Van diesel naar elektro in de toekomst, zomaar een gedachte.

[R.C.Grootveld]

Het zg koppel zegt in een scheepsaandrijving helemaal niets, dat veronderstelde winstpunt voor elektroaandrijving mag je gewoon negeren.

Ik ben geïnteresseerd in de technische resp. natuurkundige onderbouwing ....

[R.C.Grootveld]

Anders heeft het geen enkele zin, en vaar je gewoon op diesel met een omweggetje. En omweggetjes kosten altijd energie.

In theorie heb je gelijk, de praktijk laat het tegendeel zien.

DE aandrijving kan per saldo een beter rendement hebben dan mechanische.
Ooit een locomotief met een versnellingsbak gezien? Allemaal DE* en tegenwoordig zelfs hybride (E met D-aggegraat)

Niet alleen de huidige cruise schepen varen hebben DE aandrijving, ook op binnenvaart schepen zijn proeven gedaan met DE aandrijving die ca 20% rendement verbetering opleverden.
Reden: Door de toepassing van de zg Azipod's kun je de schroef op de meest efficiënte plek onder je schip plaatsen en dat is niet altijd de lijn van de kiel.
Verder ben je het energieverlies kwijt wat nu wordt opgeslokt door de mechanische transmissie.

Tegen het rendement van een E-aandrijving kan geen verbrandingsmotor tegen op en dat geldt zelfs voor de E-4wieler.
Het ketenrendement van centrale tot je as is al hoger dan dat van de verbrandingsmotor alleen al.

We hebben het ca 100 jaar met de (overigens prachtige) stoommachine gehad, we doen het nu ca 100 jaar met de Otto/Dieselmotor en ook hun levenseinde komt voor sommige toepassingen in zicht.


* Uitzondering zijn de diverse diesel hydraulische series van de Duitse spoorwegen uit de jaren 50/60 die met name door Kraus Maffei zijn ontwikkeld.
Ze rijden nog steeds rond ....

[henkvd]

Ik ben geïnteresseerd in de technische resp. natuurkundige onderbouwing ....

De scheepsschroef is de beperkende factor, die bepaalt het af te nemen vermogen.

[Yep]

Maar eens even gerekend.

Diesel levert ca. 10 kWh per liter aan energie.
Mijn praam verbruikt bij het meest gevaren toerental ca. 4,8 liter per uur.
Gedurende dat uur wordt er 10 * 4,8 is ca. 48 kWh aan diesel verbrand.
Stel het rendement van de diesel op 40% en er is effectief 19,2 kWh per uur geleverd.
Bij een dagje varen gedurende 8 uur is er bijna 160 kWh aan power nodig, 1,6 keer de capaciteit van de Tesla P100.

Bij 24 volt (voor het vergelijk) is dat een accubank met 6.600 Ah (SOC van 100 naar 0%).
Qua prijs een absoluut vermogen, qua tonnage gaat het wel.
Laden zal wel gaan, er zijn tenslotte chargers die dit in een paar uur fiksen.

Ooit zal zoiets wel lukken maar de eerstvolgende 10 jaar niet denk ik.

[R.C.Grootveld]

De scheepsschroef is de beperkende factor, die bepaalt het af te nemen vermogen.

En juist daarom speelt mijns inziens koppel wel degelijk een rol.

Stel:
Met neme 2 identieke schepen
- Schip 1 rusten we uit met een "scheepsmotor", van zeg 100 Kw en koppelen die op de gebruikelijke wijze (KK, schroefas etc) aan een schroef
- Schip 2 rusten we uit met een qua Kw even sterke motor van een motorfiets en koppelen die aan dezelfde aandrijflijn
Dan denk ik toch dat je met schip 1 "verder" komt dan met schip 2 . . . . .

Idem met auto:
Met de 150 Kw die ik onder m'n motorkap heb liggen kan ik prima een caravan over de Gotthard trekken
Maar dat zie ik mijn "buurman" met z'n (qua Kw's even sterke) 2wieler niet doen

[aquanaut]

En juist daarom speelt mijns inziens koppel wel degelijk een rol.

