Elektro propulzija većih brodica

[amiklic1]

Evo, pošto nije uobičajeno kod nas, a cijene goriva lete u nebo, a usput u motorima i nema ovakvog foruma, rekoh da stavim ovdje svoja nedavna (i trenutna) razmišljanja.

radi se o elektro propulziji brodica.

Na mnogim stranicama na Internetu može se naći nešto o tome, a primjer motora je na
http://www.solomontechnologies.com/m_recreational.htm

Njihovi STI motori za rekreacijske brodice su modeli ST37 i ST74, koji zamjenjuju dizel (ili benzinse) motore do 24 odnosno +48 KS.

Potrebno je napomenuti da se u obzir uzima trećina snage potrebne za motore s unutarnjim sagorijevanjem. tako, ako trebate 12 kW diesel motora za svoju brodicu, uobičajeno je da će istu snagu dati električni motor ansge 4 kW, a zbog puno bolje iskoristivosti, manje pokretnih dijelova i gubitaka u vezi toga, zagrijavanja...


Pošto je cijena goriva takva kakva je, a i nema izgleda da će ići dolje, počeo sam razmišljati o elektro propulziji. Prednosti su goleme. Nema održavanja, motori su trajniji, gorivo jeftinije (na svakom vezu koji košta 150-ak kn/dan možete "napuniti spremnik")...

Ipak , još sam pomalo skeptičan, iako sve govori u prilog tome da je ovo super opcija. Možda i zato jer nije uobičajena stvar na našim brodovima...


Negativna strana sustava elektro propulzije je da košta nešto više od diesel motora, iako je i to diskutabilno kad se uzme u obzir mogućnost punjenja baterija obnovljivim izvorima energije (solarni paneli, vjetrogeneratori...), a i vez sa strujom je opcija (ako se nađe, naravno).


Uporabom AGm ili GEL baterija, trajanje istih znatno se povećava, a i sustav je pouzdaniji (moguće dublje pražnjenje bez oštećenja ćelija baterija).

Lombaedini LDW2204 ima okretni moment od 144 Nm/2000 okr, a ovaj STI 74 ima 140 Nm. Znači, snage ima dovoljno, pogotovo ako se uzme u obzir da je Lombardini deklariran kao 51 KS motor (38 kW), a ovaj električni kao 9 kW.


Napon na kojem radi je 144V DC, što znači da treba 12 baterija napona 12V u seriju za pogon. Najveća struja koju vuče je 64A.

Na stranici http://boatdesign.net/forums/showthread.php?t=676 ima malo rasprave o ovom.

A mislim da je za manje brodice još isplativije, pogotovo za ljude koji jednom ili dva puta dnevno idu podići i baciti vrše, parangale ili mreže blizu kuće...

[primorac]

Njihovi STI motori za rekreacijske brodice su modeli ST37 i ST74, koji zamjenjuju dizel (ili benzinse) motore do 24 odnosno +48 KS.

Potrebno je napomenuti da se u obzir uzima trećina snage potrebne za motore s unutarnjim sagorijevanjem. tako, ako trebate 12 kW diesel motora za svoju brodicu, uobičajeno je da će istu snagu dati električni motor ansge 4 kW, a zbog puno bolje iskoristivosti, manje pokretnih dijelova i gubitaka u vezi toga, zagrijavanja...

Lombaedini LDW2204 ima okretni moment od 144 Nm/2000 okr, a ovaj STI 74 ima 140 Nm. Znači, snage ima dovoljno, pogotovo ako se uzme u obzir da je Lombardini deklariran kao 51 KS motor (38 kW), a ovaj električni kao 9 kW.


Napon na kojem radi je 144V DC, što znači da treba 12 baterija napona 12V u seriju za pogon. Najveća struja koju vuče je 64A.

Na stranici http://boatdesign.net/forums/showthread.php?t=676 ima malo rasprave o ovom.

A mislim da je za manje brodice još isplativije, pogotovo za ljude koji jednom ili dva puta dnevno idu podići i baciti vrše, parangale ili mreže blizu kuće...

Neke stvari nisu baš jasne. Kako može biti 4kW = 12 kW?!?!?
Da li to znači, da u Glastronov gliser 185XL od 5,5 metra sa Mercruiserom od 100 kW, koji na 5000 okretaja pri max snazi postiže 42 milje brzine, može biti zamijenjen elektromotorom tri puta manje snage, ergo 33,333 kW, gdje na max snazi vuče 231,48 Ampera, i da će ići istom brzinom od 42 milje? Koji to akumulatori mogu davati 230 Ampera tijekom recimo jednog sata? Koliko je to teško?

Da li misliš, da bi Maestral 700 pogonjen elektromotorom od 9 kW išao isto kao i sa LDW 2204 M Lombardinijem?

