Elektrisk båt og elektrisk skip

Elektriske båter kan leies i mange turistsentre.

Elektriske båter og elektriske skip er forskjellige motorbåter eller skip som drives av en elektrisk motor via en skrue .

Energien kommer ofte fra strømnettet på land og lagres i batterier i vannscooteren ved hjelp av en lader mens den ligger ved køya.

Dette funksjonelle konseptet kan modifiseres på mange måter, og kjøretøyene kan variere i størrelse, ytelse og rekkevidde. I seilskip er for eksempel elektrisk fremdrift bare et hjelpedrivsystem i perioder med ro eller i havn.

I ferjedrift er det direkte strømforsyning fra land via luftledninger og strømavtagere eller luft- eller vannbårne kabler.

Batterier kan lades helt eller delvis ved å generere strøm ombord: av solceller - solbåt , vindturbin , slepegenerator (i vannveien), skovlhjul når du ligger i elva, brenselcelle inkludert drivstoff .

I tillegg til propellen er også et skovlhjul og andre generatorer for fremdriftskraft mulig.

Elektrisk fremdrift forekommer også i ubåter , torpedoer og modellkonstruksjonsskip .

Drivbatteriet kan også levere innebygde funksjoner som belysning, radio, navigering og matlaging med strøm, enten direkte eller via et separat batteri.

historie

Den første funksjonelle elektriske båten

De første vellykkede forsøkene med en elektrisk båtkjøring ble utført 13. september 1839 av Moritz Hermann von Jacobi med en ombygd robåt. Det var den første funksjonelle elektriske båten i verden. Jacobi gjennomførte nok en testkjøring de neste årene med en DC-motor som han hadde optimalisert og forbedret galvaniske celler fra William Grove . Ytterligere tekniske forbedringer av den elektriske drivmotoren, som Jacobi utførte de neste årene, gjorde ytterligere turer nødvendige i oktober 1841.

Skisse av Electra- elektriske båt som ble brukt på Spree i 1886

Videreutvikling frem til i dag

For den internasjonale elektriske utstillingen i 1883 bar en elektrisk båt 40 mennesker på Donau fra Wien til Pressburg (nå Bratislava) på fire timer.

Fra 1886 og utover ble Electra brukt til målrettede testkjøringer på Spree for å løse det lokale trafikkproblemet i Berlin; denne typen stasjoner kunne imidlertid ikke seire.

Elektrisk drevne ekskursjonsbåter har operert på Königssee fra 1909 til i dag.

I 1957 bygde Heistracher-verftet elektriske båter som ble forsynt med energi fra blybatterier.

Med den første oljepriskrisen i 1973/74 og oljeembargoen til noen oljeeksporterende land på 1970-tallet, dukket interessen for elektriske båter opp igjen. I tillegg var det forbedrede muligheter for å lade batterier elektrisk ved hjelp av solceller . Med disse solbåtene ble det mulig for første gang å oppnå et teoretisk ubegrenset utvalg som seilbåter og manøvrerbarhet som motorbåter. Den første praktisk brukbare solbåten ble sannsynligvis bygget i England i 1975.

Det er indre farvann , for eksempel demninger, hvor bruk av båter med forbrenningsmotorer er regulert eller forbudt. Dette fremmer etterspørselen etter båter med alternative fremdriftssystemer som sol- og brenselcellebåter (med metanol, muligens fra vannkraft).

I 2014 ble FährBär, den første batteridrevne passasjerfergen, brukt i Berlin , og nå er det 5 ferger, som forbausende nok ikke drives av Berlin-selskaper, men av den hvite flåten i Stralsund .

I 2015 gikk Ampere i drift som den første batterielektriske fergen for biler i Norge nord for Bergen . Det er ladestasjoner på begge landingsstadiene, på begge sider av en fjord. Siden den gang har flere og flere batteridrevne ferger kjørt i Norges skjærgård.

BB Green er et batteridrevet 80% luftfartøy som ble lansert i mars 2017 i Riga, Latvia. Demonstrasjonsskipet er et resultat av EU-finansiert forskning og er med en marsjfart på 30 knop en spesielt rask elektrisk båt for 99 passasjerer og en avstand på 14 nautiske mil, hvoretter det tar 20 minutter å lade (superladning) . BB Grønn er et akronym fra B attery-drevne B- havre, som gir G reening, R esistance reduksjon, e Lectric, e fficiency og N ovelty.

