Onderwerp: Electrisch varen; interessant voor een zeilboot?

Pfew... het leeft duidelijk dit onderwerp. Goed zo.

Wat ik nog onthouden heb ondertussen:
* absoluut schroef optimaliseren bij installatie elektrische aandrijving.

Opnieuw, wij hebben enkel een langstaart buitenboordmotor die helemaal niet leuk of handig is. Als je vanaf nul kan beginnen en je graag snel de zeilen erop gooit, dan zie ik zeer weinig argumenten om nog fossiele brandstof te gaan verbranden.

Iedereen bedankt voor de ontzettende hoeveelheid aan informatie.

henkvd schreef :
Inderdaad: wat veel over het hoofd wordt gezien: de schroef bepaalt het koppel, niet de aandrijving: die moet kunnen geven wat de schroef vraagt.
De " ideale" schroef heeft een oneindig grote diameter, en een oneindig laag toerental - ofwel hoe groter de schroef hoe beter, rendementswijs gezien. Dat is ook het geval met Torqueedo: ze gebruiken een veel grotere, en bijgevolg langzamer draaiende schroef dan de gangbare buitenboordmotoren (die meestal op benzine lopen), halen daardoor een beter rendement en gaan dan op basis van stuwkrachtvergelijking (bij niet vermelde snelheid) claimen dat (bijvoorbeeld) 3kW Torqueedo equivalent is met 6kW benzine, wat totale onzin is.
Schroefkoppel is kracht x arm (voorheen kgm, thans Nm). Koppel maal toeren is vermogen: Nm/sec.
Een elektromotor die bij 0 toeren vol koppel kan leveren, levert GEEN vermogen!
Schroefkoppel stijgt kwadratisch met het toerental, en omdat vermogen koppel maal toeren is, stijgt het schroefvermogen dus in de derde macht met het koppel: 2 keer zo veel toeren is 4 keer zoveel koppel en 8 keer zoveel vermogen.(!)
Dat vermogen op de schroef(as) is een vaste waarde, en onafhankelijk of dit van een verbrandingsmotor, elektromotor of windmolen of wat dan ook komt.
Wat ook een rol speelt is dat de dieselmotoren in de meeste schepen overbemeten zijn (en inderdaad wat aan " inflatie" onderhevig zijn), en dus ook moeiteloos tegen wat meer wind en golven in kunnen varen, terwijl elektrische aandrijvingen, door de dure en zware accubatterij, vaak geminimaliseerd worden en vergeten wordt dat je bij vlak water en windstil weer maar zeer weinig vermogen nodig hebt - prima voor een "thuiskomertje bij windstilte", maar voor afstanden afleggen of bij onverwacht slecht weer vrijblijven van lagerwal volstrekt onvoldoende.
Eea natuurlijk vrije keus afhankelijk van het gewenste vaarpatroon, maar ik heb toch de indruk dat er een hoop verwarring heerst, en dat hier ijverig appels, peren, citroenen en frambozen met elkaar vergeleken worden.

henkvd schreef : En daar sla je de plank dus mis. De geometrie van een schroef voor een diesel word bepaald door de maximale hoevelheid koppel die een diesel kan leveren bij dat (hoge) toerental waarbij maximaal vermogen beschikbaar is. Voor alle andere toerentallen en koppels die schroef dus verre van optimaal en je gooit letterlijk vermogen weg. En dat is nu juist iets waar je bij elektrische aandrijving veel minder last van hebt omdat jij kunt bepalen welk toerental je wilt hebben bij dat maximale koppel. Je kunt dus een schroef ontwerpen die over een veel groter toerenbereik optimaal is en daar zit je grote winst.

