anwb.nl/watersport, de site voor watersporters
Peter Paay van Excellent uit Aalst wilde twee dingen verenigen: snel varen en rust aan boord. In een boot waar in de machinekamer een 250 pk-Yanmar staat te brullen? Daar was wel wat ingenieus denkwerk voor nodig. Peter vond de oplossing. Tekst: jan Briek, foto's: Richard de jonge
W
at willen mijn klanten eigenlijk?, vroeg Peter Paay zich af. De meesten zijn ervaren watersporters, vaak ex-zeilers. Het antwoord volgens zijn werf Excellent: rust en veilig varen op ruim water. Snelheid is bij dat laatste essentieel. Niet alleen vanwege de mogelijkheid om slecht weer te ontlopen, maar ook om in slecht weer wat sneller (en daardoor comfortabeler in zeegang) te kunnen varen en manoeuvreren. In feite zocht de werf dus een lastige combinatie. Namelijk de mogelijkheid om snel en rustig (lees: stil) te varen. Onverenigbaar. Totdat je twee verschillende motoren in een boot gaat toepassen: een krachtige diesel in combinatie met een elektromotor. Dat juist dit idee bij Excellent vandaan komt, is op zich niet zo gek. De jachten varen goed als waterverplaatser en als halfglijder. Om de combinatie diesel/elektrisch te laten slagen, heb je natuurlijk een boot met die eigenschappen nodig.
WATERKAMPIOEN
f
.
^ U
JL»
De combinatie van twee motoren heeft meer voordelen. Elektrisch varen is om verschillende redenen economischer dan varen op diesel, zeker als je de accu's niet alleen via het stopcontact, maar ook via een generator aan boord kan laden. Zo'n generator kan namelijk optimaal z'n vermogen leveren om de accu's te laden en gebruikt dan niet meer dan één liter (goedkope, rode) diesel per uur. Dat geldt zeker als je langzaam vaart. Een - zware diesel draait met lage toerentallen verre van optimaal. Dat wil zeggen dat hij oneconomisch met z'n brandstof omspringt en ook nog eens meer vervuilt. Een bijkomend aspect: voor veel mensen betekent een tweede motor een extra gevoel van veiligheid. Simpel en effectief Uitdenken is één, de techniek ook daadwerkelijk aan boord brengen, is twee. De werf koos voor een even simpele, als
1 *s ^\
*%
effectieve installatie. Daarbij wordt de motor achterstevoren achterin geplaatst en voorzien van een v-drive. Direct voor de motor komt een frame waarop de elektromotor staat, die op zijn beurt wordt verbonden met de uitgaande as. De elektromotor zit dus direct op de schroefas. Dat is meteen de oplossing voor een bijkomend probleem: dat van het extra accugewicht. De accu's staan nu onder de salon en doen daar tevens dienst als ballast. Nog een voordeel van de elektromotor op de uitgaande as is, dat als de dieselmotor draait, de elektromotor als dynamo voor de accu's fungeert. De 'gewone' dynamo op de dieselmotor laadt de startaccu. Ook kreeg de Excellent 1000 een schroeftunnel in de romp. In verband met de v-drive zit de schroef hoger dan normaal. De tunnel is nodig om toch voldoende ruimte tot de romp te hebben. Paay is van mening dat een boot van 10 meter lengte
12-2001
42
2
anwb.nl/watersport, de site voor watersporters
Peter Paay van Excellent verenigde de mogelijkheid om snel te varen en fluisterstil te toeren. De verschillen tussen een conventionele Excellent en de Hybride in beeld. Aan boord van de eerste staat de dieselmotor onder de salonvloer, op de Hybride staat hij achterstevoren onder de kuip en is hij voorzien van een v-drive. Op de uitgaande as is de elektromotor gemonteerd.
het maximum is om elektrisch te varen. 'Want 't gaat niet alleen om het op gang komen, het moet ook nog mogelijk zijn om het schip snel te stoppen.' Extra dimensie
De elektromotor in combinatie met een generator geeft het elektrisch varen een extra dimensie: je bent vrijwel selfsupporting en je hebt een enorme actieradius. Een bijkomend voordeel is dat de generator ook kan worden gebruikt voor tal van nevendoeleinden. Bijvoorbeeld om allerlei apparatuur aan boord te laten draaien, zodat het leven een stuk comfortabeler wordt; een wasmachine, een droger en een magnetron, om maar iets te noemen.