I 2017 gikk Elektra (Schiff, 2017) i drift i Finland, den første elektriske fergen.

En batteridrevet ferge har operert i Taiwan siden juni 2017 . I tillegg har den en dieselmotor pluss generator som rekkeviddeutvidere .

I 2019 leverte Kibitz-verftet i Havelberg Suncat 120, det første av to batteridrevne passasjerskip for 180 passasjerer, til Berlins rederi Solar Circle Line . For å sette opp den tilsvarende ladeinfrastrukturen ble Association for Electric Shipping and Charging Infrastructure grunnlagt i Berlin våren 2018.

Hybridbåter med elektriske og dieseldrev har eksistert lenge i Venezia. I 2020 starter E-concept med å bygge et system for lasting av master langs kanalene for private båter og skip for persontransport for å redusere eksosgasser og CO 2 -utslipp.

Komponenter

Som alle kjøretøyer trenger elektriske båter en primær kilde for energien de trenger, et lagringsanlegg og en konvertering til mekanisk fremdrift, vanligvis elektriske motorer og propeller eller padlehjul.

Energikilde

Elektrisk påhengsmotor med batteriboks
  • I de fleste elektriske båter lades batteriene ved hjelp av en lader på landstrømmen. Miljøvennligheten til slike elektriske båter består i den lave direkte støyen og utslippene av forurensende stoffer fra selve båten, men det avhenger indirekte av den kjøpte strømblandingen. Effektiviteten og miljøvennligheten til et termisk kraftverk er vanligvis bedre enn for enkelte forbrenningsmotorer. Alternativer for elektrisk lading er vanlig i marinaer . I noen områder kan de finnes i havner og ved turisthavner.
  • Vindgeneratorer er vanlige på seilbåter. I likhet med slepegeneratorene som kjøres av vannveien, er de nyttige i sterk vind, men spesielt når de legges til havn eller ved anker. Med de vanlige størrelsene er de imidlertid i beste fall hjelpestasjoner. Det er noen yachter med vindturbiner så store at de gir hovedfremdriften. Imidlertid fungerer de rent mekanisk; Det er fortsatt ingen kjente elektriske båter som hovedsakelig drives av vind. Større vindturbiner utgjør et vanskelig sikkerhetsproblem å løse på en liten båt.
  • Solceller kan installeres på eksisterende eller spesialkonstruerte overflater. De fleste solbåter har horisontale soltak, da disse er relativt ufølsomme for sterk vind. Imidlertid kan en overflate som er tilbøyelig mot solen levere mer kraft, og justerbare overflater er avgjørende hvis solbåter skal opereres på nordlige breddegrader om vinteren. Størrelsen på soloverflaten bestemmer effektiviteten og rekkevidden. Solbåter med relativt store områder som kan brukes av solenergi når sin marsjfart under gode forhold uten å ta energi fra batteriet, eller de kan kjøre og lade batteriet samtidig. Slike båter kan kjøre selv når det er overskyet uten å bruke batteriet og derfor vanligvis har et ubegrenset rekkevidde.
Solceller kan også installeres i fjæra ved kaien til en elektrisk båt eller solbåt og er dermed tilgjengelige i de fleste lange liggetidene til båtene. Slike systemer er vanligvis koblet til strømnettet slik at overflødig solenergi kan mates inn i nettet når båtbatteriet er fulladet, eller tvert imot kan lades fra strømnettet når bestrålingen er utilstrekkelig. I noen solbåter er solcellene om bord også inkludert i nettverket. Slike båter leverer vanligvis et overskudd i kraftnettet i gjennomsnitt i løpet av året.
  • Taugeneratorer er vanlige på seilbåter som reiser lange avstander. I sterk vind vil båten seile nær skroghastigheten . Den ekstra motstanden til generatoren er da neppe signifikant. Når det er ro, kan energien som er lagret på denne måten brukes igjen når slepegeneratoren bringes inn. Noen båter bruker den vanlige propellen og båtens elektriske motor på denne måten i stedet for en slept generator. Imidlertid, i en konvensjonell propell, er bladene for generatordrift feil vei.
  • Varmemotorer kan også brukes med generatorer for å generere elektrisk energi. Diesel-elektriske stasjoner uten elektrisk energilagring brukes i store skip. De regnes imidlertid ikke blant de elektriske kjøretøyene, da de ikke kan brukes uten forbrenningsmotor. Med lagring av elektrisk energi blir denne blandede stasjonen referert til som en hybridstasjon . Kjente representanter er konvensjonelle militære ubåter . I skipsfarten er det i utgangspunktet to varianter:
    • I seriehybriden lader batteriet en liten generator med forbrenningsmotor eller Stirling- motor . Båten drives utelukkende av den elektriske motoren.
    • Når det gjelder en parallell hybrid, virker både forbrenningsmotoren og den elektriske motoren på drivakselen og kan også brukes uavhengig av hverandre. Når forbrenningsmotoren er i gang, kan den elektriske motoren fungere som en generator og deretter lade batteriet. Spillvarmen fra forbrenningsmotoren kan også brukes til oppvarming eller klargjøring av varmt vann gjennom varmevekslere.
  • Stille brenselceller har blitt brukt til dykketurer i tysk klasse 212 A- ubåter siden 2003 . En prototype for kombinasjonen av solceller og reversibelt opererte hydrogenbrenselceller, " Solgenia ", er under utvikling som et forskningsskip ved Universitetet i Konstanz og har vært i praktisk drift på Bodensjøen siden begynnelsen av 2007.

