SATSER: Marianne Aasgaard og Even Øiestad holder på å konvertere sin seilbåt fre diesel til eldrift. Ny propell er alt på plass.
SATSER: Marianne Aasgaard og Even Øiestad holder på å konvertere sin seilbåt fre diesel til eldrift. Ny propell er alt på plass.

Ubegrenset rekkevidde med elmotor

Som en elbil i nedoverbakke skal langturseilerne i S/Y Alvejakten regenerere strøm. Båten skal lade batteriene av vindkraften på havet når vinden er god. Det krever en egnet propell.

Publisert   Sist oppdatert
EL: Alvjakten får en 25 kW elmotor fra Bellmatine. Den skal gå på 96 volts spenning.
EL: Alvjakten får en 25 kW elmotor fra Bellmatine. Den skal gå på 96 volts spenning.

– Som de fleste andre seilere er vi opptatt av lengst mulig rekkevidde når vi må gå for motor. Det er vanlig å tenke at for dieseldrevne båter begrenses rekkevidden av antall liter diesel ombord. For el-motor er det størrelsen på batteriene som setter begrensningene. Begge vurderingene handler om hvor mye energi som er tilgjengelig. Det er imidlertid mye å hente på andre fronter også. Ikke minst må vi se på det som skjer under vannlinja. Skrogets lengde, utforming og overflatebehandling betyr mye for energiforbruket. Propellens utforming det samme. Dessuten har propellen også en viktig oppgave i å hente energi tilbake til batteriene fra vannet når vi seiler (regenerering), forteller paret fra Vestfold.

Les: Skal på langtur, kaster ut dieselmotoren

Mye skal stemme

Prosjekt er basert på å bygge om en vanlig 20 år gammel havseiler som ikke er laget spesielt for elektrisk framdrift. Den er tung og seiler godt for sin årgang. Men den kan ikke sammenlignes med moderne og lettere regattaseilbåter.

– Skrogets utforming kan vi ikke gjøre noe med annet enn å være fornøyd med valget vi tok når vi kjøpte henne. Overflatebehandlingen under vannlinja kan vi derimot gjøre mye med. Samme kan vi si om propellen. Høyden fra akslingen til skroget og avstand til roret setter begrensninger til størrelsen på propellen. Men det er også stor forskjell på propelltyper. Det vi i utgangspunktet vet er at den originale propellen til båten ikke er optimalisert til våre behov, forteller langturseilerne. De har derfor brukt mye tid og krefter for å finne optimale løsninger. 

Vi testet propeller propeller i 2012, les: Gjør det fornuftige propellvalget

Helt annen propell

Med elmotor i seilbåt skal propellen utføre to oppgaver. Den skal gi fremdrift, men også regenerere strøm mest mulig effektivt. Båtens fart gjennom vannet får propellen til å surre som får motoren til å rotere. Motorens rotasjon fungerer som en dynamo, og skaper strøm, strøm som lader batteriene. Even Øiestad og Marianne Aasgaard satser på og bruke strøm til det meste om bord, også lage mat. 

 – I vår søken etter informasjon om propell til el-båt fant stadig vekk veien til Bruntons propellers i England. De har vært i markedet lenge med sin Autoprop, en propell med mange spennende egenskaper, forteller langturseilerne.

Bruntons med på prosjektet HYMAR,et EU finansiert prosjekt for å kartlegge og utvikle teknologier for elektrisk drevne fritidsbåter. Som et resultat av deltakelsen i dette prosjektet har Bruntons utviklet en ny versjon av sin Autoprop de kaller Eco*Star, en propell spesielt tilpasset el-motor og regenerering. SEILmagasinet skrev om denne propellen i 2012. 

– Den viktigste suksessfaktoren for et vellykket el-båt prosjekt er å begynne med å definere propellen. Propellen må tilpasses båtens utforming, vekt og vannlinjelengde. Den viktigste enkeltfaktoren er allikevel propellens diameter. Jo større jo bedre. Dette er svært viktig når det kommer til effektiv regenerering. Jo større diameter desto mer vann kan fanges og omgjøres til energi via motoren. Men større diameter betyr også lavere turtall. Motoren vi velger må levere maksimal effekt på et turtall tilpasset propellens beregnede maksimale turtall, sier David Sheppard hos Bruntons.  