[NOŠTROMO]

Teško da će to uzeti većeg maha u pogonu brodova. Kako može elektromotor tri puta slabiji od dizelaša davati iste performanse?? A da ne spominjemo slane i vlažne uvijete u kojima bi takav sustav mora funkcionirat, te veliku potrebu za strujom koju takav motor potroši? Kad bi on pomoću nekog posebnog alternatora moga sam sebe opskrbljivat dovoljnom količinom energije to bi bija "perpetum mobile", a to ne postoji, dakle takav brod bi ima vrlo ograničen domet! Ne znam, to bi moglo bit neko polurješenje za lakše brodove poput malih glisera koji bi se koristili za uzobalnu razonodu, ali ja to u svoj brod nebi stavija.
Jedino realno rješenje bi moga bit hibridni pogon, ka šta se koristi u autoindustriji, međutim opet se javlja pitanje koliko bi to bilo izdržljivo u morskim uvijetima, a sigurno je da bi bilo neupotrebljivo u radnim brodovima

[amiklic1]

Nije vam baš jasno, vidim.

Nije 4 kW = 12 kW.

Stvar je u tome da se u motorima s unutarnjim sagorijevanjem izgubi golema količina energije na svašta. Okretanje dijelova (mase nisu baš zanemarive, a to je najbolje vidjeti kad se uzme motor u brzini i osovina pokuša okrenuti rukom. mislite da se to samo okreće?). Toplina je sljedeći problem. Radom motora s unutarnjim sagorijevanjem može se zagrijati omanji stan, a to su već enormne količine. Šta mi radimo s tom toplinom? Pokušavamo je na sve načine izbaciti iz broda (osim ako je ne koristimo za grijanje). Treće su vibracije. Svi znate kakve amortizere treba staviti, a zamislite mali elektromotor...

Velika prednost elektromotora je što može raditi stalno pod punim opterećenjem, a do toga dolazi trenutno, bez potrebe za zagrijavanjem.

Ovaj broj http://en.wikipedia.org/wiki/RMS_Queen_Mary_2 radi na struju8. Zapravo, pojednostavljeno, radi isto kao da vi koristite agregat za proizvodnju struje, pa onda elektromotor za pogon broda. Uštede su ogromne, čak i u takvoj pretvorbi (zato jer je moguće postići da agregat radi na optimalnim (malim) okretajima, s malim opterećenjem).

Ne bih se složio da je ovo dostatno samo za male brodice.

Za koji dan staviti ću neki izračun za npr. maestral, jer znam da mu je dosta 40-ak KS motora s unutarnjim sagorijevanjem.

pa ćemo vidjeti. Ne bih volio napamet...

[NOŠTROMO]

Nebi te tija lagat, ali koliko sam ja upućen u propulziju kruzera, njega gone 4 dizelaša, a struja se koristi uparena sa plinskom turbinom radi povećanja snage na osovini sa oko 90 000 dizelskih konja na oko 140 000 - 150 000 ukupnih. Znači elektromotor na njemu služi ka nadopuna, a ne ka glavni pogon.
Al pustimo to, sad sam malo temeljitije pogleda one prve linkove i možda i ima neke perspektive za pogon naših kaića. U kombinaciji sa agregatom adekvatne snage to bi moglo i funkcionirat uz dosta manju potrošnju. Budućnost će pokazat koliko je to skupo i izdržljivo? Opet se javlja problem soli i vlage, a budući da nisam od struke, kako se regulira broj okretaja? Nekakvi otpornici ili slično? Jeli moguće sa takvim pogonom panulavat 6 sati na malom broju okretaja bez posljedica za motor i uređaje spojene na njega? Ove naprave su virujem odlične kod stalnog broja okretaja, a kako bi se ponašale u cjelodnevnom režimu kreni - stani?
Tu je još dosta nepoznanica i tribalo bi se temeljito pozabavit ovom problematikom

[amiklic1]

OK, nisam baš u dedtalje proučavao Queen Mary2, ali ona slovi za najveći brod na svijetu s elektro propulzijom (ma u kom obliku).

Upravljanje ovm motorima vrši se mikroprocesorskom jedinicom, a u praksi upravljaš malim joystickom http://www.solomontechnologies.com/pdf/ ... %20gen.pdf

Na tom dokumentu SPMD je upravljačka jedinica (neću u detalje, ima puno više na stranici koga zanima). da se radi o ozbiljnom proizvođaču vidljivo je i iz

http://www.autobloggreen.com/2008/04/16 ... eal-argum/

Ima i drugih. malih Min Kota, Lynch...

Šta se tiče rada, upravo mogućnost rada na bilo kojim okretajima i koliko god vremena želiš im i je najveća prednost. Druga stvar je da se, tijekom npr. sidrenja u jakom kurentu, okretanjem propelera pune baterije (a kurenat 3-4 milje nije nešto jako čudno na nekim dijelovima Jadrana. Ipak, ne treba se uzdati u to).