batteri

Som med landbiler, er batteriet også den komponenten i båter som begrenser kjøretøyets egenskaper mest, siden energitettheten er lavere enn kjemiske energilagringsenheter. I det minste i tilfelle båter med sakte fortrengning, skyldes dette mindre vekt enn kostnadene, spesielt siden alle elektrokjemiske batterier har en svært begrenset levetid.

I små stasjoner er bly-syre- eller blygel-batterier fortsatt vanlige, men på grunn av den svake ionebytten når de ytelsesgrensen veldig raskt og har bare en kort levetid når de er overbelastet.

Størrelsen på batteriet bestemmer bruken av den elektriske eller solbåten mer enn noen annen komponent. Et stort batteri gir en anstendig rekkevidde ved lave hastigheter; en enkelt ladning har allerede tilbakelagt over 200 km. Ekstreme solbåter har ikke noe eller bare et veldig lite batteri.

Lystbåter er vanligvis utstyrt med en akkumulator som er tilstrekkelig for en dagstur. På den annen side, med en elektrisk hytte båt på Chiemsee med 8 bly-gel batterier fra den tyske produsenten Sehmataler Akkuwerk, et område på opptil ca. 200 km på ca. 6 km / t er mulig (tilsvarer en reisetid på over 30 timer). I følge produsenten er den kjemiske holdbarheten ca. 12 år eller 700 ladesykluser.

Elektrisk motor

Den elektriske motoren er en komponent i hver elektrisk båt. I tillegg til innenbordsmotorer av enhver type, er det et stort utvalg påhengsmotorer for småbåter. Minst en forover- og bakoverbryter er nødvendig for å manøvrere båten, helst med noen få trinn. I dag er elektroniske kontroller vanlige, som muliggjør en trinnvis justering ned til de laveste hastighetene. Slike båter er spesielt lette å kjøre. Moderne kontroller tillater drift av fire kvadranter, noe som betyr at kjøring og bremsing er mulig fremover og bakover. Vanligvis blir den imidlertid bremset ved å kjøre i omvendt posisjon. Høyytelsesmotorer er for det meste innebygde trefasemotorer (asynkron eller synkron) med to-krets vannkjøling. Motorkontrolleren konverterer likestrøm som kommer fra litiumbatterier og / eller supercaps til trefasestrøm i henhold til spesifikasjonen fra drivspaken. For at styrestasjoner (Z-stasjoner) også kan brukes, er det også høyhastighetsmotorer opp til rundt 5000 o / min i vibrasjonsklasse S1. Med disse stasjonene kan luksusyachter med flere motorer også seile på vann der forbrenningsmotorer er forbudt. Dette kjørekonseptet ble utviklet av Bootshop Rust i samarbeid med Aquamot, og hastigheter på over 100 km / t er ikke lenger utopiske. Fordelen med denne teknologien er det ekstremt høye dreiemomentet, det oppnår akselerasjonsverdier som ikke kan oppnås med mye kraftigere forbrenningsmotorer. Akselerasjonsrampen må til og med programmeres til å være flatere for ikke å overbelaste mekanikken.

