Onderwerp: Elektrisch varen

Ook in Nederland vaart er een hybride sleepboot rond.
www.kotug.nl/uploads/2012/04/rt-adriaan-e-kotug.pdf

Volledig geëlektrificeerd varen

Dat is een mooie droom voor de één maar een nachtmerrie voor de ander. De twee typen zeilers zijn van te voren wel te 'determineren'...
Bent u iemand die 'even snel naar buiten wil om te zeilen...' dan is elektrisch varen voor u waarschijnlijk een nachtmerrie.
Bent u iemand zonder haast die 'zoveel mogelijk van de stilte wil genieten...' dan is het goed mogelijk dat u elektrisch varen fantastisch vindt.
Houdt u van 'the mighty roar of the engine'... Dan wordt het niets met elektrisch varen.
Krijgt u hoofdpijn van de geur van smeerolie en brandbare koolwaterstoffen... Dan bent u een kandidaat voor elektrisch varen.
Bent u het 'strovuur' type (kort van duur, heet en heftig), dan zult u van elektrisch varen niet opgewonden raken.
Bent u meer het 'veenbrand' type (langzaam, smeulend en moeilijk te blussen), dan zou het kunnen zijn dat u 'valt' voor elektrisch varen.
Bent u een vermogens manager: (u denkt in kilowatts en pk's) dan bent u waarschijnlijk een aanhanger van de inwendige verbrandingsmotor.
Bent u een energie manager: (u denkt in Joules en liters brandstof) dan bent u waarschijnlijk wel te porren voor een elektromotor.
Goed beschouwd gaat het eigenlijk nooit om 'hoe duur is het', al wordt het argument 'dat is me te duur' wel veel gebruikt. Als de prijs een rol speelt, moet je gaan varen in een roeiboot of een kano. Die zijn in aanschaf en in gebruik goedkoper dan een zeilboot of een motorboot en je kunt er mee varen.
De energiedichtheid van de huidige accubatterijen is nog niet zo groot dat 24uur varen op 1 acculading mogelijk is. Het kan wel, maar dan is uw boot 'een varende accubatterij' geworden en is er voor bemanning geen plaats meer. De energiedichtheid van accubatterijen wordt wel steeds groter, het moment dat er naast de accubatterij ook nog bemanning bij kan, is in aantocht. De titel geeft de 'waan' aan, de werkelijkheid is voorlopig 'hybride'.

Even mijn situatie inventariseren...

De wens is om de buitenboordmotor Yamaha C5 5pk 2-takt (3,728kW) van mijn Eurokruiser MK3 te vervangen door een voldoende krachtige, stille, handzame, milieu vriendelijke, goedkoop in verbruik zijnde aandrijving.
Het motorvermogen van de huidige aandrijving is voldoende om aan de behoefte te voldoen, zei het 'maar net'. Hij haalt het tegen de snelstromende IJssel, al duurt het wel lang.
Het in en uit de haven varen is probleemloos, ook bij harde wind (bft 6). Het is niet nodig om de motor op vol vermogen te laten draaien, stationair of iets meer is meestal voldoende en bij harde wind komt er dan een tikje bij. De havenmeester is ook meestal niet te spreken als je op vol vermogen door de haven vaart.
Voor manoeuvreren (hard vooruit, hard achteruit) is het motorvermogen van 5pk voldoende.
Stroomopwaarts varen op een snelstromende rivier (IJssel, Waal en Rijn stroomsnelheid >5km/h) op half vermogen gaat wel, maar schiet niet op, 'krib varen' brengt behoorlijk verbetering, maar als er geen kribben zijn...
Meer vermogen zal de snelheid niet echt vergroten, omdat de 'hull speed' (geschat op 10km/h) dan wordt bereikt en de romp niet echt kan planeren (rondspant, breedte 2,35m : lengte 7,35 = 10 : 32). Een aandrijving zou het 'halen' van deze hull speed wel mogelijk moeten maken en de verwachting is dat bij 6pk (4,4742kW) motorvermogen dit ook gebeurt.
Het geluidsniveau van de huidige motor op half vermogen is zo hoog (niet met een dB meter gemeten), dat de 6 meter vanaf de voorplecht tot achter in de kuip alleen schreeuwend kunnen worden overbrugd en dan nog is de communicatie niet altijd duidelijk. Bij vol vermogen is de geluidsdruk nog hoger en is conversatie in de kuip moeizaam.
Het verbruik van de motor op half vermogen ligt om en nabij de 1,25l/h. Dit is niet overdreven veel, de motor is zuinig te noemen. Het verbruik met de motor in 'stand by' (is op de Waal verplicht en op andere rivieren verstandig) is ongeveer 1l/h en voor deze functie heel duur. Op vol vermogen verbruikt de motor > 2,5l/h, dat is niet bijzonder duur, maar wel lastig omdat het tankje (2,5l) op de motor dan binnen het uur weer moet worden gevuld.
Het bijzetten van de zeilen op de riviertrajecten levert een gigantische besparing van brandstof op. Verbruikte ik ooit van Giesbeek naar het Pannerdensch Kanaal in 3½ uur 6 liter (zonder zeilen, tegen de IJsselstroom in, Z-W 3bft). Met fok en grootzeil bij Z-W 4bft, bleef het verbruik onder de 2 liter (motor continu aan, stationair) en deed ik 2½ uur over hetzelfde traject.
2-takt en milieuvriendelijkheid is in alle gevallen (ook bij de modernste 2-takt techniek) een contradictie.

De mogelijkheden

Inboard diesel
Ik wil niet meer gaten onder de waterlijn maken dan dat er nu al zijn, een 'inboard diesel' in een geluidsisolerende kast en een sail drive of een schroefas met schroef valt daarmee af. (Ja, ik heb een bloedhekel aan gaten onder de waterlijn, ze verzwakken de intrinsieke sterkte van de romp en stellen je op de meest ongelegen momenten voor problemen.)
Dieselmotoren hebben een beter rendement dan benzinemotoren (tot 30%), maar ze zijn iets lawaaiiger en vragen een goede geluidsisolatie om 'stil' te zijn. Milieuvriendelijk zijn ze maar iets meer dan een benzine motor, voornamelijk door hun verbeterde rendement.

Outboard benzine
Een nieuwe, stille 4-takt langstaart buitenboordmotor van 8pk (5,965kW) met een losse inboard tank en een draadloze afstandsbediening kopen. Er zijn inmiddels buitenboordmotoren die bijna onhoorbaar zijn en waarbij het watergeruis van het zog het geluid van de motor overstemt. Het 4-takt proces is zuiniger, milieuvriendelijker en iets stiller dan 2-takt en dit is een reële mogelijkheid. Helaas zijn er nog heel weinig diesel buitenboord motoren. Het laden en opslaan van energie in een tank vormen de grote voordelen van een benzine of diesel aandrijving. Er zijn twee eigenschappen van deze aandrijving die geen verbetering vormen:
1. De motor op 'stand by' blijft verbruiken en daarmee het milieu vervuilen.
2. Het rendement van benzinemotoren is nog niet hoger dan 26% en voor hun diensten stoten ze CO₂, CO, roet en zure stikstofoxiden uit. Hoewel minder milieuvervuilend dan een 2-takt, zijn ze wel milieuvervuilend.
De Chinese diesel-buitenboordmotor van 10pk die ik ooit zag, was een rokend, lawaaiig en onesthetisch geval en zou ik alleen aanschaffen als ik er een mengsel van oud frituurvet, vet uit gebruikte kammen, uitgedrukte vetpuisten (Kentucky fried movie) en rode landbouw diesel in kan stoken.