Gore spomenuti motor od 100 kW je ipak prejak za samo jedan ovakav motor. Ovo je prilagodljivije deplasmancima, malim pasaricama i jedrilicama/katamaranima. Svi brzinci će trebati dosta skup sustav... (Solomon je najskuplji)

Problema soli i vlage zapravo i nema, jer ovi motori rade i potopljeni (nemaju četkice i kolektore kao npr. sinkroni i asinkroni motori). To su PM (permanent magnet) motori s NdFeB magnetima. Onaj tko je to držao u ruci (ja radim s njima, dimenzija 50x25x12,5mm) zna kolika im je snaga.

Ipak, dimenzioniranje sustava je prilično zahtjevno, jer nije zgodno ostati "bez struje". naravno, uvijek je opcija agregat s kojim se može voziti nekih 4-5 milja...

[NOŠTROMO]

Vrime će pokazat. Ja se za sada držim dobrog starog dizela!

[amiklic1]

Da, to je provjereno i sigurno.

Mene još privlači i mogućnost tihog rada na motor. Zapravo, imaš mogućnost ploviti kao s jedrilicom - bez jedrilice. Malo se čuje, malo zuji... Ali ništa u usporedbi s diesel motorom.

A "dobri" stari diesel sve manje je "dobar", prvenstveno zbog cijene goriva...

I opcija s agregatom mi igra.

Ipak, triba platit' dosta više za cijeli sustav. Vrati se to kroz gorivo, a tribalo bi i izračunat' uštede zbog jednostavnijeg sustava (nema spremnika goriva, uljeva, komandi motora (1 kabel).

Druga stvar, što me ispočetka privuklo, je mogućnost skidanja "kašuna" motora u kokpitu. Kokpit ostaje otvoren, slobodan...

Ne znam. Najvjerojatnije ću imat' love za to, al' opet nisam siguran... Vidit' ćemo.

[unije]

amiklic sve ti to stoji. postoje studije koje potvrđuju učinkovitost i rentabilnost, a naravno za pomorce najvažnije i mogučnost da zavoziš full ili na velike đire pogon(propelu ili što već) odmah. osobno sam imao priliku obići pogonski komplex na Carnivalovim brodovima od 300 m duljine. Vidjeti to, svu tu tehnologiju na djelu kad na kom. mostu širine preko 50 metara zapovjednik okreće brod sa đojstikom koji mu se ne vidi u ruci. Mrak. Sve na struju. (pardon nafta pa struja ). Zašto se to ne ostvaruje recimo na našim trajektima od Jadrolinije ne znam jer na pojedinim prugama imali bi ogromne uštede, a velika je stvar što se može obavljati remont jedne grupe generatora dok druga vozi. Svakako treba spomenuti i sigurnost.
Aj pozdrav

[anton_split]

Evo ja imam ideju, kupi Toyotu Prius, izguli hibridni motor i ugradi ga u brod! salim se!
Pozdravljam ideju. Znam da je Stolt brodovi kemikalci rade na elektromotore i znam tipa sta je radija na njima.
Uvatli bi macku i zatvorili u makinju i do ujutro bi crkla! i tako par puta dok joj nisu stavili bakrenu ogrlicu oko vrata. Ta je zivila dosta na brodu ka ljubimac.
Neznam kakve posljedice su posada makinje pretripili radeci godinama na tim brodovima ali eto.
Ovo nije nikakav primjer za amiklic-ovu ideju jer je snaga motora i magnetsko polje zanemarivo.
Kad napravis izracun volija bi to vidit, zanima me ideja.
Pozdrav.

[amiklic1]

To s mačkom su bili ne baš neki efikasni motori, jer bit elektro propulzije i je da se što je više magnetnog polja zatvori kroz motor, i tako da potrebni potisak na propelu, bez gubitaka.

Ovde nema toga. čak ni komad željeza oko motora ne privlači se (isto ko' na trafu i sličnim stvarima...)

Evo, malo san istraživao, pa sam došao do nekih podataka (ispravite me ako griješim, jer radim u komadu već 20-ak sati, pa ...)

Recimo motor sti74 (snage 12 kW) ekvivalent dizel motora 64 KS.

Ako ga vozimo na 2/3 snage, to je cca 8 kW, a pri naponu od 144V struja koju vuče je 55A (snaga je ekvivalent 42 KS dizel motora)

Željena autonomija je, recimo, 6 sati (na 2/3 gasa). Pri tom će iz baterija biti izvučeno ukupno 55A * 6h = 330 Ah

Znači, nama treba 12 baterija kapaciteta 330 Ah (iskoristivog kapaciteta, ne ukupnog).