-
I
—
R —df^J^H
o
o 3 Bf Ê O
% f èJÊÊ
f
^jF*WF^ÊP^^*-m
Het verschil op het dashboard: een tweede contactsleutel en een meter die aangeeft hoeveel vermogen wordt opgenomen, de tijd die je nog kunt varen en hoever de accu's nog gevuld zijn.
Zonder generator kan natuurlijk ook. De mogelijkheden zijn dan beperkter, maar het scheelt wel zo'n 30.000 gulden (13.613 euro). Nou kun je je afvragen of dat een verstandige besparing is op het totaal van ongeveer
75.000 gulden (34033 euro) dat elektrisch varen meer kost. En hoe vaart dat nou, zo'n combinatie van een elektromotor en een generator? Het antwoord: opmerkelijk. Het is opmerkelijk dat als je de elektromotor start en met een snelheid van acht kilometer vaart, je niets meer hoort dan de golfjes die tegen de boeg kabbelen. Varen zonder motorlawaai is voor zeilers heel vanzelfsprekend, maar als dat geluid ontbreekt op een motorboot, moet je heel erg wennen. Maar 't went gauw. Nadat we varend op de dieselmotor wat geluids- en snelheidsmetingen hebben gedaan, schakelen we gauw weer over op onze elektromotor. Heerlijk rustig en snel genoeg op het binnenwater. Jammer dat de generator zo'n herrie maakt, al is dat natuurlijk heel betrekkelijk, want dan nog komt het geluidsniveau niet boven 65 decibel. Wel is het wennen bij het manoeuvreren: je hoort niks, dus ook niet hoe hard je achteruit slaat bijvoorbeeld. Daar staat wel weer tegenover dat de elektromotor traploos is geregeld, zodat je bij wijze van spreken bijna stilliggend nog bestuurbaar blijft. Als je gewend bent aan het ontbreken van het geluid, maakt dat het manoeuvreren in wezen eenvoudiger dan met een zware diesel die - zeker als je langzaam wilt varen moeilijker te doseren is.
Celuid? 't Is niet te meten.
In het prototype zijn de bedieningshendels van diesel- en elektromotor nog gescheiden, in de toekomst zullen beide motoren met dezelfde hendel worden bediend. De generator zorgt voor een vergroting van de actieradius van ongeveer 900 mijl, plus natuurlijk de mogelijkheid van allerlei luxe extra's aan boord, jammer alleen dat hij zorgt voor zo'n 10 decibel extra lawaai. Wat dat betreft doet hij z'n naam geen eer aan. Een stuk vloerbedekking lost gelukkig veel op.
WATERKAMPIOEN
12-2001
43
3
anwb.nl/watersport, de site voor watersporters
Elektrisch varen
aren op aiese. Snelheid versus geluidsniveau. Snelheid en vaarduur afgezet tegen het opgenomen amperage met 80% gevulde accu's.
© Hl
Opgenomen amperage versus range.
0 *.. / 7.5 12
18,6
28
44
60
io,2
12,7
14,8
16,3
10
,2
25,6 km/h
98
Snelheid bij oplopend toerental.
Snelheid versus geluidsniveau.