Inboard elektrisch
Mijn inboard bezwaren (gaten onder de waterlijn) wegen te zwaar om deze optie te kiezen. Voor wie deze bezwaren niet heeft...
Deze aandrijving is stil, klein, sterk, met een hoog rendement (92% of 82% als laad en ontlaad rendement van de accu wordt meegeteld) en dus heel milieuvriendelijk en goedkoop in gebruik. Bezwaren worden verder genoemd bij 'Outboard elektrisch'.

Outboard elektrisch
Een elektrische langstaart buitenboordmotor van 6kW (8,046pk) heeft wel potentie, maar vraagt een duur, zwaar en omvangrijk accupakket. Wilt u 8 uur op vol vermogen kunnen varen, dan heeft u een accupakket van 48kWh nodig (en dan houd ik geen rekening met het feit dat een lood/zwavelzuur accu meestal niet meer dan 50% ontladen mag worden). Dat is bij 48V: 1000Ah. en gaat tenminste 10 uur laden kosten met 100A voor 8 uur varen. Het gewicht van een dergelijke accubatterij komt in de buurt van de totale waterverplaatsing van een 23-voeter. Dan heeft u wel lekker ballast aan boord, maar u kunt er zelf niet meer bij.
De bediening kan wel veel ergonomischer zijn, de besturing van de motor vindt plaats via dunne kabels en kan desnoods op de helmstok worden geplaatst, zodat besturing van de boot en de aandrijving zijn geïntegreerd.
Het rendement van een accu en een elektromotor ligt ongeveer bij 70-80%. Van elke kilowatt die je oplaadt stop je minstens 700W in je schroef. Dit is zeer gunstig voor milieu en levert zeer gunstige verbruikscijfers. Bij een dieselmotor moet je voor 2kW aan diesel verbranden om 700W aan de schroef af te geven. Twee kilowatt aan dieselbrandstof is veel duurder dan één kilowatt aan elektriciteit uit het net. Maarrr, het laden van een accubatterij is een langdurige aangelegenheid en duurt meestal een uur of vijf.
Als de motor op 'stand by' staat, verbruikt deze helemaal niets, sterker nog, er zijn motoren waarvan de schroef door het passerende water zelfs elektriciteit kan opwekken, maar dat is niet veel. De milieuvriendelijkheid van de elektrische aandrijving is onovertroffen en kan nog beter zijn als de benodigde elektriciteit 'groen' wordt opgewekt.
Het wiel effect en het effect van de laterale aandrijving blijven wel bestaan.

Concluderend
Diesel: Duur in 'stand by', niet milieuvriendelijk door laag rendement, niet erg stil, tenzij met het nemen van omvangrijke maatregelen. Makkelijk te verkrijgen brandstof, compacte voorraad voor energie, die snel kan worden gevuld.
Elektrisch: Geen verbruik in 'stand by', milieuvriendelijk door hoog rendement, bijna geluidloos. Redelijk makkelijk te verkrijgen brandstof, maar een lompe, grote, zware onhandige voorraad voor energie, die niet snel kan worden gevuld.
De keuze voor een elektrische aandrijving ten opzichte van een 4-takt benzine aandrijving zal worden bepaald door twee gegevens:
1. Is er ruimte en 'floatation' op mijn boot om een omvangrijke accubatterij te plaatsen om aan mijn wensen ten aanzien van aandrijving te voldoen.
2. Hoeveel heb ik er voor over om stil en zonder stank te varen.
Heeft u omvangrijke en zware eisen ten aanzien van aandrijving (lange tochten op de motor, veel tegenwind en vooral 'tegenstroom'), Kies dan voor 4-takt benzine of voor diesel.
Gebruikt u de aandrijving om af en toe door de wind te gaan en de haven in en uit te varen (en heeft u eigenlijk niet meer dan een 2pk motor nodig) dan is elektrische aandrijving passend.
Ik heb 'duur, geld of investering' niet genoemd. Het is altijd goedkoper om met de oude meuk door te varen en te wachten tot alles instort en naar de kelder gaat. Dan blijft u zich ook door ergeren aan verbruik, herrie, stank, storingen, olievlekken en reparaties van materiaal dat geen waarde heeft (uitgezonderd de 'keep them floating' enthousiasten). Ik laat daarom het financiële aspect buiten beschouwing, maar wil het zeker niet bagatelliseren!
Inmiddels heb ik een gebruikte 4kW Torqeedo elektrische bbm aan kunnen schaffen. Deze komt voor wat betreft het vermogen overeen met de 5pk Yamaha. Door de verbeterde afstemming van het koppel van een elektromotor op het gevraagde koppel van de schroef, wordt aangegeven dat de opgewekte stuwkracht van deze motor equivalent is aan de stuwkracht van een 9,5pk verbrandingsmotor. De maximale overdracht van koppel naar stuwkracht (de kleinste 'slip' van de schroef) vindt plaats bij een relatieve romp-snelheid van 12km/hr. Ik kan er van uit gaan dat ik de maximale romp-snelheid van 10km/hr zal halen met deze bbm. Ik ga voor elektrisch en beperk mijn eisen ten opzichte van aandrijving in de zin van 'lange tochten op de motor bij tegenwind en tegenstroom'.

Lood-zwavelzuur accubatterij

Ik heb voor de aandrijving van mijn boot niet meer dan 2kW (2,7pk) nodig en als ik dat langdurig continu nodig denk te gaan gebruiken, moet ik niet uitvaren. Wil ik een uur lang 2kW gebruiken, dan heb ik 2 x {zodat ik niet meer dan 50% van de berekende capaciteit verbruik} (2000 {2kW} / 48 {V}) x 1 {1 uur} = 83Ah aan accu capaciteit nodig. Er loopt dan ongeveer 40 Ampère door de motor.
Dit is wat ik verwacht te gebruiken in normale omstandigheden.
Kortdurend is 4kW (5,4pk) voldoende en kortdurend is dan gedurende 10 minuten. Er is dan 2 x (4000 / 48) x 0,6 {10 min.} = 100Ah aan accu capaciteit nodig om 10 minuten met 4kW te kunnen varen. Er loopt dan ongeveer 80 Ampère door de motor.
Deze situatie zou kunnen voorkomen bij manoeuvreren (hard achteruit slaan om te remmen).
Voor echte noodsituaties wil ik gebruik kunnen maken van de rompsnelheid maar dat is dan om net dat grote vrachtschip of die krib of boomstam te ontwijken in een 'do or die' situatie. Dit zal nooit langer duren dan 5 minuten.
Bij het gebruik van 'deep cycle' accu's kan er nog iets meer gebruik worden gemaakt van de lading in de accu's. Het wordt precair als er na een uur varen met 2kW ineens 4kW gebruikt moet worden voor een uitwijk-manoeuvre van 5 minuten en dat gaat dan ten koste van de accu's.
Een accu batterij van 48V (4 x 12V accu's in serie) met een capaciteit van 100Ah zou voor mijn bescheiden wens in aandrijving voldoende moeten zijn. Wens ik (tijdelijk) meer, dan moet ik weer terug naar mijn 'slagroomklopper op steroïden'.
Het laden van lood-zwavelzuur accu's is het beste met een stroom van 0,1 maal de capaciteit, in dit geval met 10A bij een spanning van 56V. Het volledig opladen duurt dan ook 10 uur. De accu's worden nooit helemaal ontladen en een oplaadtijd van 5 uur is reëel. Een stroom van 0,2 maal de capaciteit mag ook nog, maar dan alleen direct na het ontladen. Er kunnen snelladers worden gebruikt, maar dit gaat meestal ten koste van het hechten van loodoxide op de positieve elektrode van de accu. Zij beperken de levensduur van de accu batterij. Het laden van de accu's met walstroom via een intelligente lader vraagt ongeveer 2A bij 230V en is bij deze beperkte accucapaciteit goed mogelijk.