Framdrivgenerering

Den propell er helt moderne båt kjøring , selv om paddle hjul er også mulig, noe som har sine fordeler når du starter og bremsing. For å oppnå tilfredsstillende rekkevidde er det nødvendig med et spesielt høyt effektivitetsnivå for elektriske båter. Av denne grunn brukes ganske store, langsomt roterende propeller, selv om man må finne et kompromiss med ytelsesegenskapene, spesielt med hensyn til dybde og følsomhet for tang. De nødvendige lave hastighetene kan bare oppnås med spesialmotorer, spesielt store motorer eller med girkasser.

Den magnetohydrodynamiske stasjonen er hittil bare implementert som en prototype og er gjenstand for forskning.

Typer

  • Historiske elektriske båter er spesielt populære i Storbritannia.
En elektrisk elbåt . Søfart på Königssee for ca. 80 passasjerer
  • Elektriske båter for indre vannveier: Mange kanaler, elver og innsjøer er relativt små og skjermet for vinden og har ofte fartsbegrensninger. På noen vannmasser er elektriske båter de eneste godkjente typene motorbåter. På grunn av den lave energitettheten, er ikke elektriske båter egnet for applikasjoner med permanente høye ytelseskrav (for eksempel kontinuerlig høye hastigheter eller lange reiser mot strøm, vind og vær). Det er applikasjoner som ferger (f.eks. FährBär i Berlin), til bilferger (f.eks. Ampere i Norge).
  • Åpne motorbåter i klassisk stil, som kan nå planhastigheter med litiumbatterier og kraftige elektriske motorer.
  • Elektriske utenbordsmotorer: De elektriske utenbordsmotorene for mindre båter, som er tilgjengelige som masseprodukt, har ganske dårlig effektivitet på grunn av de små, raskt roterende propellene, men de er fullt utviklet. Noen påhengsmotorer produsert i små serier eller som prototyper har høyere effektivitet og er egnet for fritidsbåter. Levetiden til noen typer er utilstrekkelig for profesjonell bruk uten intensivt vedlikehold, for eksempel på ferger.
  • I dag har seilbåter nesten alltid en hjelpemotor. Det er to hovedbruksområder, på den ene siden som en slapp skyve, og på den andre siden å manøvrere i havner eller trange innganger. En elektrisk stasjon kan gjøre en god jobb for begge formål, fordi det kreves veldig lite kraft når du kjører sakte i rolige forhold, og det kan kjøres veldig lenge, selv med en liten akkumulator. Portmanøver, derimot, varer vanligvis noen minutter, og til og med små elektriske motorer kan gi større kraft i løpet av denne tiden og er veldig nøyaktig kontrollerbare. Den utslippsfrie generasjonen av elektriske stasjoner med lite vedlikehold og lite støy passer også til denne applikasjonen.
  • Som beskrevet ovenfor bruker hybridbåter for det meste en forbrenningsmotor og en elektrisk motor. For små eller spesielt motstandsdyktige båter har muskelkraftdrev bevist sin verdi i stedet.
Solpassasjerbåt Solifleur, Yverdon 1995
  • Solbåter. Solcelleanlegg brukes også i båter. I motsetning til elektriske båter bruker solbåter direkte solstråling som energikilde. Imidlertid er det en jevn overgang mellom rene elektriske båter og rene solbåter. Det er solbåter uten batterier for rekordformål, de med et veldig lite batteri for racingformål, solbåter for reiseformål og fritidsbåter med få solceller. I sistnevnte båttype er batteriene utformet på en slik måte at de for eksempel kan dekke forbruket i helgene. De få solcellene vil lade opp batteriet til neste helg. For ytterligere informasjon og referanser, se solbil .
  • Elektrisk drevne kjedeskip brukes fortsatt i Frankrike til å forhandle om lange, lite ventilerte tunneler.
  • De fleste ubåter er elektriske når de er under vann, mens sivile ubåter vanligvis er rent elektriske.