Stel:
Met neme 2 identieke schepen
- Schip 1 rusten we uit met een "scheepsmotor", van zeg 100 Kw en koppelen die op de gebruikelijke wijze (KK, schroefas etc) aan een schroef
- Schip 2 rusten we uit met een qua Kw even sterke motor van een motorfiets en koppelen die aan dezelfde aandrijflijn
Dan denk ik toch dat je met schip 1 "verder" komt dan met schip 2 . . . . .

Idem met auto:
Met de 150 Kw die ik onder m'n motorkap heb liggen kan ik prima een caravan over de Gotthard trekken
Maar dat zie ik mijn "buurman" met z'n (qua Kw's even sterke) 2wieler niet doen

Is een misvatting.
Het heeft alles met de relatie, koppel/vermogen/toerental te maken, het gegeven dat de motor zijn vermogen kan leveren bij een laag toerental geeft alleen maar aan dat zijn koppel hoger is.
Immers P = T x n / 9549, ofwel het vermogen in Kw = het product van koppel (T) en toerental (n) gedeeld door 9549 (of 5252 voor PK)
Als jouw twee voorbeeldboten dezelfde schroef hebben zal de reductiekast het juiste toerental (en koppel) moeten opleveren om de schroef het toerental te laten draaien waarbij hij zijn nominale vermogen opneemt uit de aandrijflijn.
Bij jouw voorbeeldboten zal de scheepsmotor(vanwege zijn hogere koppel) minder toeren draaien en de reductie kleiner zijn.
Bij de motorfiets motor zal de motor zelf meer toeren maken om aan het vermogen te komen maar door de grotere reductie is het uitgaande koppel weer precies gelijk.
Idem voor de motorfiets met aanhanger alleen zal er een andere versnellingsbak onder de motorfiets moeten (één die niet bestaat)
Het koppel van de motorfiets motor is lager maar dat heft de grotere reductie (die het koppelweer verhoogd) weer op.

Omdat een schroef zijn max vermogen opneemt bij maar 1 toerental maakt het koppel dus niet zo veel uit.
Je kunt er een hoogtoerige elektromotor voor zetten (met een laag koppel) en vervolgens een reductiekast die het koppel verhoogt.
Of een laagtoerige motor met een kleinere reductie.....of wat wel een verschil maakt, een motor die qua toeren bereik bij de schroef past waardoor een reductiekast (met bijbehorende verliezen) overbodig wordt.
Om de draairichting te veranderen hebben we immers ook geen keerkoppeling nodig.

Aquanaut

[heuvels]

Niet alleen de huidige cruise schepen varen hebben DE aandrijving, ook op binnenvaart schepen zijn proeven gedaan met DE aandrijving die ca 20% rendement verbetering opleverden.

Ik heb ze voorbij zien varen. Vreemde gewaarwording. De uitlaat als een schoorsteen bij de boeg waar het aggregaat staat. Dikke stroomkabels naar achteren waar de elektromotor zit. Achterkant vrijwel geluidsloos, zal moeder de vrouw ook wel fijn vinden in het woongedeelte. Meer ruimte ook achterin.

[quichot]

Door de toepassing van de zg Azipod's kun je de schroef op de meest efficiënte plek onder je schip plaatsen en dat is niet altijd de lijn van de kiel.

Dat is het verschil met het vervangen van diesel door E in onze bootjes. Dan mis je die optimalisering. Ik denk dat het voordeel van 20% alleen realiseerbaar is als je daar al op de tekentafel mee begint.

Brandstofcel in combinatie met waterstof is juist voor de scheepvaart zo aantrekkelijk, omdat er in verhouding tot bij een personenauto, aan boord van zelfs een relatief klein jacht veel meer ruimte beschikbaar is voor waterstofopslag. Waterstof zelf is niet explosief. Dat wordt het pas vermengd met zuurstof. De tankinhoud kan niet ontploffen, zelfs niet als daar een vonk bij zou komen. En sinds de Hindenburgramp (accident waiting to happen) zijn tal van synthetische materialen ontwikkeld waarmee veilige opslag te realiseren is. En uiteraard staat deze ontwikkeling niet stil.