Het Lithium ion alternatief

Er is nog iets wat mij motiveert; De accu technologie is op dit moment in een stroomversnelling gekomen. De vraag naar kleine lichte accu's met hoge capaciteit is dringend. Voor notebooks, accu boormachines en mobiele telefoons heeft nikkel-cadmium plaats gemaakt voor eerst de nikkel-metaalhydride en daarna voor lithium, die technologie staat niet stil en in de modelvliegtuigjes zijn al elektrische aandrijvingen in gebruik met lithium-fosfor (LiPO) accu's. Deze technologie maakt het nu al mogelijk de accu snel op te laden (met een stroom van de helft van de capaciteit) en het gewicht is zo laag dat deze vliegtuigjes ook nog kunnen vliegen. De opslagcapaciteit van een lood-zwavelzuur accu is ongeveer 0,1MJ per kilo accugewicht. De opslagcapaciteit van een lithium-fosfor accu is ongeveer 0,7MJ per kilo. Voor dezelfde capaciteit weegt een lithium-fosfor accu slechts 1/7 van een lood-zwavelzuur accu. Het volume van deze nieuwe accu's is nog net niet de helft van het volume van lood-zwavelzuur accu's met dezelfde capaciteit.
De ontwikkeling van de Li ion accu's is stormachtig geweest en de wind is nog steeds niet gaan liggen... Was de LiPo (Lithium polymeer) accu bij overladen explosief (Nokia telefoon accu's zijn hierbij betrokken geweest en er is ooit een LiPo accu in een vliegtuig ontploft), bij de LiFePO (Lithium Ferro fosfaat) is dit niet meer het geval (hoewel de accu's nog steeds als brandbaar en explosief worden aangemerkt bij transport, de regelgeving kan de ontwikkeling kennelijk niet bijhouden). De LiPo accu heeft wel de grootste energiedichtheid van alle Li-ion accu varianten.
Door in plaats van het lithium polymeer de accu elektroden te doteren met ijzer (Ferrum) en fosfaat, is de LiFePO cel ontwikkeld, die weliswaar een lagere energiedichtheid heeft dan een LiPo cel, maar wel met 1c geladen kan worden. (1c is een stroomsterkte gelijk aan de stroom zoals in de capaciteit van de accu staat vermeld. Dus 1c bij een accu van 100Ah betekent dat de accu geladen mag worden met 100A. Vergelijk dit eens met een lood/zwavelzuur accu, waarbij meestal met niet meer dan 0,1c geladen mag worden. Dus met 10A bij een 100Ah accu.) Kortdurend mag de LiFePO cel zelfs met 3c worden geladen.
De toevoeging van Yttrium aan de elektroden was een volgende verbetering: de LiYFePO cel kan nu met 3c worden geladen en mag kortdurend 5c hebben. (Dat wil dus zeggen dat een 100Ah cel met 300A mag worden geladen en daardoor in 20 minuten 'vol' zit, of zelfs met 500A worden geladen en dan in 6 minuten 'vol' zit. Deze ontwikkeling maakt dat het laden van een LiFePO accu erg veel op gewoon 'tanken' gaat lijken.)
Laad-ontlaad cyclus: Een lood-zwavelzuur accu (de natte startaccu of semi tractie accu) kan beter niet worden ontladen tot minder dan 50% van de capaciteit. Een glasvezel separator tussen de platen maakt het iets beter en dan is ca 60% van de capaciteit te gebruiken, bij het gebruik van siliconengel als elektrolyt kan tot 70% van de capaciteit worden gebruikt. Dit gaat dan wel ten koste van de maximale ontlaad stroom. Voor startaccu's kunnen daarom beter geen gel accu's worden gebruikt. De startstroom is vaak te hoog voor dit accu type.
Een LiFePO of een LiYFePO accu lijkt op een gel accu en heeft geen vrij 'klotsend' elektrolyt. Van de totale capaciteit kan 80% effectief worden gebruikt zonder de accu te beschadigen. Bij een ontlading tot 90% van de capaciteit treedt meestal geen probleem op, behalve dat de laadspanningscurve erg onregelmatig wordt en een accubatterij met meerdere cellen in serie dan onregelmatig zal worden geladen en dat ten gevolge daarvan een aantal cellen de 'hongerdood' sterven.
De onhebbelijkheid van lood-zwavelzuur gel accu's de ontlaad stroom te beperken, is niet van toepassing op de LiFePO en de LiYFePO cellen. Zij mogen kortdurend met 5c worden ontladen en langdurend met 2c (en soms met 3c voor LiYFePO typen). Een LiFePO cel van 100Ah kan kortdurend 500A leveren. Dit maakt de cel zeer geschikt als startaccu. Een 1kW startmotor op 12V neemt nominaal 75A op en bij het starten kan dit tot 3 keer nominaal oplopen ofwel 225A. Dat doet een LiFePO accu 'met twee vingers in de neus'.
De toevoeging van Yttrium aan de elektrode zorgde er ook nog eens voor dat de spanning van de cel met 0,1V omhoog ging van 3,7 naar 3,8V en de energiedichtheid iets groter werd.

Lood-zwavelzuur versus LiFePO

Er is nog veel in ontwikkeling, maar op dit punt is al te zeggen dat de LiFePO de lood-zwavelzuur accu technisch links en rechts heeft ingehaald.
Bij GK (30-6-2013) kost een 'natte' 12V 108Ah (startaccu) €115. U mag 54Ah effectief gebruiken. U mag met 10A laden.
Een VRLA Gel accu van 12V 90Ah (Geen startaccu!) kost € 199. U mag 55Ah effectief gebruiken. U mag met 9A laden.
Een LiYFePO 12V 60Ah komt voor €384. U mag 50Ah effectief gebruiken. U mag met 180A laden
De LiYFePO accu is ruim 2 keer duurder dan een startaccu en 1,5 keer duurder dan een gel accu, maar heeft geen zelfontlading en kan niet sulfateren en heeft de voordelen van een startaccu (hoge ontlaadstroom) en de voordelen van de gel accu (lange levensduur, diep ontlading zonder schade). Er komen geen brandbare gassen vrij bij het opladen. Van de levensduur van een LiYFePO accu is nog niet veel bekend, daarvoor bestaan ze nog niet lang genoeg. Aangenomen wordt dat door het ontbreken van geheugen effect en sulfatering de accu 4 keer langer meegaat dan een vergelijkbare 'natte' Lood-zwavelzuur accu en 2 keer langer dan een VRLA gel accu. In dat geval is ondanks een hogere investering de LiFePO accubatterij op den duur goedkoper.
Door het hoge effectieve gebruik en de geringere massa weegt een LiYFePO accubatterij ongeveer een kwart van een vergelijkbare lood-zwavelzuur accubatterij.

