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Der Wechsel von einem thermischen Außenbordmotor zu einem elektrischen Antrieb an Bord ist eine Entwicklung, die sich bei kleinen und mittelgroßen Segelbooten immer mehr durchsetzt. Auf der HÉLIOS, einer 7,37 m langen Pizzicato, die von Jean-Pierre Villenave entworfen und 1993 aus Sperrholz gebaut wurde, entschied man sich, den 6 PS starken Verbrennungsmotor zu entfernen und stattdessen einen 3 kW starken elektrischen Pod zu installieren. Das Ziel war nicht, die Motorleistung zu steigern, sondern die Navigation an einen anderen Ansatz anzupassen.
Mit einer Länge von 7,37 m und einer Wasserlinie von 6,60 m, einer Verdrängung von ca. 2 Tonnen und einem Tiefgang von 0,75 m ist die Pizzicato ein einfaches, leichtes und seetaugliches Segelboot. Der Motor wird hauptsächlich für das Ein- und Auslaufen in den Hafen, für Ankermanöver und für das Sichern der Ankunft vor einer Umkehrung der Strömung eingesetzt.
Definieren Sie das Programm, bevor Sie den Antrieb wählen
Der 6 PS starke Außenborder mit Verbrennungsmotor erfüllte zwar seinen Zweck, war aber mit jährlicher Wartung, Kraftstofflagerung, Lärm und Handhabung verbunden. Bei einer Nutzung, die auf wenige Stunden pro Woche beschränkt war, war ein Diesel-Innenbordmotor sowohl vom Gewicht als auch von den Kosten her nicht konsequent.
Es wurden drei Optionen verglichen:
- Thermo-Außenborder 6 PS, ca. 30 kg, moderate Investition, aber wiederkehrende Wartung
- In-Board-Diesel 10 PS, ca. 140 kg, hohe Installationskosten und regelmäßige Wartung.
- Elektrischer Antrieb 3 kW, ca. 100 kg einschließlich Batterien, Zwischenkosten und Wartung praktisch null.
Für ein 2-Tonnen-Boot, das überwiegend unter Segeln fährt, führte der Kompromiss aus Leistung, Einfachheit und Kosten zu der Entscheidung für einen elektrischen Pod Drive ePropulsion 3.0 Evo.
Ein POD unter dem Rumpf
Der gewählte Motor leistet 3 kW, eine Leistung, die der Kielgeschwindigkeit des Bootes angemessen ist. Im Gegensatz zu einem Außenborder wird der Pod unter dem Rumpf in der Längsachse eingebaut.
Diese Konfiguration erfordert eine besondere Aufmerksamkeit für die Struktur. Der Pod konzentriert die Antriebskräfte auf einen festen Punkt. Der Boden wurde daher mit einer 20 mm starken Sperrholzplatte verstärkt, die zwischen zwei Längsträgern mit Epoxydharz verklebt wurde. Diese Verstärkung soll die mechanischen Kräfte aufnehmen und den Bereich im Falle eines Aufpralls oder einer Strandung sichern.
Der Motor wurde perfekt in der Achse des Bootes und parallel zur Wasserlinie ausgerichtet, um den Wirkungsgrad zu optimieren und störende Vibrationen zu vermeiden.
Batterien und elektrische Architektur
Das System basiert auf zwei E60-Batterien mit einer Gesamtnutzkapazität von ca. 6 kWh. Sie sind im ehemaligen Motorraum unter dem Niedergang auf einem Boden aus 20 mm starkem Bootssperrholz installiert, der von zwei Varangues gestützt wird.
Die Halterung ist mit Epoxidharz gesättigt, um Verformungen im Laufe der Zeit zu vermeiden. Das Ladegerät ist über den Batterien positioniert, mit kurzer Verkabelung, zugänglich und geschützt.
Die gesamte Installation, ohne Berücksichtigung der Studienphase, erforderte etwa zehn Arbeitsstunden.
Gemessene Leistung auf See
Die Tests wurden bei ruhiger See durchgeführt.
Bei 1.500 W erreicht das Segelboot 4,3 Knoten, was in etwa der Geschwindigkeit des Unterwasserschiffs entspricht. Eine Erhöhung der Leistung um weitere 1.500 W bringt nur noch einen Zuwachs von etwa 0,9 Knoten, wobei die Reichweite deutlich abnimmt. Der Wirkungsgrad wird dadurch ungünstig.
Bei 1500 W erreicht die Reichweite etwa 4 Stunden, was 17 Meilen entspricht. Der Verbrauch beträgt bei dieser Drehzahl etwa 25 % der Batteriekapazität pro Stunde.
Feedback von Kreuzfahrten
Bei einer einwöchigen Segelreise von Arradon aus, die Hoëdic, Belle-Île und zurück in den Golf umfasste, was etwa 82 Seemeilen entspricht, beschränkte sich der Einsatz des Motors auf zwei effektive Stunden, was etwa 8 unter Motor zurückgelegten Seemeilen entsprach.
Der Gesamtverbrauch über die Woche betrug etwa 50 % der Batteriekapazität. Eine Stunde wurde für Hafen- und Ankermanöver verwendet, eine weitere für das Sichern einer Ankunft vor einer Stromumkehr.
Die restliche Zeit fuhr das Schiff ausschließlich unter Segeln.
Grenzen und Energiesicherheit
Bei starkem Wind oder anhaltender Gegenströmung könnte die Energiereserve einschränkend werden. Es wird empfohlen, einen kleinen 2.000-Watt-Generator an Bord zu nehmen, um die Batterien in schlechteren Situationen aufladen zu können.
Das Aufladen mit Wasserkraft bleibt bei Geschwindigkeiten unter 5 Knoten marginal. Die bordeigene Solaranlage ist nur für den Dienstgebrauch vorgesehen.
Was sich durch den Elektroantrieb wirklich ändert
Im Alltag ist die Veränderung spürbar. Völlige Stille, keine Vibrationen, sofortiges Drehmoment für Hafenmanöver und kein Treibstoff an Bord verändern die Nutzung des Bootes.
Die Präzision des elektrischen Drehmoments erleichtert das Anfahren und Wenden in engen Räumen. Da der Motor nicht gewartet werden muss, verringert sich die jährliche technische Belastung.
Bei einem leichten Segelboot wie der Pizzicato ist der Elektroantrieb kein Streben nach Höchstleistung, sondern eine konsequente Anpassung an ein Programm für Küstentörns. Die Umstellung erfordert ein anderes Denken in Bezug auf Energie und die Akzeptanz einer kontrollierten statt übermäßigen Leistung.
In diesem Fall beschränkte sich der Umbau nicht auf den Austausch eines Motors. Er führte dazu, dass die Navigation so nah wie möglich an das tatsächliche Programm des Schiffes angepasst wurde, wobei das Segeln bevorzugt wurde und der Antrieb nur in den absolut notwendigen Phasen zum Einsatz kam.
