Onderwerp: Motorvermogen,rompsnelheid en capaciteit nodig.

Ik denk dat de beperking van de diesel het minimum toerental is, beneden de 800 toeren is er geen koppel om iets anders aan te drijven dan de motor zelf.
Pas bij meer toeren kun je vermogen af gaan nemen.
DAAR op is alles ontwikkeld bij diesel, zoals schroef diam, spoed en blad oppervlak.

Electra heeft een heel ander bereik, levert bij weinig toeren juist veel koppel.
Daar hoort een heel andere schroef bij om dat goed uit te nutten.

Ook toeren BEREIK is heel anders.
Diesel van 800 tot 4000RPM, Electra van 0,5 tot ver over de 10.000RPM.

Het lage toeren gebied is interessant voor electro motoren.


Daarnaast levert een diesel vermogen aan een generator om accu´s op te laden. Dat is bij een electromotor een beetje zinloos.
Er is dus bij gelijk motorvermogen een paar pk meer beschikbaar aan de schroef bij electro aandrijving.

Saeftinghe schreef :
Dat klopt natuurlijk maar wat heb je daaraan?
Want als je ook het volle vermogen wilt kunnen benutten dient daar uiteraard ook de schroef op uitgerekend te worden en door de kwadratische schroefcurve heb je dan helemaal niets aan dat hogere vermogen bij laag toerental want dat kan die schroef toch niet opnemen en heeft de boot ook niet nodig.
Laag toerental is nu eenmaal bij een schroef met een vaste spoed vrijwel evenredig met de snelheid.
Vandaar mijn vraag naar een vermogenscurve en koppelcurve van een E-aandrijving voor pleziervaartuigen.
Dan wil ik daar wel een schroefcurve in zetten en dat wordt e.e.a. meteen duidelijk.
Zoiets heb ik ook voor mijn huidige boot gemaakt en daar kun je zien hoe weinig vermogen .
Hier is die grafiek nog eens met schroefcurves voor verschillende spoedgroottes.Mijn huidige schroef ligt ongeveer midden tussen de pinkkleurige en de lichtblauwe in omdat er simpelweg geen kleinere schroef te krijgen was.
Daar zou ik bijv. de motorcurves (vermogen en koppel) van een E-motor met hetzelfde vermogen in kunnen zetten.
Ad

Bij het stationaire toerental kun je nog steeds de schroef inschakelen en ermee varen.
Het gevraagde koppel van de schroef is bij dat toerental ook nog steeds lager dan het beschikbare koppel van de motor.

Jan

Met dat veel lager toerental is een grotere diameter mogelijk, en aangepaste spoed.
DAAR zit een voordeel met electro!

En de pk's die niet naar de generator hoeven zijn beschikbaar voor de schroef. Een deel van 1,7 'groter' vermogen van die electro motor.

Saeftinghe schreef :
Jahaaa, alleen kan dan die E aandrijving nooit en te nimmer op volle toeren en vol vermogen draaien.
Zodra de schroefcurve nl boven de motorcurve gaat lopen kan die motor , of diesel of E-motor simpelweg niet harder draaien.
Dat kun je ook zien in dat grafiekje wat ik plaatste . Dat daar de motorcurve voor een diesel geld maakt voor het principe helemaal niks uit.
Ik kan wel eens de koppelcurve van mijn motor en schroeven in die grafiek zetten, misschien scheelt dat.
Is simpel , vooral met dit programmaatje:https://www.xj3.nl/dokuwiki/doku.php?id=motorcalc Koppel is immers niks anders dan vermogen/toerental in radialen per seconden.
Dat is voor diesel en E-motoren hetzelfde. Wel kun je bij een E-motor het koppel ook berekenen uit het dipoolmoment van die motor dus met cosinus phi en zo en daaruit dan weer met het toerental het vermogen maar voor het verband tussen koppen en vermogen maakt dat niets uit , alleen voor het verband tussen opgenomen electrisch vermogen en uitgaand asvermogen..
Ad

Erikdejong schreef :
Gegeven een relatieve snelheid ("rompsnelheid" resp. "70% vd rompsnelheid") doet het gewicht er wel degelijk toe. Sterker, het is voor wat betreft de "restweerstand" de primaire factor.