"Groen" varen

Varen op accu's geladen met walstroom lijkt 'groen', maar is dat niet echt. De energiecentrales stoten CO₂ uit voor elke kilowatt die ze opwekken, met uitzondering van kerncentrales, waterkracht centrales en windenergie centrales. Kerncentrales stoten weliswaar geen CO₂ uit, maar de 'uitstoot' van radioactief afval is op den duur waarschijnlijk net zo erg en zou ik niet onder 'groen' willen laten vallen. Waterkracht en windenergie zijn afgeleide vormen van zonne-energie, de zon verdampt water en dat valt dan weer neer en komt samen in een rivier, de zon verwarmt lucht, dat zet dan uit en stroomt naar een gebied met lagere luchtdruk. Getijde centrales halen hun energie uit het draaien van de aarde en 'remmen' het draaien van de aarde, theoretisch gezien, een heel klein beetje af.
Zeilen is 'groen varen', elektrisch varen is alleen 'groen' indien de energie-opslag in de accu's wordt aangevuld via zonnepanelen of een windmolen. Een 'sleep generator' die tijdens het zeilen op indirecte zonne-energie de accu's oplaadt (en de boot af remt), is ook groen. Overigens, een 'sleep generator' achter een stilliggende boot in een rivier stroom is ook 'groen'. Een 'sleep generator' achter een geankerde boot in een zeegat tussen de Waddeneilanden remt de draaiing van de aarde (een heel petieterig klein beetje) af.
'Groene', zelfstandig opgewekte energie is maar in hele kleine hoeveelheden voorhanden. Fotovoltaïsche zonnepanelen worden beter, maar pas op het moment dat zij de 60% rendement halen wordt het echt interessant. (Is nu 42,4% voor 'triple junction tunneling' panelen, die zijn nog in de laboratorium fase en worden gebruikt op de 'Nuna' in de 'solar challenge' race; en.wikipedia.org/wiki/Solar_cell)
Windmolens hebben een maximaal rendement van 16/27 = 59%(volgens de wet van Betz; zie nl.wikipedia.org/wiki/Wet_van_Betz), maar voor een flinke laadstroom heb je ook een flinke molen nodig. Zij zullen nooit verder komen dan 'zelf-ontlading compenseren' en druppelladen. Dat wil niet zeggen dat zoiets niet nuttig is!
Kortom 'groen' varen is een lifestyle en is niet te combineren met 'haast' en 'ik moet vandaag naar...' en 'the need for speed'. Autarkisch zijn op het gebied van elektrische energie voor aandrijving, is een kwestie van geduld en 'onthaasten'.

Opladen accubatterij met walstroom

Aan wal kun je vier 12V acculaders met een laadstroom van 6A gebruiken (± €56 per stuk), waarbij je dan de accu's los moet koppelen en ze elk aan hun eigen lader kunt aansluiten. De laders hebben een eigen laadregeling en schakelen om naar onderhoudslading als de accu's 'vol' zijn. Bij lood-zwavelzuur accubatterij van 100Ah accucapaciteit moet u 10-20 uur laden om te kunnen varen. Hoe lang en hoever hangt af van het verbruikte vermogen. U kunt niet varen en meteen laden (tenzij met een enorm lang verlengsnoer). Indien je regelmatig wilt laden is het telkens ontkoppelen en aankoppelen van de accu's veel werk en geeft de mogelijkheid tot het maken van fouten. Het is handiger de laders aan te koppelen via speciale 'stopcontacten' of de laders vast op de boot te monteren en een meervoudige tafelcontactdoos te gebruiken om de laders van (walstroom) te voorzien. De uitgangen van de laders zijn waarschijnlijk 'zwevend' (niet via 230V aan elkaar gekoppeld) en kunnen permanent op de accubatterij worden aangesloten. Voor een 'weekend zeiler op de plas' met walstroom in de haven, is dit waarschijnlijk een goede oplossing.
Bij LiYFePO accu's bent u in een uur opgeladen aan de walstroom als de 'zekering' dit kan verwerken.
Als je dan eens van 'de plas' af wilt om de wijde wereld te ontdekken, zit je met een probleem. Het laden duurt lang en je kunt niet laden tijdens het varen. Het gebruikte vermogen is 4 accu's x 14,5V laadspanning x 6A laadstroom = 350W. Met een 230V, 650W tot 850W 2-takt generatortje is dat goed te doen. Je kunt dan ook laden tijdens het varen. Alleen zit je met die pest herrie van dat generatortje. Aan de andere kant, als je het generatortje niet gebruikt voor het laden, kun je het wel gebruiken voor het koffiezetapparaat, het koelkastje en meer van die luxe dingen... Het 350W laadvermogen is niet voldoende om de motor te laten draaien, tenzij in de stand “tergend langzaam vooruit”. Voor manoeuvreren in de haven heb je dan toch nog volle accu's nodig.

Druppelladen vanaf zonnepanelen en/of een windmolen

Er zijn niet veel zonnepanelen voor 48V (eigenlijk 50,4V) en kleine windmolens tot 50W voor deze spanning zijn ook zeldzaam. De 12 tot 22V van een zonnepaneel zal moeten worden geconverteerd naar 56V om vier lood-zwavelzuur accu's van 12V te kunnen laden.
Om 4 12V LiYFePO accu's te laden is 64V nodig. Een eenvoudige spanningsbooster kan hiervoor zorgen en heeft dan een zeer goed rendement van ongeveer 95%. Met een transformator is dit rendement nooit meer dan 90% (meestal 80%).

Een windmolentje van 12V/50W geeft een nog veel ongunstiger vermogenscurve: Het afgegeven vermogen is afhankelijk van de windsnelheid en het vermogen dat de fabrikant opgeeft wordt meestal gehaald bij harde wind. De onbelaste spanning komt makkelijk aan de 100V. Wordt er een hele kleine belasting ingeschakeld, dan stort de spanning in naar de nominale waarde of zelfs lager. De molen wordt dan afgeremd. In hoeverre de molen wordt afgeremd, is weer afhankelijk van de windsnelheid. Bij kortsluiting komt de molen stil te staan. Voor een windmolen moet met veel variabelen rekening worden gehouden.
Indien ik alleen 'groen' wil varen, moet ik het voor elkaar krijgen om met 2 40W zonnepanelen een accubatterij van 50V 100Ah nominaal op te laden. Dit levert in het gunstigste geval 1,8A laadstroom op en van 1A laadstroom kan ik zeker zijn. Bij 10 uur zonlicht is dat 10Ah of 500Wh per dag en zal ik een geheel ontladen accubatterij in 10 dagen weer vol hebben.
Bij een LiYFePO accubatterij heb ik dan de beschikking over 4kWh aan vermogenscapaciteit en dat zou betekenen dat ik met mijn 4kW bbm een uur op vol vermogen kan varen. Dit is voor 'varen op de plas' ruim voldoende. Op het Rhederlaag zal ik per dag hooguit 1kWh opmaken en dan is dat voor 'haven uit en haven in' en 'terugkeer bij windstilte'.
Bij de boven aangegeven zonnepaneel configuratie heb ik de verbruikte energie dezelfde dag nog weer terug en kan ik zaterdag en zondag varen. Van maandag tot en met vrijdag heeft het zonnepaneel dan ruim tijd om de accubatterij 'af te toppen'.
Indien ik verder wil... Dan moet ik verder met de oude Yamaha 5pk of...