Ronaldl schreef : Als je dat als standpunt wilt gebruiken dan moet je ook stellen dat de energie voor verbrandingsmotoren er niet is.
Een verbrandings motor is een kleine centrale die energie onttrekt aan fossiele brandstoffen en dat omzet in beweging. De efficientie daarvan is zo absurd laag, dat je meer bruikbare energie overhoud als je diezelfde fossiele brandstof in een elektriciteitscentrale opstookt en dan de elektriciteit gebruikt in een elketrische auto. Het verschil is echt groot. Dus als je gaat kijken naar hoeveel fossiele brandstof er nodig is om een voertuig een kilometer af te laten leggen, dan is de elektrische auto een stuk zuiniger.

Erikdejong schreef :

Onzin , jij blijft door fantaseren. welke schroef je er ook onder zet de rode lijn bepaalt, je extra geclaimde koppel van je elektromotor mag je nog steeds weggooien.

Moet je er maar wielen onder zetten, praten we verder over je koppel van een elektromotor.

Erikdejong schreef :
Ook daarin heb je gelijk, maar het is het verkeerde punt:
We gaan in Europa geen kolencentrales meer bouwen (wel in China, slim)
We hebben de hype van WKK units op basis van dieselgeneratoren al lang gehad en die gaan niet meer gebouwd worden (wel in bv Bangladesh, daar staan de nieuwe MAN V18 diesels vrolijk in rijtjes te draaien).
We hebben in Europa grote moeite met nieuwe gascentrales, daar was het duo Timmermanni / Sammetje niet zo van), en sinds het Russische gas in de ban is.....

Dus:
Om alle andere processen zoals huisverwarming en industriële installaties wel te verduurzamen is het verstandig om voor transport nog even benzine en diesel te blijven gebruiken.

Temeer omdat:
Er geen enkele garantie is dat die liters benzine en olie die jij en ik gaan uitsparen door een EV te gaan rijden niet doodleuk door een ander persoon in een ander werelddeel opgestookt wordt en dus toch CO2 wordt.
Het heeft CO2 technisch pas zin om benzine en diesel te sparen als je de garantie hebt dat die liters in de grond blijven zitten.
Niet dus.

En dan nog dit:
Via de site van de ANWB en cijfers via het CBS blijkt dat in de eerste ca. 40.000 km een EV (Well to Wheel, dus incl productie van en rijden met) de EV meer CO2 uitstoot dan een fossiel gefreven auto. Na die eerste 40.000 km slaat het om in het voordeel van de EV.
De gemiddelde personenauto in NL rijdt 10.000 km per jaar.
Die 40.000 km is dus de eerste 4 jaar.
Bij de omslag van fossiele auto naar EV gaat er dus telkens de eerste 4 jaar van een nieuwe EV de uitstoot, dus de opwarming, omhoog. Pas na een aantal keer 4 jaar is de gezamenlijke CO2 winst van het al langer rijdende EV deel groter dan de schade van het nieuwe contingent EV's.
Zo ongeveer 12 jaar schat ik.
Dus de EV invoering gaat de eerste 12 jaar voor extra CO2 zorgen, pas daarna komt er een vermindering CO2.
Als het doel 2035 is om 50% of zo minder CO2 uit te stoten, gaan de Ev's daar dus niet aan bijdragen, integendeel.
Op langere termijn wel.

De enige oplossing is voor de korte termijn is: besparen. In de zin van geen CO2 uitstoten. Niet in de zin van investeren in efficientere processen die uiteindelijk een besparing op zouden moeten leveren. Die investeringen zorgen namelijk eerst voor een verhoogde uitstoot.

Net als investeren met geld: de kost gaat voor de baat.

Zo zie ik het, benieuwd waar en hoe het mis gaat?

Omdat [vermogen = koppel * RPM] maakt het niet uit of je een schroefcurve in vermogen of koppel uitdrukt (omdat overal op de curve deze 3 variabelen bekend zijn).

Hier een schroefcurve (rode lijn):


Om daar een motor bij te zoeken, bepaalt hoe hard je wilt kunnen varen, op welk punt op die curve je motor de schroef nog moet kunnen brengen. Of je dit nu met een zwengel, diesel, benzine of electrisch doet, maakt niets uit.