V(km/h)
®
25
20
I
TT
TH
"^>
15
Golfjes tegen de boeg
jr
10
Met wat meer snelheid snijdt de boeg mooier door het water 3,4
4,4
5,3
6,2
6,8
7,8
8,2
f 800
Uit de motorgegevens van de motor die in de Excellent staat, blijkt deze het zuinigst met brandstof om te springen bij een toerental van iets meer dan 2000 per minuut. De snelheid ligt dan op 15 km/h (zie grafiek 4). Bij dit toerental ligt het verbruik op 15 liter per uur. Met 400 liter diesel aan boord wordt het rekensommetje eenvoudig: 400 I/15 l/h = 26,6 uur. 26,6 uur x 15 km/h = 399 km. Laten we ditzelfde sommetje
Afschrijvingen en kosten Tegenwerping nummer één: de accu's zijn hartstikke duur en gauw versleten. Peter Paay reageert: 'De accu's die in de Excellent staan, kosten weliswaar het lieve sommetje van 7000 gulden. Niet niks, maar ze staan volgens de papieren ook garant voor 1500 ladingen. Laten we dat nou eens wat gematigder op 1200 ladingen stellen. Een periode van tien jaar is in dit verband van toepassing. Dan betekent dat per lading een afschrijving van 5,83 gulden. Laten we er even vanuit gaan dat je gemiddeld met een snelheid van
i'/'?:"'/:/
5
km/h 0
Het verbruik en de range
M^
1.200 1.600 2.000 2.400 2.800 3.100 r/mln
eens maken voor 'elektrisch varen op diesel'; dus met gebruikmaking van de generator om de benodigde stroom te leveren. Die generator is afgesteld, zodat hij maximaal 50 ampère per uur levert. Laten we eens 'quitte' varen: de 50 ampère die de generator levert, varen we elk uur ook weer 'op'. Dan komen we op de volgende getallen: het kost de generator 1 liter diesel per uur om 50 ampère te leveren; we hebben 150 liter brandstof
voor de generator aan boord. Om de zaak realistisch te benaderen, gaan we bij een afgenomen amperage van 50 uit van een snelheid van 6 km/h (grafiek 1). Ergo: 150 I x 6 km = 900 km. Uitgaande van het hypothetische geval dat je uitsluitend de generator de stroom laat leveren, vergroot je de range van 400 tot 1300 km. Meer dan 200 procentl De brandstofkosten zijn trouwens ook interessant:
Diesel: kosten per kilometer: 2 gulden* (0,91 euro) Diesel/elektrisch: kosten per kilometer: 33 cent* (0,15 euro) Prijsverschil per 15 kilometer: 25 gulden** (11,34 euro)
6 km/h tien uur kunt varen. Dan betekent dat een afschrijving van 0,58 gulden per uur. Gooien we daar een bijna 100 procent prijsstijging overheen - misschien wat erg veel, maar 't rekent wat makkelijker komen we uit op één gulden per uur.'
ze niet - moet 340 ampère worden geladen. Met een lader van 50 ampère - en 48 volt spanning - betekent dat zeven uur laden om ze van 20 op ongeveer 85 procent te krijgen.' En wat gaat dat kosten? Reken mee met Peter Paay: '50 A bij 48 V komt neer op 2,5 kW per uur uit het stopcontact. Bouwen we nog een marge in: 3 kW per uur. Als we zeven uur aan de walstroom liggen, komt dat dus neer op 7 maal 3 is 21 kW. Uitgaande van een kW-prijs betekent dat 11 gulden. Voor die elf piek kunnen we vervolgens weer tien uur varen. De kosten -
naar beneden afgerond - één piek per uur.' Opgeteld bij de gulden die we hiervoor hadden, komt dat neer op twee gulden per uur. Of twee gulden per 6 kilometer, zo je wilt. Ofwel, 33 cent per kilometer afschrijving en walstroom. Eerlijk is eerlijk, daar komt ook nog het onderhoud van de elektromotor bij. Om de 5000 uur moeten er nieuwe koolborstels in; zes in totaal, voor een tientje per stuk. Dat is 1,2 cent per uur, oftewel 0,2 cent per kilometer.
Tegenwerping nummer twee: Dan zijn we er nog niet, want dan moeten de accu's ook weer vol en dat kost stroom. En die stroom krijg ik niet voor niks. Paay: 'Klopt. In de haven prikken we de Duitse landvast in het kastje op de steiger. In de 'lege' accu's - echt leeg vaar je
4
' Voor een belangrijk deel veroorzaakt door cavitatie. Excellent is inmiddels bezig met aanpassingen aan het prototype, om dit eruit te halen.