Mijn "cheat"

Met een 2t 230V 750W generatortje en een dikke transformator (van 500W) van 230-60V en een gelijkrichter bijspringen. Deze optie kan mijn lege LiYFePO accubatterij in 8 uur helemaal opladen.
Deze optie is alleen goed indien de elektrische bbm als hulpmotor 'af en toe' in actie komt. Het generatortje kan het niet volledig overnemen.
Voor volledig overnemen zou ik de beschikking moeten hebben over een 56Vdc 4kW generator setje en die zijn meestal volumineus en voor die spanning niet gemakkelijk te krijgen. Ze zijn er wel,

maar dan moet je Chinees kennen (of het door Google translate laten vertalen, kun je sowieso wel eens laten doen. Er zijn cabaretiers die minder grappig zijn dan het resultaat van de vertaling!).
Het setje levert 4kw bij 48V en wordt gebruikt als back-up voor lood-zwavelzuur accu's voor de aandrijving van driewielers en kleine autootjes (volgens Google translate). Voor die 1400Yuan heb je het ding dan nog niet in Nederland, maar hoeveel Euri is 1400 Yuan eigenlijk? Één Yuan heb je voor 12,5 Eurocent, 1400Yuan is dan €170. Daar komt dan nog verzending bij, maar zelfs als dat nog eens €170 is, dan is €340 nog steeds niet veel, je koopt er hooguit een tweede hands bbm voor.
Er is alleen de onzekerheid dat je 'genept' zou kunnen worden en ze je een foto van het apparaat toesturen voor €200 en ga dan maar eens reclameren in het Chinees!
Met 10 liter benzine in reserve kun je dan wel de hele dag op vol vermogen varen, je zit alleen met dat lawaaiige 'Chineesje' aan boord. Aan de andere kant, die hoeft alleen maar aan boord te zijn als je 'van de plas af' wilt. Dit is beslist een optie!
Volgende keer post ik meer over de realisatie van dit plan.
Groet, Peper.

Leuk stukje, volg het vol interesse!

Peper,
Dat moet een heel werk zijn geweest om dat allemaal kloppend uit te rekenen, hulde voor je ijver!

Bij mij kwam al snel de gedachte boven drijven van een stille BB motor, met daar op gemonteerd een generator die de accu laad spanning heeft met het vermogen van de elektro motor.
Je kunt dan voldoende energie tanken in de vorm van minerale brandstof.
Die heb je dan in ieder geval bij je.

Raakt je accu leeg op een ongelegen moment, dan start je de BBM en levert daarmee de stroom voor de elektromotor/batterij.
Maar je hebt gelijk OOK een tweede propeller beschikbaar wanneer de nood een keer echt aan de man komt. En je kunt kiezen tussen stroom leveren of voortstuwing door de BBM.

Een generator wikkelen voor de juiste spanning is niet zo moeilijk/duur, kun je zelf doen wanneer je er een beetje van af weet.
Ik heb uiteindelijk ook een paar windmolens opnieuw gewikkeld, welke nu stroom leveren met heel lichte wind. Niet het door de fabrikant opgegeven vermogen helaas.

De prijs van die LiFe batterijen, schat je die niet heel rooskleurig in?
Ik ben in de markt voor een set van die batterijen, maar ik vind alleen héél erg duurdere.
Mijn lood batterijen tonen hun eerste ouderdoms verschijnselen na 7 jaar, dus oriënteer ik me alvast op de vervangers, maar de maat die ik nodig heb heeft een prijs die me heeft doen besluiten de huidige batterijen helemaal op te slijten.

Een heel leerzaam stuk over energie behoefte aan boord!

Inderdaad een leuk stuk.

Wat betreft de generator heb je ook gekeken naar een waterstof generatortje? Eric heeft geloof ik een model voor in campers aan boord.

@Christiaan 676;
Ik heb naar brandstofcellen gekeken (op alcohol, produceren wel CO₂). Ze produceren ongeveer 1000W, genoeg voor bijladen, maar niet genoeg voor compleet motorvermogen. De opslag van waterstof is nog iets te ingewikkeld om een goede vervanging te zijn voor benzine of diesel als brandstof. Ik heb me er niet verder op georiënteerd, het kan dus inmiddels anders zijn geworden!
Een gasmotor heb ik niet overwogen. Propaan en butaan als gas is zwaarder dan lucht en dat vind ik in een boot niet veilig (tenzij in gasbun en zo). Dat zou voor waterstof niet opgaan, het is een overweging.
Bedankt voor de tip!
Groet, Peper.

@Saeftinghe;
De prijzen zijn gebaseerd op die van de 'Tjechische' website en de GK website. Het is best mogelijk dat je elders goedkoper terecht kunt of zelfs duurder uit bent. Het gaat ook meer om de vergelijking dan om de exacte prijs.
Uit onze correspondentie weet ik dat jij veel hogere eisen stelt aan de accu's omdat je ze als zelfstandig energie systeem gebruikt. Ik kan het me veroorloven niet te gaan varen als m'n accu's leeg zijn, jij moet je computer draaiend houden... Ik kan me veroorloven gewoon een dagje verder te stinken en niemand 'onder de neus' te komen, jij moet de normale hygiëne kunnen volhouden. Dat maakt veel uit.
Met 2 motoren van 4kw ga je maar iets sneller. Dit is haast niet de moeite. Uit de vermogens snelheidscurve voor mijn boot (zal ik nog een keer posten) komt naar voren dat ik bij verdubbeling van het maximale vermogen van 4kW naar 8kw van 10km/hr naar 12km/hr ga. Dat is bijna niets, het starten van een extra motor kost zoveel tijd, dat ik dat waarschijnlijk nooit meer inhaal. Als je met 2 motoren in plane kunt gaan, dan wordt het anders! Mijn €Xr heeft de hydrodynamica van een baksteen en zal niet gaan planeren (Ja als ik er een F16 motor opzet!)
Generator wikkelen... Ik heb nog zo'n 'grastrimmer' motortje liggen (36cc 1,5pk), een schijfgenerator met neodymium magneten zou een optie zijn! Hmmm, eens kijken of dat wat kan worden.
Groeten, Peper.

Hoi Peper,

Zeer boeiende kost! Je haalt een aantal heilige huisjes omver door gewoon een aantal berekeningen te laten zien over elektrisch varen. Ik volg het met veel belangstelling.

Een opmerking over de hoeveelheid zonlicht om mee te rekenen: de 10 uur per dag die jij gebruikt lijkt me aan de hoge kant. Volgens mijn informatie mag je in Nederland rekenen gemiddeld vier uur zonlicht per dag, en in de zomermaanden max. 4,5 uur. Let op dat dit gemiddelden zijn: bij mooi weer is dit veel meer, maar op regenachtige dagen veel minder. Mijn ervaring is dat dit heel aardig klopt.

Groet, Bart

@ smooth operator:
Goed, ik houd van ervaringen! Zij zijn betrouwbaarder dan berekeningen.

In mijn berekeningen houd ik er rekening mee dat een zonnepaneel voldoende licht krijgt voor 80% van het opgegeven vermogen. Dus een 80Wp paneel levert niet meer dan 60W.
Daarom ga ik uit van 10 uur lang opbrengst.