In dit voorbeeld kiest men een motor die de schroef op bijna 6000 RPM kan brengen. Waarin diesel en elektrisch kunnen verschillen zit dan hooguit in het groene oppervlak. De getekende motor heeft overal vermogen (dus ook koppel - ze zijn uitwisselbaar…) over. Dat betekend dat zo’n motor bij een bepaald toerental meer vermogen en koppel kán leveren, maar dat niet gevraagd wordt.

Is dat bij een E-motor anders? Wil iemand dáávoor een performance curve intekenen die óók door (5800 RPM, 225 HP) loopt?

En wat betekent het (als dat zo zou zijn…) wanneer het groene oppervlak kleiner is?

Edit:
Hier een power vs. RPM curve van een “Permanent Magnet Synchronous Motor”. Omdat het beschikbare koppel nagenoeg constant is over de bruikbare RPM range, is de vermogenscurve praktisch lineair.


Zou je dat type motor gebruiken om die voorbeeldschroef op 5800 RPM te brengen, dan zou dat er zó uitzien:


Het torque verhaal lijkt hier niet relevant.
Waar wél, en hoe dan!?

Over duurzaamheid verbleken die twee tanks diesel in een vaarseizoen van je inboards bij de vele autokilometers die een gemiddelde zeiler tussen huis, haven en watersportwinkel verbrandt.

Het door de motor geleverde koppel volgt de rode gekromde lijn. Zodra het koppel dat de motor maximaal kan leveren (groene lijn) wordt overschreden moet de rode gekromde lijn stoppen.

Het punt van Calidris is dat een dieselmotor meestal overbemeten is, nooit zijn maximale koppel levert en daardoor een lager rendement heeft. Je kunt daardoor tevens een grotere, efficientere schroef kiezen. Een diesel zou daardoor worden afgewurgd.
Een elektromotor is daar veel minder gevoelig voor, het zijn voornamelijk lineaire verliezen.

henkvd schreef : Wil je dan uitleggen hoe het wel werkt? Onze 6pk Yamaha achter onze dinghy geeft net zoveel stuwkracht als onze 2kW elektrische buitenboord motor. Die yamaha levert ook echt 6 pk want dat kun je afleiden aan het brandstof verbruik.
Ik heb en elektrische auto en dat ding heeft bij lagere snelheden 'tig' keer zoveel 'kracht' als welke benzine motor met hetzelfde maximale vermogen dan ook. Topsnelheid blijft ongeveer gelijk, maar zowel met een auto als met een boot vaar/rij je nooit op topsnelheid. Een elektrische auto accelereert veel sneller vanuit stilstand en kan veel zwaardere trailers een heuvel op trekken of tegen een stoeprandje op duwen.

Iemand ervaring met Thunderstruck EV? Zij leveren pakketen om je boot te elektrificeren. Geen ervaring mee.

Ik kwam ze toevallig tegen bij een Youtube filmpje en kende ze nog niet.

Erikdejong schreef :
Precies, wielen hebben niet het probleem van de prop curve, daar zit je juist, met een schroef heb je daar dus wel last van en daar verander je niets aan.

Valt het kwartje nu ?

popcorn ready

Aquaplanning schreef :
De curves geven geen koppel maar vermogen weer. Maakt niet uit verder, want waar vermogen over is, is ook koppel over.

Een óverbemeten diesel met een netjes op 4 kn bemeten E-motor gaan we even niet doen: dán moet je een op 4 kn bemeten diesel vergelijken met een op 4 kn bemeten E-motor.

“Mijn” grafiek toont de verschillen van een diesel en E-motor, beide op dezelfde max te halen snelheid gedimensioneerd. Dus zonder met de randvoorwaarden te knoeien. Appels met appels.

Welke (en waarom) efficiëntie verschillen zijn te verwachten!? Vermogensvurves diesel en E-motor zijn nagenoeg gelijk.