Ako uzmemo naprimjer da ćemo voziti na 1/2 gasa (snaga ekvivalentna 32 KS dizel motora) , onda je snaga motora cca 6 kW, odnosno vuče 42A struje, pa će pri radu od 5 sati potrošiti 210 Ah struje.

Takve baterije (ako im je kapacitet te veličine deklariran kao C20, a ne C100) prilično su skupe, što znači da će se u startu kupiti "dva motora".

Recimo da je cijeli sustav cijene cca 100.000 kn

I recimo da ga možete dopunjavati s obale (priključak na vezu).

A ajmo sad o uštedama.


Motor od 64 KS će pri 2/3 gasa trošiti cca 6l goriva (ispravite me ako griješim). To je 60 kn/sat .

Cijena motora Lombardini 2204 od 60 KS = cca 60000 Kn, +10000 ugradnja osovine i propele, motora..., + spremnik goriva (?), što u konačnici dođe
sigurno do 75000 Kn.

Razlika u cijeni je 25000 Kn

60 kn/sat potrošnje znači da je isplativost ostignuta nakon 416 sati, što je jako dobro (to, kad nema troška goriva, napraviš u godinu dana ako imaš vrimena )

E, sad. Ima jedno ALI. Navedene cijene su ako kupuješ elektropropulziju direktno od proizvođača, bez poreza i carine, ali srećom može se i to izbjeći (detalje samo na PP).

Ostaje još registracija, za koju nisam siguran kako je izvesti.

Ako sam nešto falio, jedva čekam da se netko javi s ispravkama, da mogu editirati.

na kraju krajeva, glavno da se o nečem razgovara i piše...

[unije]

amiklic možeš malo pojasniti,(koliko znaš naravno) okretaje motora, momente, eventualno krivulju snage , raspone i sl. ?
pozdrav !

[primorac]

Ja bih samo upitao, koliki rad će dati elektromotor sa 6 kW, odnosno, koliko brzo će ići zamišljeni maestral 700 sa tih 6 kW?
Nadalje, 12 komada akumulatora kapaciteta 205 Ah ima masu od cca 800 kg. Diesel agregat snage 12 kW ima masu cca 300 do 350 kg, i to obični (ne ovaj koji daje 144 V istosmjerne struje). Da bi dobili 12 kW na izlazu generatora, treba nam barem 20 ks snage motora, što je minimalno 5 litara nafte na sat... Bez mogućnosti reguliranja okretaja - okretaji su fiksni zbog poznatih razloga (napon, ako je AC onda i frekvencija).

[amiklic1]

Nije to Primorac baš tako. Nije broj okretaja fiksan. Promjenjiv je, ovisno o položaju upravljačkog joysticka, a motorom upravlja elektronika (valjda PWM upravljanje, nisam siguran). Zamislio sam da je kretanje konstantno.

Masa je svakako problem, ali nešto se i dobije ako se brod malo olakša. Npr, može se nešto dobiti uporabom coremat-a umjesto debele špere (pregrade, namještaj), nema balasta, sam motor (diesel Lombardini 2204) tečak je 250-300 KG (mislim), 120 - 200 l nafte isto je značajna stavka, uobičajene baterije isto imaju neku masu, balast (stavlja se uobičajeno) se zamijeni baterijama...

Triba sve izračunat i nije lako. I ja sam malo skeptičan, zato sam i postao ovo ovdje.

Šta se toče snage elektromotora, već sam napisao da je okretni moment gotovo isto Lombardiniju 2204 s 60 KS (140 vs 144 Nm), a snaga ovog od 12 kW ekvivalentna je diesel motoru og +64 KS (na propeli, naravno, jer nema gotovo nikakvih gubitaka).


I ne treba nam generator snage 12 kW. To bi bilo da stalno voziš na maksimumu (kao da si napilao 64 KS diesel). Triba nekih 6 kW, jer tada imaš ekvivalent snage diesela od 30-ak KS. A trošiš 2 - 2,5 litre. I to koristiš samo u slučaju ljute potrebe. Ostalo vrijeme, kad su baterije pune, voziš samo na struju...

Krivulju snage još čekam, pa ću stavit' čim dobijem...

[primorac]

Lombardini ldw 2204 m:
Snaga motora: 44 kW
Snaga na propeleru:42 kW
Masa motora: 232 kg

Kako može biti elektromotor od 12 kW ekvivalent motoru koji u transmisiji gubi 2 kW na najvišim okretajima?!?

Ukratko, Zubatac je stavio taj motor u starog Maestrala 700 sa spojlerom i postigao max brzinu od 11,5 čvorova.

Molim jasan odgovor: ti tvrdiš da će motor od 12 kW potjerat istog takvog maestrala istom tom brzinom? 11,5 morskih milja na sat?