Yellow,
De eigenschappen van een electro motor zijn zodanig anders dan diesel, de ontwikkeling is nog maar aan het begin van de ontwikkelings/leercurve, ik denk dat het grote koppel bij laag toeren bij stijgende toeren zal afnemen tot een evenwicht ontstaat tussen vraag en aanbod, wat dan de nodige Kw bepaalt.
Dat bepaalt dan weer de ontwikkeling van de schroef.

Ik begrijp niet veel van wat jullie allemaal schrijven.
Ik zal volgend jaar eens een grafiekje maken van praktijkgegevens.
Bootje helemaal schone van aangroei, kaal gewicht 1200kg, gevuld 1500?
2kw electrische bbmotor met een nauwkeurige indicatie van het aantal watts wat verbruikt wordt.
Ik completeer dan onderstaand in detail van wat ik nu ongeveer uit m'n hoofd weet:
100watt: 0,8knp
600watt: 3,5knp
1000watt: 5knp
2000watt: 6,4knp
Maximale rpm is 1300
Ding heeft een "erg" grote schroef, met in mijn ogen grote spoed.

Sunday schreef : Lengte op de waterlijn?

JotM schreef : Vbouwer: Peter Bruun 1974
werf: Flipper Scow A / S, Kvistgaard
afmetingen :
Totale lengte: 8,20 m
Lengte van de waterlijn: 7.60 m
breedte: 3.12 m
diepte: 1,70 m
Gewicht zonder motor: 3.500 kg
Kiel gewicht ijzer: 1.600 kg
Mast hoogte boven waterlijn: 12.80 m
zeilen:
grootzeil: 19,00 m 2
Fok: 25,00 m 2
Genoa: 32,00 m 2
spinnaker: 70,00 m 2
Bouwmaterialen:
romp: glasvezel
bovenbouw: Glasvezel / Balsa
afbouw: mahonie
Mast en giek: Aluminium
Motor installatie:
Oorspronkelijk standaard: Bukh 10 HP
motor: diesel
Topsnelheid: 6 knopen
interieur:
Oorspronkelijk standaard: 7 stapelbedden
provisiekast
toilet
garderobe
kaartentafel

Denk dit niet klopt. Zo groot en zwaar is een Marsvin niet. Ik gok dat dit de data van de Grinde is

FMJ schreef :
oeps zou goed kunnen, zal nog eens zoeken

Die dan neem ik aan?

Sunday 14.42 uur,

Ik heb ook een beetje het gevoel dat er langs elkaar heen gepraat wordt.

Wanneer ik die schroef op je plaatje bekijk, dan denk ik dat daar al heel wat ontwikkeling naar een elektro aandrijving in zit, het is zeker niet meer een standaard BBM schroef.

Ik denk daar het grotere koppel bij laag toerental van een electro motor in te herkennen.
Torquedo is wel de koploper op dit gebied meen ik.

Een paar uit de losse hand getekende (maximum) koppelkrommen.
Het gaat niet om de juistheid van de getallen maar om een idee hoe ze ongeveer kunnen lopen.

(EN wat een geklooi om dat schetsje hier in te krijgen)





Een diesel levert vrijwel geen koppel bij stationair toeren, maar het loopt zeer stijl op zodra er wat meer brandstof verbrand wordt.

Electro levert bij weinig toeren zeer veel koppel, dit bij grote stroomafname, hetgeen zeer snel daalt bij toenemende toeren.
De schroef zal meer vragen bij oplopende toeren.

Waar vraag van de schroef en aanbod van de motor samenkomen zal de motor continu moeten kunnen leveren.

Het ´eigen´ verbruik om de diesel te laten draaien plus de generator zal enkele pk´s zijn.
Bij elektromotor is dat vrijwel verwaarloosbaar. Het ´verschil´ van de pk´s.

Zowel diesel als electro zullen nooit meer leveren dan wat de schroef vraagt.
Het daadwerkelijk geleverde koppel zal op de vraag van de schroef liggen.
Veel lager dus dan de maximum waarden in de schets.