Hoe kijk jij naar jouw 4,5 uur? Is dat bij het opgegeven vermogen van het zonnepaneel of bij een deel daarvan? Als jij uitgaat van het maximale vermogen van 'de plaat' en 4,5 uur zou dat wel heel dichtbij kunnen komen bij 80% van het vermogen gedurende 10 uur, zoals ik bereken.

De ervaring is de beste berekening!
Groet, Peper.

Peper,
Ik dacht niet aan meer vermogen om vooruit te gaan met die 2de stille BBM, maar aan een backup.
Voor als je accu leeg is om wat voor reden dan ook en je moet nog even tegen wind en stroom.
Je hebt dan een ´reserve´ aandrijving. stel een 6 Kw bbm met een generator van 3 Kw er op, blijft 3 Kw voor de schroef en 3 Kw voor opladen.
Je draait dan een tijdje op de BBM als voortstuwer en laadt gelijktijdig je accu op. En na een poosje ga je weer verder op elektra.

Ik kan me herinneren dat er vroeger ´opsteek´ motortjes waren. Je had dan één motortje, dat schoof je op de spline van een apparaat. Men had dan een aantal zaken met dezelfde spline bevestiging. Was best handig.

Wat maakt dat je denkt dat ik schoner moet zijn dan jij??
Ik ga minimaal eens per maand onder de douche hoor, nodig of niet.

Die accu die ik kon vinden en die paste, koste ergens rond de € 2200,= voor 150 Ah. Vond ik toch een beetje te veel van ´t goede.
Ik heb niet direct geldgebrek, maar er in zwemmen kan ik ook niet.
Ik schuif het maar even voor me uit, zolang het kan.
De prijs zal wel gaan dalen verwacht ik.
Ik heb graag ruim bemeten spullen dus zou ik 2 of 3 van die accu´s nodig hebben.

de onderzeeboten doen het heel goed op nucleair vermogen, is dat niet wat?

Ja Roozeboos, maar ik vind het niet echt groen!
Het schijnt dat je hele leuke kleine Plutonium reactoren hebt, in diverse kleuren ook...
Saeftinghe, dat is nou het fijne van een forum via het net, je mag net zoveel stinken als je zelf verdraagt, niemand heeft er last van!
Die 'opsteek motortjes' waren van het merk "Moto". De koppelconstructie daarvan was fenomenaal goed en (mogelijk daardoor) erg duur. Het merk is zo'n 25 jaar geleden verdwenen. Ik heb destijds in Zwitserland (toen ik daar werkte van 1992 tot 1994) nog eens naar geïnformeerd bij een dealer van het merk. Deze merkte al op dat het niet meer liep. Een grasmaaiertje met een vaste Briggs and Stratton was net zo duur als een grasmaaier 'opzetstuk' voor een "Moto".
Zolang ik geen extra generatortje van 4kW heb, blijft mijn Yamaha in dienst voor de lange afstand. Daar zit geen lichtspoel op en opladen bij gebruik van de bbm is er dus niet bij. Het schijnt dat je de lichtspoel van een 'Puch maxi' kunt inbouwen, maar dat weet ik niet zeker.
De prijs van een product wordt niet bepaald door de prijs van het materiaal waarvan het is gemaakt (althans niet voor het grootste deel), de prijs van iets wordt bepaald door wat 'de gek ervoor geeft'. Het bouwen van een smartphone kost minder dan 10€, de prijs in de winkel is meer dan €200. Zo ging het met de lood-zwavelzuur accu en zo zal het ook gaan met de LiFePO accu's. Is de vraag groot, dan is de prijs hoog. De prijs van lood-zwavelzuur accu's is aan een daling begonnen, of de LiFePO accu's ook zullen dalen, hangt af van van de vraag naar deze accu's. Die kan wel omlaag gaan indien de vraag naar energie opslag afneemt. Die kan ook gaan stijgen omdat de lood-zwavelzuur accu het veld moet ruimen. Dit zijn de rationele overwegingen. De irrationele overwegingen zijn: 'Vind je ze niet ontzettend goed bij mijn interieur passen? In die kleur jaune.' en 'nou ja, met zo'n zwarte lood-zwavelzuur accu kun je je toch niet meer vertonen, dat is zo vorig jaar...' Door die irrationele overwegingen wordt de prijs nog veel sterker beïnvloed dan door de rationele overwegingen. Daar komt nog bij dat de concurrentiestrijd tussen producten of merken vaak via de irrationele overwegingen loopt (Apple iPhone versus 'ontploffende' Nokia, Samsung Galaxy 'scherm' versus Apple iPhone 'matglas', Windows versus Linux). Niet de vis wordt duur betaald, het 'hip zijn' wordt duur betaald!
Groet, Peper.

Smooth Operator schreef :
Ik reken inderdaad met de nominale stroom die het paneel kan leveren, vermenigvuldigd met de 4 (of 4,5) uur per dag. Let er ook even op dat een zonnepaneel vooral een stroombron is en geen (constante) spanningsbron, de stroom die het paneel volgens de specs van de fabrikant kan leveren is bij een spanning die vaak (veel) hoger is dan 12V. Het piekvermogen dat de fabrikant opgeeft (in Watt) haal je dan ook meestal niet bij 12 volt... Er zijn regelaars die hier rekening meehouden (de naam ben ik even kwijt, een van de forumleden weet daar veel meer van), ik heb daar zelf geen ervaring mee.

Groet, Bart

@Smooth Operator:
Dit zegt de 'Tjechische' website ervan:De spanningsbooster werkt volgens het PWM principe.
Verder met het verhaal... (ik ben helemaal in de 'schrijf' modus)

Wat veranderde er in de tijd tussen het initiële idee en nu

Nogal wat... Het gebruik van lood-zwavelzuur accu's en totaal druppel laden was niet meer te handhaven ten opzichte van de vele voordelen van de LiYFePO accu's en hun prijs/prestatie verhouding. Het zouden dus geen lood-zwavelzuur accu's worden.
Intussen bleek het roer van mijn €Xr lek te zijn en verloor forumlid Dracoplasm een stuk van zijn roer. Hoewel ik niet wist of hij ook last had gehad van een lek roer voordat het afbrak, leek het mij beter het roer te gaan vervangen voordat dit schrikbeeld op mijn bootje werkelijkheid zou gaan worden. Hij construeerde een nieuw roer van essenhout en kopieerde de maten en de vorm van het oude roer.
Voor mij was een exacte kopie van het oude roer geen noodzaak omdat ik geen inboard heb en de ruimte tussen skeg en roer anders kan benutten.