Åpne motorbåter i klassisk stil

  • Elektriske motordrevne, åpne, små motorbåter med klassisk skrogform kalles "elektriske runabouts". De kan transportere opptil åtte personer. Den oppnåelige ytelsen er tilstrekkelig for drift av annen vannsport. For eksempel er vannski mulig i kjølvannet av en elektrisk runabout.
  • Designmål: I motsetning til tidligere elektriske båter er designmålet med en elektrisk runabout å oppnå maksimal kjøreglede.
    • Kjøreglede-maksimering: Maksimal kjøreglede som designmål oppnås gjennom spesielt fokus (?) På delområdene drivteknologi, hydrodynamikk og aerodynamikk. Spesielt drivteknologi tilbyr for tiden store fremskritt innen elektromotoriske konsepter.
    • Vektminimering: Den totale massen til en elektrisk runabout avhenger avgjørende av energibehovet. Det innebærer et annet designmål. Minimering av total masse. For å opprettholde kjøreglede må det overordnede målet, (over) andre områder (hydrodynamikk, aerodynamikk) optimaliseres.
  • Tekniske detaljer:
    • Drivteknologi: Oppfatningen av elektriske runabouts krever høy effektivitet av akkumulatorcellene. Celler basert på litiumteknologi gir den nødvendige ytelsen.
    • Energilagring: De elektriske runabout-akkumulatorene fungerer som energilagring. De plasseres i flere enheter (såkalte battericeller) på passende steder om bord i båtene. Størrelsen og antallet battericeller avhenger av båtens energibehov.
    • Framdriftssystemer: Alle vanlige så vel som "uvanlige" systemer kan brukes som fremdriftssystemer.
    • Væskemekanikk: Strømningsforholdene optimaliseres ved å analysere strømmen langs båten.
    • Hydrodynamikk: Hydrodynamikken er optimal når båtens motstand mot vannet er minimert.
    • Aerodynamikk: Aerodynamikken er optimal når båtens motstand mot luften er minimert.

litteratur

weblenker

Wiktionary: Elektroboot und Elektroschiff  - forklaringer på betydninger, ordets opprinnelse, synonymer, oversettelser

Individuelle bevis

  1. ↑ vdi.de: PDF 2003, s. 1. - ikke tilgjengelig 6. november 2020
  2. ↑ Bootswerft Heistracher, History ( Memento av den opprinnelige fra 25 juni 2017 i Internet Archive ) Omtale: The arkivet koblingen ble satt inn automatisk og har ennå ikke blitt sjekket. Vennligst sjekk originalen og arkivlenken i henhold til instruksjonene, og fjern deretter denne meldingen. . Hentet 29. august 2016 @1@ 2Mal: Webachiv / IABot / www.heistracher.de
  3. ↑ Elektrisk gjennomgang, Vol. 201, nr. 7. 12. august 1977
  4. ↑ Verdens første elektriske ferge i bruk i Norge . I: ingenieur.de - jobbutveksling og nyhetsportal for ingeniører . 20. mai 2015 ( ingenieur.de [åpnet 3. mars 2018]).
  5. ↑ “Verdens første” elbilferge går live insideevs.com, 2015, åpnet 12. november 2017. - Bilder og teknisk diskusjon.
  6. ↑ latitudeyachts.eu , åpnet 15. januar 2020.
  7. ↑ BB Grønn greencityferries.com, 2017, åpnet 11.11.2017.
  8. ↑ BB Green-prosjektnettstedet
  9. ↑ Visedo makter Asias første E-ferge i Taiwan ( Memento av den opprinnelige fra 11 november 2017 i Internet Archive ) Omtale: The arkivet koblingen ble satt inn automatisk og har ennå ikke blitt sjekket. Vennligst sjekk originalen og arkivlenken i henhold til instruksjonene, og fjern deretter denne meldingen. visedo.com, 16. juni 2017, åpnet 11. november 2017. @1@ 2Mal: Webachiv / IABot / visedo.com
  10. ↑ Venezia er avhengig av e-båter - ladestasjoner på kanalene orf.at, 6. november 2020, åpnet 6. november 2020.
  11. ^ Electric Boat News , Vol. 14 nr. 4, vinter 2001/2002
  12. ↑ Denne båten kan sees her. ( Memento av den opprinnelige fra 02.06.2013 i Internet Archive ) Omtale: The arkivet koblingen ble satt inn automatisk og har ennå ikke blitt sjekket. Vennligst sjekk originalen og arkivlenken i henhold til instruksjonene, og fjern deretter denne meldingen. Chiemsee-Classic-Yacht.de  @1@ 2Mal: Webachiv / IABot / www.chiemsee-classic-yacht.de
  13. ↑ Mary Gordon Electroboot ( Minne til originalen fra 7. juni 2010 i Internet Archive ) Info: Arkivkoblingen ble satt inn automatisk og har ennå ikke blitt sjekket. Vennligst sjekk originalen og arkivlenken i henhold til instruksjonene, og fjern deretter denne meldingen. (Engelsk)  @1@ 2Mal: Webachiv / IABot / www.marygordon.org.uk