von der Rumpfform, der Gewichtsverteilung und der Geschwindigkeit / Motorleistung

Rumpfgeschwindigkeit

Wenn man mit meinem Boot unterwegs ist, hat man immer mal wieder mit Wellen zu kämpfen, die von anderen – nicht unbedingt größeren – Booten verursacht werden. Beobachtet man die Wellen genauer, stellt man fest, dass sie nicht von großen Fahrgastschiffen oder Lastkähnen verursacht werden, sondern von kleineren Booten, die mit unangepasster Geschwindigkeit durch’s Wasser pflügen. Diese Freizeitkapitäne wissen offensichtlich nichts über den Begriff „Rumpfgeschwindigkeit“.

Im allgemeinen bezeichnet man mit Rumpfgeschwindigkeit die größtmögliche Geschwindigkeit, welche noch in Verdrängerfahrt erreicht werden kann. Mit steigender Geschwindigkeit erhöht sich die erzeugte Wellenlänge, gleichzeitig rückt die Heckwelle näher an die Bugwelle heran. Wenn dann Bug- und Heckwelle miteinander verschmelzen, richtet sich das Boot steil auf, der Fahrwiderstand nimmt sehr stark zu.

Verdrängerboote können nicht gleiten und müssen nur so hoch motorisiert werden, wie es für das Erreichen der Rumpfgeschwindigkeit erforderlich ist. Mehr Motorleistung kostet nur unnötig Geld und erzeugt nichts als Wellen und Wärme im Antriebssystem.

Gleitboote

Gleitboote sind durch ihre Rumpfkonstruktion dazu geeignet, sich mittels eines starken Antriebes gegen den Wasserwiderstand aus dem Wasser zu erheben und auf dem Wasser zu gleiten. Es befindet sich also der überwiegende Teil der Fahrzeugmasse oberhalb der Wasserlinie. Da sich der Rumpf aus dem Wasser hebt, reduziert sich der Widerstand durch die Bugwelle. Schließlich beginnt bei weiterer Erhöhung der Geschwindigkeit auch das Heck auf der Welle zu gleiten. Durch den dabei viel geringeren Wasserwiderstand werden im Vergleich zur Verdrängerfahrt deutlich höhere Geschwindigkeiten erreicht.

Der Übergang von der Verdrängerfahrt zur Gleitfahrt ist das Äquivalent auf dem Wasser zum Durchbrechen der Schallmauer in der Luft, bei dem ein Flugzeug seine eigene Schallwelle überholt. Um dies zu erreichen ist sehr viel Motorleistung erforderlich. Wenn ein Gleitboot zu gering motorisiert ist, kommt es nicht ins Gleiten und Verhält sich wie ein Verdränger.

Auch unsere Elektromotoren unterliegen diesen Gesetzmäßigkeiten. Wenn Sie ein viel zu großes Boot mit einem Führerscheinfreien 11 kW RiPower-Motor betreiben möchten werden Sie enttäuscht sein, wenn Ihr Boot nicht gleitet. Für Gleitfahrt benötigt ein Schiffsmodell mindestens ca. 50 -100 Watt Leistung pro Kilogramm Modellgewicht. Der Leistungsbedarf steigt mit zunehmender Geschwindigkeit exponentiell.

RiPower liefert für jede Anwendung den passenden Motor. Hier finden Sie eine Übersicht unserer Modelle:

Elektro-Aussenborder

  0,5 kW bis 11 kWRIPOWER Elektro-Aussenborder 0,5 kW bis 11 kW

Elektro-Aussenborder

  25 kW bis 140 kWRIPOWER Elektro-Aussenborder 25 kW bis 140 kW

Elektro-Innenborder

 25 kW bis 140 kWRIPOWER Elektro-Innenborder

Wie schnell ist zu schnell?

Das größte Problem ist, dass viele unserer Kunden mit dem günstigen Startpaket RiPower 11 kW  ständig Vollgas fahren und fahren wollen, obwohl dies aus unserer Sicht nicht sinnvoll ist. Sie erreichen mit etwa 3 kW Motorleistung bereits die Rumpfgeschwindigkeit. Zum Gleiten reicht oft die Leistung dieses Motors nicht aus.

Wir empfehlen: Fahren Sie mit nur 3 kW wirtschaftlich.  Drehen Sie nicht unnötig auf, fahren Sie nicht längere Strecken mit Vollgas. Der Bug Ihres Bootes steigt dadurch unnötig, die Voraussicht wird eingeschränkt und die vom Boot erzeugten Wellen steigen extrem an. So werden beim Beispiel 11 kW Motor 8kW überhaupt nicht zum Vortrieb genutzt sondern nur zum Anheben des Buges und zur Wellenerzeugung. Hierdurch werden andere Wassersportler belästigt und die Uferbefestigungen zerstört. Zusätzlich verkürzt sich Ihre Fahrzeit / Ihr Fahrspaß auf etwa ¼ und der gesamte Antrieb inklusive Akkus wird extrem beansprucht. Dies geht natürlich auch zu Lasten der Lebensdauer Ihres hochwertigen Elekto-Boots-Motors.

Hier eine Tabelle die das Verhältnis von Geschwindigkeit zu Fahrzeit und Reichweite veranschaulicht:

Unser Test-Boot:
Corsair F27 Trimaran 8,25m lang 5,82m breit

RIPOWER Corsair F27 Trimaran

Unser Test-Motor:
RiPower 11 analog  15PS Verbrennungsmotor
48V 9 kW Nennleistung, 11 kW Spitzenleistung, Getriebeübersetzung 2,07

Unser Test-Akku:
8 x Lithium-Polymer 48V 20 Ah Gesamtkapazität 160 Ah

Die Test-Bedingungen:
Lufttemperatur: 23°C
Wassertemperatur: 22°C
Wind: 0 Beaufort
Seegang: 0 Beaufort
Strömung: 0 kn

Stromaufnahme in A Geschwindigkeit in Knoten Reichweite in SM bei 160 Ah
5 2,2 70
10 3,2 51
15 3,8 40
20 4,1 32
40 5,0 20
60 5,8 15
80 6,0 12
100 6,2 9
150 6,6 7
210 8,0 5

Wirtschaftlicher Bereich

Unwissenschaftlicher Bereich

Unsinniger Bereich

In unserem Beispiel:

Um die Geschwindigkeit unseres Bootes von 4 auf 8 Knoten zu verdoppeln verbrauchen wir 10-mal mehr Energie. Dadurch verkürzt sich die Reichweite von 32 SM auf 5 SM 🙁

Gut beraten

RiPower ist eine der innovativsten Marken für elektrische Bootsantriebe. Spezialisiert auf Boote bis zu 15 Meter, ist RiPower global kompetitiv.

RiPower steht für umweltbewussten, sauberen und leisen Vortrieb. Internationale Marktkenntnisse sorgen dafür, sich abzeichnende Trends und Techniken zu entwickeln und voranzutreiben.

Das RiPower Qualitätsversprechen leistet sowohl im Bereich der Freizeit, als auch für die Berufsschifffahrt einen deutlichen Mehrwert. Überzeugen Sie sich selbst!

Kundenberatung:

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RiPower GmbH

Elektrische Antriebssysteme, Boots, Fahrzeug & Automatisierungstechnik

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04895 Falkenberg/Elster
 
Tel: +49(0)35365 – 170030
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9:00 Uhr – 18:00 Uhr

 

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