Ik hoefde geen exacte kopie te maken, maar kon met het gegeven roeroppervlak een roer construeren waarvan de eigenschappen iets anders waren en meer aangepast aan wat ik wilde. Dit project verliep in de tijd van denken over elektrische aandrijving en het realiseren van laders met zonnepanelen.
Verder is het mij opgevallen dat een bbm lateraal van het midden van de boot altijd een vector in de sturing van de boot meegeeft. Zou die vector altijd constant zijn, dan is daar nog wel mee te leven, maar deze vector is afhankelijk van de bootsnelheid en de opgewekte stuwdruk door de motor. Noem me autistisch, maar ik kon er maar niet aan gewend raken dat de boot niet precies zo stuurde als ik verwachtte op basis van de roerstand. De mogelijkheid een 'pod' motor in het roer te plaatsen zou dit tegen gaan en de stuwstraal zou dan met het verdraaien van het roer in de juiste richting verlopen.
Er waren hele mooie mogelijkheden hiervoor:

of deze:

Vooral de Torque-jet liet mijn technisch hart sneller kloppen. Een extra voordeel zou zijn dat het wiel-effect bij een dergelijke aandrijving veel minder zou zijn omdat de schoepen van de schroef het water niet zijdelings kunnen wegslaan. Maar er was nog geen ervaring op zout water... en dat wil ik ooit wel gaan bevaren.
De prijs van deze motoren was ook niet misselijk. Ik moest rekening gaan houden met €6000 tot €7000 voor een motor en het 'in het roer' bouwen moest ik zelf gaan uitvinden. Daar ben ik niet bang voor, maar bij €6000 word je dan toch wat terughoudender.
Ineens deed zich een andere mogelijkheid voor: WSV 'De Kreupel' wilde achter haar 'werkboot' geen elektrische aandrijving meer en besloot de Torqeedo 4kW te verkopen en voor een veel geringer bedrag.

Dit was een motor met ervaring, ook op het zoute water, (forumlid Sunday heeft de 2kW versie achter zijn boot en vaart er mee naar de Engelse zuidkust, veel zouter kun je de ervaring niet krijgen). Het was niet helemaal de 6kW die ik me als aandrijving had voorgesteld, maar was iets sterker dan de 5pk Yamaha waar ik nu alles mee deed.
Wilde ik nu de motor met het roer mee laten sturen, dan zou ik een motorstoel aan m'n nieuwe roer moeten maken om deze motor op te nemen. Aangezien het werk aan het roer toch in volle gang was, kon dit worden meegenomen.
De bedoeling was dat zowel de oude Yamaha bbm als de nieuwe Torqeedo bbm aan het roer zouden worden bevestigd. Bij de tests aan het begin van dit seizoen bleken een aantal problemen groter te zijn dan ingeschat. Een benzine bbm trilt erg sterk en dit wordt doorgegeven aan het helmhout en resulteert in erg oncomfortabel 'motor varen', zeker als dit langer duurt zoals bij 'rivier varen' met de motor op stand-by. Verder heeft de €Xr een negatieve spiegelhoek en draait de motor door 'omhoog' bij roer uitslag. Dat maakt het sturen met de motor aan het roer zwaarder. Dit is het gevolg van de afstand tussen roer-as en de bevestiging van de motor. Had ik een ring-motor of een pod-motor in het roer gezet, dan was dit niet opgevallen aangezien het motor gewicht dan precies onder de roer-as was geplaatst.

Iets wat wel volgens de verwachting was: een motor aan het roer stuurt als een scheermes! De draaicirkel van de boot kan niet veel kleiner.
De 'motor aan het roer' gaat als concept even de ijskast in en de elektromotor zal gewoon op de oude motorstoel komen. Voor de mee-sturende motor is er nog geen oplossing, maar die komt ooit wel. (Ik zit al te denken aan een scharnier dat de negatieve spiegelhoek compenseert.)

En verder...

Accu plaatsing
Bij de Torqeedo kwamen vier 12V 320Ah semi tractie accu's. Deze accu's wegen iets van 60kg per stuk. Dat zorgt voor een ingebouwde diefstal beveiliging, er is niemand zo gek om met zo'n accu weg te lopen en uit de boot halen is een ramp!
Het beïnvloedt de trim van de boot ook in grote mate en na wat rond slepen met deze dingen in mijn €Xr stond het al snel vast... Dit gaat het niet worden. Gebaseerd op de gegevens en berekeningen zoals in mijn vorige post, besloot ik definitief voor de LiYFePO cellen te gaan. Het is duurder, maar de eigenschappen zijn zoveel gunstiger, dat het de moeite en het geld waard is.
De accu's komen net voor het 'center of floatation' te staan om de trim te verbeteren. Dit maakt de boot niet veel gevoeliger voor stampen en dat is bij 7,35m LOA de moeite waard.
Er is bij deze accucapaciteit ook geen noodzaak voor een aparte service accu. De accu's komen op de plaats van de 12V 70Ah service accu. Bij mijn €Xr is dat onder de bank van de dinette, tegen het tussenschot naar de kooi in de punt.
Hier zat vroeger een rudimentaire elektrische installatie voor de navigatie verlichting en de waterpomp.

De ruimte eronder is 600 x 480 x 250 mm en het toegangsluik heeft een opening van 400 x 340 mm. Voor 16 cellen in 2 x 8 configuratie is een ruimte van 300 x 550 x 222 mm nodig. In een 3 x 5 + 1 configuratie is een ruimte van 450 x 350 x 222 mm nodig. Hoe dan ook, ik kan het pakket niet in één keer door het luik laten zakken (maar dat wil ik ook niet! Dat is heel slecht voor m'n rug!). De ruimte volgt de ronding van de scheepsromp en dit moet door een 'accu-rek' worden omgezet naar een rechthoekige, waar de accu's stevig kunnen worden vastgezet.
Dit illustreert nogmaals hoeveel groter de energie inhoud is geworden. Kijk maar eens op de foto, daar staat voor 5kWh (waarvan 4kWh bruikbaar) aan LiYFePO cellen, 16 stuks. Totaal netto gewicht 54.6kg. Netto inhoud: 2169200mm³ of 2,17 liter per cel en 34707200mm³ of 34,8 liter voor de hele batterij.
Een lood-zwavelzuur (semi tractie)accu van 12V 230Ah weegt 60kg en heeft een energetische capaciteit van: 2,6kWh (waarvan 1,3kWh bruikbaar), bruto net iets meer dan de helft, maar 'bruikbaar' veel minder dan de helft.

Het voordeel van het gebruik van losse cellen is dat je de afmeting van de accubatterij zelf kunt bepalen en binnen bepaalde grenzen kunt regelen. Verder is een eventuele 'maandagmorgen' cel te vervangen zonder dat je dan een hele accubatterij moet vervangen.

Volgende keer meer...
Groeten, Peper.

Buitengewoon interessant onderwerp waar ik zelf ook over aan het nadenken ben. Op mijn werk heb ik een CO2 footprint van heb ik jou daar want daar verstook ik zo'n 200 liter brandstof per minuut..

Voor mijn (grote) zeilboot wil ik dat beslist anders gaan doen. Ik ben een paar jaar geleden op de HISWA bij Wubbo Ockels aan boord geweest en zoals Erik ook al schrijft wek je je eigen stroom op tijdens het zeilen. Wubbo heeft zelfs een speciale schroef ontwikkeld die ook aangedreven door water efficient energie opwekt.

Waar ik me nog een beetje zorgen om maak is het brandgevaar dat gepaard gaat met het gebruik van Lithium batterijen. Boeing heeft de 787 er voor aan de grond moeten zetten en wij mogen zulke batterijen alleen maar in de vrachtruimtes vervoeren met goede blusmogelijkheden..

Mijn idee (nu) is om een dubbele aandrijfinstallatie te installeren om zo enerzijds voldoende vermogen beschikbaar te hebben en anderzijds redundancy in de aandrijving te hebben. Die zouden dan electrisch aangedreven moeten worden vanuit een accu-bank met als backup een efficiente (diesel-)generator voor die gevallen waarbij langere tijd van de motor gebruik gemaakt moet gaan worden. Zonnecellen en windgeneratoren zouden dan misschien minder nodig kunnen zijn..