Nogmaals:
-rood, dun: wat de schroef vraagt
-groen, dun: wat dieselmotor kan leveren
-rood, dik: wat E-motor kan leveren

Erikdejong schreef :
Dat ie harder accelereert kan wel. Maar is er verschil in topsnelheid?

daan1508 schreef : Geen verschil in topsnelheid. Ik wacht nog op de uitleg van Henkvd over hoe dat kan...

Heel slecht gekozen prop aan de outboard.

6pk outboard is gemeten aan de schroefas , al jaren standaard. = 4 KW

moet je dus een totaal niet geschikte propeller er aan hebben hangen om te verliezen van een 2kW electro motor.

Erik: kun jij wat met die curves die ik vergelijk van een dieselmotor en E-motor tot 6000 rpm als ontwerp-punt?

henkvd schreef : Als de prop zijn vermogen niet kwijt kan dan zou de motor minder brandstof verbruiken, dus dat verhaal gaat niet op.

Nachtvlinder schreef : Ik zie die curves niet in dit draadje? Ik snap ook niet helemaal waarom je voor de voortstuwing van en boot en e-motor zou gebruiken met 6000 rpm als uitgangspunt. Je zet de schroefas rechtsreeks op de motor en je motor toerental is gelijk aan je schroeftoerental.

Dit voorbeeld, waabij diesel en E-motor voor precies dezelfde situatie worden ingezet: 5800 rpm op de schroef (voor fantasieboot, maar E-motor en C-motor powercurves zijn wel echt).

zeilersforum.nl/index.php/foru...ot?start=275#1437097

sjoerd1981 schreef :

Die Agni's lijken nog wel wat ja, de rest heeft veel te hoge toerentallen.

It Paradyske schreef :
Paar jaar met een agni gevaren zelfde als Lemco en PERM. Ga er vanuit dat je ook deze motoren moet voorzien van een overbrenging. Pas in de 32 tot 48 volt krijgen ze een breder hoog efficiënt gebied. In 12-24 volt is dat gebied behoorlijk klein. En ze zijn prijzig ivm diverse BLCD motoren. Je kan voor de prijzen van de pod motoren bijna niet zelf iets in elkaar zetten

Afgelopen weekend met een vriend geborreld die bij Marin werkt als onderzoeker naar scheepsschroeven. Veel CFD simulaties naar schroef-schip interactie en onderzoek naar toepassing van nieuwe, flexibelere materialen.

Nog even besproken waarin een E-aandrijving nu verschilt van een C-aandrijving. Geen nieuwe inzichten opgedaan. Wat ik hier eerder schreef klopt wel ongeveer. Fabrikanten van E-motoren vergelijken appels met peren om hun lagere vermogens te kunnen adverteren; gaan uit van andere, veel mildere uitgangspunten.
Als ik met een e-motor dezelfde prestaties wil halen als met mijn huidige c-motor, komt daar geen lager vermogen uit. Vind ik het voldoende max. 3 knopen te kunnen varen, dan rolt daar een lichtere e-motor uit. Maar voor de diesel ook.

Er is niets “magisch” of bijzonders met schroefadaptie of positieve gevolgen van vlakke koppel curve aan de hand.

Ik denk dat je ook niet naar pk en kw moet kijken maar naar hoeveel stuwkracht en hoeveel stuwkracht is gewenst voor wat ik wil bereiken.

Zelfde motor zelfde schip maar schroef met andere spoed geeft andre reactie. Speed schroef vs werkschroef zelf mee gemaakt met een oude sleper met 2 cilinder deutz.

Als uiteindelijk je doel snelheid behaald wordt is dat toch goed.
Maar veiligheid wil ook wat op onze druk bevaren rivieren en kanalen.
Dus wil je mischien wel wat meer prik onder de kajuit vloer
Persoonlijk blijf ik nog wel even bij mijn zo gewraakte bijna antieke diesel. ( 1972 )



Grt. Mark



Verzonden vanaf mijn iPad zonder tapatalk.