*Bij een dieselprijs van twee piek per liter (dieselektrisch varend kom je natuurlijk wel 1,5 uur later aan) * * l n de praktijk is het prijsverschil nog groter, omdat de generator op goedkope, rode diesel mag draaien
anwb.nl/watersport, de site voor watersporters
SCHUIFLUIKEN
Energievriendelijk N o g een sommetje o m het niet af te leren d a n . O m 6 k m / h te varen, neemt onze elektromotor 44 ampère af (grafiek 1). O m g e r e k e n d k o m t d i t neer o p 2,2 k W v e r m o g e n (44 ampère x 50 v o l t ) , w a t neerkomt o p 3 pk. M e t andere w o o r d e n , de elektromotor m o e t 3 pk v e r m o g e n leveren voor een snelheid van 6 k m / h . Zet daar de dieselmotor in de Excellent eens tegenover: voor een snelheid van 12 k m / h (bij ongeveer 1500 r p m ; grafiek 4) moet de m o t o r 58 pk leveren. Je m o e t in de dieselmotor dus bijna 20 keer zoveel energie steken o m t w e e keer zo hard te gaan. Dat een elektrom o t o r energievriendelijk is, is daarmee wel d u i d e l i j k .
n
DEZE SCHUIFLUIKEN WORDEN DOOR ONS NAAR MAAT GEMAAKT
Voordelen ) o r d e l e n * van de c o m b i n a t i e van dieselmotor, generator en elektromotor: + grotere actieradius + t o e g e v o e g d e veiligheid + stil + m i n d e r milieubelastend + meer c o m f o r t aan b o o r d (wasmachine etc.) + elektro-aandrijving is een duurzaam en relatief e e n v o u d i g systeem +goedkoper + self-supporting
mmümm (ümm aooüaltson FOKKERSTRAAT 571 • 3125 BD SCHIEDAM • TEL (OIO) 4377700 TELEFAX: (OIO) 4152634 - 4621286 • e-mail: [email protected]
+ 'vriendelijker' voor de o m g e v i n g + rust aan b o o r d * Deze v o o r d e l e n betekenen w e l een flink prijsverschil ten opzichte van een conventionele diesel
Meer informatie Excellent Yachts
LUCHTAANZUIGPOORTEN
Zaaiwaard 10 5308 JK Aalst telefoon (0418) 67 70 66 fax (0418) 67 35 27
Technische gegevens Excellent 1000 L e n g t e o v e r alles: 10,80 m Breedte: 3,20 m Gewicht: 5,8 t o n
ACOUSTISCHE MATERIALEN , VOOR MOTORKAMERS W
Kruiphoogte: 2,60 m Brandstof: 4 0 0 I Water: 400 I Prijs Excellent 1000 Hybride: 447.000 g u l d e n [202.840 euro)
De techniek M o t o r : Y a n m a r 4 l h a m - d t e , 139 kW (190 pk) bij 3.300 r p m v - d r i v e : HSw/630, 2 :1 Elektromotor: 48 V, 3 kW bij 1.000 r p m Generator: Whisper 3500, 3,75 kVA, 3 kW A c c u ' s : M i d a c tractiebatterijen, 48 V, 380 A
wmüQDm dlmm LBÏBÏËÏEOQ oom.
Lader: Mastervolt, 48 V, 50 A Lader: Mastervolt, 12 V, 80 A (serviceaccu's)
FOKKERSTRAAT 571 • 3125 BD SCHIEDAM • TEL: (010) 4377700 TELEFAX: (010) 4152634 - 4621286 • e-mail: [email protected]
Omvormer: 12V, 3000 W
Zie pag. 110 en 111 van de VETUS Catalogus
WATERKAMPIOEN
12-20O1
45
5
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
anwb.nl/watersport, de site voor watersporters