Ik waag me niet aan voorspellingen. 5 jaar, 10 jaar, de tijd zal het leren. Maar de geschiedenis leerde ons al dat dit soort ontwikkelingen in een stroomversnelling kunnen komen, en veel sneller gaan dan iemand voor mogelijk hield.

[FKZ]

Alles kan natuurlijk echter het begint met goed rekenen. Hoeveel KW op de schroef heb je nodig om bij kleine boten romp en bij grotere boten kruis/ legale snelheid te halen. Een boot met een lengte waterlijn van 8.5 meter (ongeveer een 9.5 tot 10 meter over de stevens) met een gewicht van 6 ton zou een schroef vermogen van 30 pk al genoeg zijn voor romp snelheid. romp snelheid is 7 knoop ongeveer 13 km/h. Dit mag je op de meeste vaarwegen in NL niet varen. Op meren en kleine kanaaltjes mag je 9 tot 10 km/h varen . Om met hetzelfde schip 10km/h te varen heb je nog maar 13 pk op de schroefas nodig dat is iets meer dan 1/3 van het vermogen voor romp snelheid. bij 9 km per uur is het nog maar 9 PK. etc. Hier zit ook de Efficiency slag van serie hybride. Een relatief kleine generator die constant 10 kw uit poept loop veel efficiënter dan een motor van 60 pk die 12 pk uit poept. Al het vermogen van de generator word gebruikt voor de voortstuwing of voor het laden van de accus. Je werkt constant in het efficiëntste gedeelte van de diesel motor dus je krijgt meer bruikbare KW per liter diesel. In mijn optiek zijn enkel lithium gebaseerde accus geschikt om elektrisch te varen omdat een AGM of Lood accu een erg slechte laad en verbruiks efficientie hebben bij hogere stromen ivm interne weerstand warm worden wat zich vertaald is in het peukert effect. In een nieuw te bouwen of opnieuw op te bouwen schip met veel comfort op E gebied zou diesel elektrisch waarschijnlijk niet eens zoveel duurder zijn dan een (te) grote diesel en het 230 volt comfort pakket. Waarbij mogelijk andere indelingen mogelijk zijn om dat losse componenten verspreid kunnen worden over het schip. Maar het blijft voor als nog pionieren hoe wel vetus hun E line nieuw leven hebben ingeblazen. Die zien dus wel toekomst voor deze manier van aandrijven.

[bas]

Diesel-elektrisch is de scheepvaart eigenlijk ooit mee begonnen bij gebrek aan omkeerbare motoren en keerkoppelingen. Toen deze kwamen was het snel gebeurd omwille van de hoge aanschafkosten en eigenlijk is dat nog steeds zo.
Dat er nu diesel-elektrische schepen rond varen is een feit maar allemaal om redenen die voor de pleziervaart niet relevant zijn. Het is daarom m.i. niet heel relevant om naar bijvoorbeeld cruise schepen te kijken, die hebben een heel andere vermogensvraag en er zit iets van een terugverdienmodel in.
Voor de pleziervaart zal het m.i. of het één, of het ander zijn en dan zal het qua kosten in ieder geval in de buurt moeten gaan komen van de huidige gangbare set-up. Botenverkopers zijn gewoon commerciële jongens, die willen gewoon bootjes verkopen en dat lukt slecht met een boot die een stuk duurder is dan die van de concurrent.
Is het alternatief elektrisch? geen idee, misschien ook wel waterstof of god mag weten wat er nog uitgevonden gaat worden.
Persoonlijk zie ik geen hapklare oplossing voor het fossiele vraagstuk. Waar nu ruwe olie de oplossing is voor zo ongeveer alles op de wereld denk ik dat we moeten gaan leven met het idee dat de oplossing voor het ene niet de oplossing is voor het andere. Voor de ene toepassing zal elektrisch prima zijn, voor de andere waterstof, weer ergens anders synthetische brandstoffen, en wellicht biomassa als alternatief voor plastics....zeg het maar, geen idee.