02 feb #4 De elektrische motor
Toen we uiteindelijk het besluit hadden genomen om de boot om te bouwen naar een zelfvoorzienend zeilschip, moesten we ook de voortstuwing van de boot veranderen. We wilden leven van wind, water en zon en hiervoor moest de dieselmotor vervangen worden voor een schonere aandrijving. Vijf jaar geleden waren er voor ons twee mogelijkheden die hiervoor geschikt leken. De eerste was een elektrische motor met waterstof en de tweede mogelijkheid was een elektrische motor met lithium accu’s.
Omdat er vijf jaar geleden nog niet veel vergelijkbare zeilboten, die ook rond de wereld gingen, elektrisch voeren, betekende dat we nog veel moesten uitzoeken. Dit werd dan ook onderdeel van Niels’ afstudeerproject. Er is samen met het bedrijf Holthausen uit Hoogezand gekeken naar de mogelijkheden. Er leek een mogelijkheid te bestaan om een van de bakskisten te gebruiken voor de productie en opslag van waterstof. Maar er waren ook complicaties. Er was teveel stroom nodig om de waterstof te produceren. Met de hoeveelheid zonnepanelen, windmolen en de schroefasgenerator aan boord kon de benodigde energie niet opgewekt worden. Ook moest de opslag in grote tanks onder een hoge druk plaatsvinden. Omdat dit totaal nieuw is bij zeiljachten, was de vraag of wij met zulke tanks en apparatuur havens binnen zouden mogen varen. Nu, na twee jaar zeilen, heb ik tot dusver nog nooit een inspectie in de machinekamer gehad, waardoor ik denk dat het geen probleem zou zijn geweest. Maar goed, het blijft een risico. Tijdens het afstudeerproject werd na verloop van tijd duidelijk dat waterstof aan boord van een 42-foot zeilboot niet handig was. Mochten er ooit mensen zijn die deze stap wel gaan wagen, besef goed dat echt overal zout komt. Ook op plekken waar je denkt dat het niet komt. Dus als er systemen worden aangelegd in zeilboten, zorg er dan voor dat alles tegen zout kan om ellende onderweg te voorkomen.
Uiteindelijk hebben we gekozen voor de tweede mogelijkheid: een elektrische motor met lithium accu’s. Deze opstelling konden we realiseren binnen de beschikbare tijd. De lithium accu’s waren goed in te bouwen en de kosten waren beduidend minder. De eerste stap was het uitrekenen van de grootte van de motor. We hebben samen met het bedrijf Mennens uit Groningen een trekproef gedaan om te kijken hoeveel trekkracht het schip had met de huidige dieselmotor. Omdat de boot tijdens de proef nagenoeg stillag, hadden we niet de weerstand van het water en lucht, maar we wisten in ieder geval iets. Uiteindelijk is er, na flink rekenen, bepaald dat een motor van minimaal 10kW voldoende kracht zou moeten hebben om het schip tijdens zwaardere weersomstandigheden voort te kunnen stuwen. Dit is flink minder dan de 72pk dieselmotor!
De elektrische motor is een watergekoelde drivemaster 15kW 48V van Bellmarine geworden. Omdat de dieselmotor nog goed werkte, hebben we ervoor gekozen deze te laten zitten voor het geval er zich onderweg problemen voordoen. We hebben een parallelle opstelling gebouwd, waarbij de elektrische motor schuin naast de dieselmotor is komen te hangen. Via twee v-snaren drijft de elektrische motor de poelie op de hoofdas aan.De v-snaren zijn met twee spanners gespannen om voldoende druk op de v-snaren te krijgen. Dankzij de Paragon-keerkoppeling op de dieselmotor, die als lager dient en vrij meeloopt, hoefden we niet veel te veranderen aan de bestaande aandrijfas. Alleen de hoofdas moest iets ingekort worden omdat er een extra poelie bijkwam.
Na twee jaar varen zijn we nog steeds ongelooflijk enthousiast over de motor. We hebben tot dusver nog geen enkele complicaties gehad met de elektrische motor. Zodra het contact is omgedraaid, start de motor binnen een seconde. Het hoeft niet warm te lopen en bij een gijp of overstag tijdens zwaar weer, duwt deze ons met gemak door de wind. We horen de motor niet, wat het praten tijdens het varen een stuk eenvoudiger maakt.
Tot dusver hebben we nog geen onderhoud hoeven te plegen. Dankzij de grote regelkast is de motor helemaal af te stellen naar je eigen wensen. Dit is handig als je een bepaald aantal toeren of een maximaal vermogen wilt waren. Op het contactslot zitten twee standen: een ‘eco stand’ en ‘vol vermogen’. Meestal varen we op 70-80% van de eco stand. Dan vraagt de motor 2,5kW en varen we rond de 4 knopen. We kunnen maximaal 9 knopen halen, maar dit beperkt drastisch de tijd die we kunnen varen, omdat dit meer elektriciteit vraagt. 4 knopen is inderdaad langzamer dan de 5,3 knopen die we met de dieselmotor konden halen, maar meestal hebben we geen haast. Mochten we wel sneller moeten in geval van nood, dan kan dat dus prima met de elektrische motor.
Tijdens het zeilen wekt de elektrische motor ook energie op. Het enige wat we hiervoor moeten doen is instellen hoeveel weerstand we willen hebben bij een bepaald aantal toeren. Dit hebben we onderweg goed afgesteld, waardoor we nu redelijk wat energie laden. We zetten het laden pas aan bij een snelheid boven de 5 knopen, omdat het anders teveel afremt, vanwege de weerstand in combinatie met de golven. Boven de 5,5 knopen begint het echt goed energie op te wekken, waarbij we als piek 700W hebben gehaald. Niet slecht voor een vaste schroef!
Sinds februari 2019 is onze dieselmotor stuk. Voor vertrek van Panama naar de Markiezen lieten we deze in de haven van Panama een half uur draaien, omdat dit nou eenmaal eens in de maand moet, ter behoud van de dieselmotor. Bij de oversteek van 50 dagen is er blijkbaar iets stuk gegaan, terwijl we de dieselmotor niet gebruikten, waarvan we nog steeds niet weten wat het is. Dit betekent dat we nu al een heel jaar lang zonder back-up dieselmotor varen. We zijn positief verrast hoe makkelijk dit is gegaan en als we terugkijken op afgelopen jaar hebben we de motor ook niet gemist.
Gaat dit de toekomst worden? Ja, dat denken we wel. Een elektrische motor vraagt zo weinig onderhoud en vaart zo rustig, dat dit voor zeilboten een stap vooruit is. Ook het overstag-gaan en gijpen midden op zee gaat makkelijk als we de elektrische motor bijzetten. Als er net te weinig wind staat om lekker te varen, kan de elektrische motor ook op een laag toerental meedraaien. Een nadeel is natuurlijk dat er een grotere accubank aan boord moet komen. Belangrijke vragen daarbij zijn: ‘welke accu’s?’ en ‘hoeveel accu’s zijn er nodig voor een optimale aandrijving?’ Hierover vertel ik de volgende keer meer!
Vragen? Mail ons dan naar info@4greenfoundation.com
Link naar de elektrische motor is hier.