LES: Malö og Nigel Calder med hybridløsning

ENERGI: Elmotoren får strøm fra en batteribank på 38,5 kWh. Batteriene er av typen Winston som alt finnes på flere norske langturbåter.
ENERGI: Elmotoren får strøm fra en batteribank på 38,5 kWh. Batteriene er av typen Winston som alt finnes på flere norske langturbåter.

Lavere hastighet

En annen viktig ting vi lærte i denne "forstå-seg-på-propeller" prosessen er at en fast propell er optimalisert for en bestemt hastighet framover. Dette er gjerne opp mot båtens toppfart. I lavere hastigheter får vi mindre optimal effekt ut av den samme propellen.

– Vi har lest oss til at lengst mulig rekkevidde får vi ved å redusere farten til rundt 4 knop. For hver knop over dette kan vi forvente mer enn fordobling av effektforbruket. Vi har altså egentlig behov for en propell som er optimalisert for 4 knop. Hva da med effekten på full fart? Videre vil vi ha en propell som er optimalisert for regenerering fra 5-6 knop og oppover, sier Even Øiestad og Marianne Aasgaard. 

Lavt turtall, stor propell

Det er ett nytt felt langturseilerne har kastet seg inn på. Mens de fleste med elmotor har en dieselgenerator som en rekkeviddeforlenger, skal paret klare seg helt på naturens egne krefter. For å få mest mulig ut av vindkraften som dytter båten gjennom vannet, som igjen gjør det mulig å utnytte båtfarten som vannkraft, så gjelder det å velge optimal propell.

– Vi skjønte at vi hadde begynt i feil ende når vi til nå først og fremst hadde være opptatt av motor, solcellepaneler, vindgeneratorer og batterier. I det hele tatt å vurdere å bytte propell hadde vært langt nede på prioriteringslista vår. Etter at Bruntons hadde gjort beregninger med våre båtdata konkluderer de med at det optimale for oss er å se etter en motor som gav 800-900 omdreininger på propellakslingen ved full fart. Vår eksisterende propell hadde en omdreining på ca 1700 ved dieselmotorens marsjfart. De mente videre at 25kW maks effekt ville være passe el-motor størrelse for vår båt sammen med deres Autoprop Eco*Star med en diameter på nesten 60 cm. Vår propell hadde en diameter på knappe 45 cm.

LES: Lader båten med hydrogen

Selvjusterende stigning

Det er propellbladets størrelse og stigning som bestemmer hvor mye kraft propellen overfører til sjøen. Med høyt turtall og høy fart, som på planene motorbåter, så er propellen liten, og stigningen høy. Det vil si at vinkelen på propellbladene er bratt. Størrelsen og stigningen justeres vanligvis etter motorens optimale turtall. Dette kan sammenlignes med et gir på en bil,hvor man må velge det optimale giret.

Autoprop lager propeller med automatgir. Eco*Star er en tre-bladet propell hvor bladenes stigning (vinkel) er dynamisk selvjusterende. Dette skal gi optimal kraft på alle turtall. Den har også like god effekt forover som bakover da bladene er hengslet og snur seg 180 grader rundt når man går akterover. Dette resulterer i at bladene skjærer likt i vannet uansett hvilken vei vannstrømmen går. Eco*Start propellen er spesielt laget for el-motorens kraftkarakteristikk som er annerledes enn på en dieselmotor. Kraft og omdreiningshastighet er lineært proporsjonalt på en el-motor i motsetning til en dieseldrevet motor. Bruntons påstår at propellen deres yter opptil 30 % bedre enn vanlige propeller. På lave hastigheter kan vi oppnå opptil halvannen knops høyere hastighet på samme energiuttak, sier produsenten.

– For oss kan denne propellen da alene stå for 40 % lengre rekkevidde før vi må tenke på lading. Å bruke vår lille fast støpte propell var nok ikke noen god ide. Enden på visa ble at vi bestilte propell hos Bruntons. Det ble ikke gratis og bare tiden vil vise om propellen står for det de lover. Dette skal vi grundig dokumentere når den tid kommer, avslutter langturseilerne.

 

PROPELL: Eco*Star er utviklet for elbåter. Propellen har variabel stigning. Det skal gi bedre effekt under ulike hastigheter.
PROPELL: Eco*Star er utviklet for elbåter. Propellen har variabel stigning. Det skal gi bedre effekt under ulike hastigheter.

Finske Oceanvolt satser også på drev og propell for optimal lading, les: Oceanvolt gjør ladning enklere