Ander iets wat hier misschien ook bij hoort: hoe bescherm je je installatie tegen blikseminslag? Een draaiende diesel blijft wel lopen maar hoe los je dat bij electrisch varen op?

Gr. Peter

stadjer schreef : Boeing heeft de accu's verkeerd ontwikkeld zie hier: www.forbes.com/sites/businessa...lawed-ask-elon-musk/

Vooral bij gebruik kunnen de accu's warm worden, de boel afdoende isoleren is dus nodig zodat de ene cel de andere niet te veel opwarmt om zo een aaneenschakeling van fouten te voorkomen.

stadjer schreef : Dat is niet voor een zeilbootje, maar elektrisch vliegen zit er ook aan te komen.
daar is hier al het nodige over geschreven en een in mijn ogen een foute man met een fout project
dacht dat dit probleem inmiddels getakkeld was bij boeing
Dieselgenerator wel en zonnepanelen en windgenerator niet, zal er van je doel stelling minder co2 uitstoot niet veel overblijven. Ik zou de diesel als uiterste backup gebruiken en puur voor zonne en wind energie gaan dan ben je goed bezig niet andersom
denk dat het een kwestie is van je installatie goed afzekeren en dan vooral daar waar de bliksen logisherwijs in slaat

Interessant artikel!

Hoe zou je je elektrische (aandrijf-)installatie kunnen beschermen tegen blikseminslag?

Foto is uit een Engels tijdschrift..

@peper

Geweldig artikel goed verwoord ook, hoop dat Sunday ook nog even zijn ervaring deelt van zijn rondje Zuid.

Ik ben al overtuigd en ga ook elektrisch. Ziag dat je voor 48 volt in totaal aan batterij cellen hebt gekocht voor de Torqeedo heb je 24 volt nodig wat is de reden voor die extra 24 volt.

Ga het iig volgen uitprinten en nog eens extra lezen en aantekeningen maken.

Bedankt voor het delen.

stadjer schreef : oef.
als je kabels dik genoeg zijn is je accu meteen weer vol..

Rev schreef :
Met zonnepanelen en een windgenerator gaat het me niet lukken om vooruit te komen en de accu's geladen te houden, ben ik bang. Bij een oceaanoversteek is langdurig gebruik van de mechanische aandrijflijn soms 'noodzakelijk'. Anders dan door gebruik van fossiele brandstoffen zie ik nog geen reele mogelijkheden om dat waar te kunnen maken. Daarnaast hoop ik op een efficienter gebruik van de brandstof door een dedicated generator te gebruiken die hopelijk efficienter diesel om kan zetten in elektrische energie (en voortstuwing) dan een diesel die puur gemaakt is voor aandrijving van een schroefas die een dynamo aandrijft en ook nog een hoop warmte genereert..

[/quote]

Bij een oceaanoversteek is langdurig gebruik van de mechanische aandrijflijn soms 'noodzakelijk'[/quote]

Geen last van!
Waar bezeer je dat op?

stadjer schreef : Opzich is dat best goed te doen hoor. Als je boot een redelijk tot goede zeiler is, dan gebruik je de motor eigenlijk helemaal nooit tijdens een oversteek. Daarnaast is het best mogelijk om een accubank van zodanig formaat kwijt te kunnen dat je makkelijk 24 uur kunt motoren. Als je schroef zo is uitgevoerd dat deze ook energie opwekt als je de elektormotor niet gebruikt, dan laad je in 4-5 dagen bij wat je in 1 dag op kunt maken met je motor als voortstuwingsbron. Ofwel het is redelijk goed te doen om 100% elektrisch te blijven met een ratio van 20-25% van de afstand motoren, de rest zeilen.Dat is een utopie.
Een generator IS een warmte producerende motor die een "dynamo" aandrijft. Het probleem is dat je ongeveer 7-9% verlies hebt tijdens het omzetten van mechanische energie naar elektrische energie, dan 2-3% verlies in je schakelaars, gelijkrichters, bedrading, zekeringen, bus-boards en weet ik veel wat er allemaal nog tussen komt, en dan heb je weer diezelfde 7-9% verlies om je elektrische energie weer terug om te zetten in mechanische energie dmv je elektro motor. Hoe je het ook gaat uitvoeren, bij een goede, moderne en efficiente instalaltie, heb je gewoon met 20% verlies te maken. 10kW door je generatormotor geleverd, is uiteindelijk maar om en nabij de 8kW aan je as afgegeven.

Als je dan toch diesel aandrijving "erbij" wilt hebben moet je niet gaan kijken naar diesel elektrisch, maar naar hybride aandrijving.

Bij diesel elektrisch gebruik je een diesel motor die een generator aandrijft en die de opgewekte elektrische energie later weer omzet in mechanische energie met een elektro motor.
Bij Hybride heb je een dieselmotor die de schroefas rechtstreeks aandrijft. In de as-trein zit dan een elektromotor opgenomen. Als je elektrisch wilt varen, dan drijft de motor de schroefas aan, wil (moet)je diesel varen, dan drijft de diesel de as rechtstreeks aan, en doet de elektromotor niets anders dan "freewheelen".
De elektro motor kan zodanig uitgevoerd zijn dat deze ook als generator werkt. Die kun je dan door de diesel laten aandrijven, of (en dat zou mijn voorkeur hebben) door de schroef zelf tijdens het zeilen.
Het voordeel van hybride is dat je de 20% verlies niet hebt tijdens het "diesel" varen. Hedt nadeel is dat alle "apparaten" in lijn moeten staan en je dus minder flexibel bent met de inbouw lokaties van de individuele componenten.

Zonder enige praktische ervaring met oversteken op zeeniveau heb ik het idee dat er ook gebieden zijn waar weinig of geen wind is. "Paardenbreedtes" komen niet helemaal uit het niets en zijn ook in meerdere talen beschikbaar als ik me niet vergis.

Gebieden met weinig wind kun je dan naar mijn idee 'uitzitten' maar je kunt er ook voor kiezen om dan een motor in te schakelen. Mijn ontwerp voorziet ook in een serie dieseltanks waar bijna 600 liter in kan, net zoveel als er in de drinkwater tanks gaat trouwens!



Maar goed, ik zal als eerste toegeven dat ik het niet weet! Ik ben vooral ideeen aan het testen en aan het bekijken hoe ik dat praktisch in kan gaan vullen op mijn boot. In de loop van volgend jaar wordt die gedraaid en kan ik aan de binnenkant aan de gang. De motorfundering is dan iets wat ik dan als een van de eerste dingen tegen ga komen en een soort uitgedacht wil hebben..

Erikdejong schreef :
Bedankt voor je uitleg Erik! Ben gek op utopieen maar wat niet kan kan niet.. En inderdaad verliezen heb je altijd. Is het ook een utopie om te denken dat het misschien helemaal zonder fossiele brandstoffen moet kunnen? Dus geen diesel maar uitsluiten elektra, ook voor koken en ander comfort aan boord?

Begrijp wel dat langdurig motoren iets is dat ik niet heel veel zal gaan doen, lijkt me een uitstekend plan! Ik zal me ook eens verdiepen in hybride aandrijvingen.