Diesel heeft een minimum kruispunt en stopt bij bij maximaal motortoerental .

Electra levert beter bij zeer laag toeren, het gebied dat diesel niet bereiken kan. En de koppellijnen zullen elkaar ergens bij hoger vermogen snijden, dat is dan het motor vermogen wat nodig is.

Zoals het motortje er op het plaatje uitziet, stel ik me ook de onderwater generator voor, met een veel grotere schroef en van de andere kant aangestroomd, mogelijk met nog wat meer spoed.

@ saeftinghe

De koppel-toeren kromme voor max. inspuiting is te zien bij de motorkarakteristieken van de motoren. Bij mijn Bukh kan bij 1000 toeren (= stationair) nog ca. 50% koppel worden geleverd. Vanuit stationair kan ook de schroef ingeschakeld worden en levert de motor bij stationair toerental het gevraagde koppel van de schroef. Ik zou de motorkarakteristiek dus iets anders tekenen.
De schroefkarakteristiek loopt precies kwadratisch omhoog. Het gevraagde koppel is evenredig met het kwadraat van de toeren. Ook dat zou ik het aanpassen.
Ik schat de koppelkarakteristiek van de elektromotor als een constante horizontale lijn van nul tot max. toeren. Maar afhankelijk van de regeling zijn er meer mogelijkheden.
In de grafiek is in ieder geval duidelijk dat het grotere beschikbare koppel van de elektromotor bij lage toeren niet door de schroef wordt gevraagd en dus eigenlijk overbodig is. Het kan niet worden benut omdat de schroef het niet vraagt. Maar dat schreef je zelf ook al.

Dit is overigens wel de manier om het aandrijfverhaal wat duidelijker te maken. Het is zonder meer een goede stap. Volgende week maak ik ook een paar prentjes. Ook met andere toeren en schroefafmetingen.

Jan

Een vaste schroef zal nimmer gebruik kunnen maken van het beschikbare koppel van een E motor bij een laag toerental,de enige oplossing is een verstelbare schroef om het koppel bij lage toeren te kunnen benutten anders heb je er gewoon niets aan.

Ik zou eerst maar eens praktisch gaan kijken hoeveel ruimte er beschikbaar is voor een zo groot mogelijke schroef, als dat gewenst is. Dat zal wel een afweging worden tussen een efficiënte schroef als op de motor gevaren wordt en een schroef die tijdens het zeilen niet al teveel verlies van bootsnelheid oplevert.

Als de schroef bepaald is zal, na verrekening van de schroef-rendementen, de combinatie maximum te leveren koppel en toerental op de schroefas het benodigd maximum vermogen van de motor bepalen. Als er gekozen is voor een relatief grote en langzaam draaiende schroef (zodat dat niet lekker meer aansluit bij de motor) heb je tussen uitgaande as van de motor en het druklager alleen nog een (planetaire) reductiekast nodig. Toerental gereduceerd, koppel evenredig omhoog. Zou normaal gesproken met een rendement van ong 96% moeten kunnen.

Bij lagere vaarsnelheden en daarbij horende lagere schroeftoerentallen én een lager benodigd koppel voor schroef (& dus door motor) moet een diesel duidelijk onder zijn kunnen gaan functioneren. Dan gaat de efficiency van zo'n motor (uitgedrukt in hoeveelheid brandstof per hoeveelheid geleverde arbeid) nogal onderuit (brandstofverbruik per kJ omhoog dus). Daar, bij die deellast, levert een dieselelektrische aandrijving z'n grote voordeel.
(mechanisch zou het in theorie ook kunnen, met een CVT, maar die heb ik in aandrijflijnen van jachten of schepen eigenlijk nog nooit gezien)

Bij een kleine deellast lijkt me (volledig) elektrisch behoorlijk ideaal. In het middengebied "I'm undecided" en richting vollast lijkt me elektrisch niet ideaal. Daar gaat juist een volledig elektrisch aandrijving minder presteren, doordat juist bij de grote ontlaadstromen het rendement van de accu's behoorlijk kunnen afnemen. Dat is natuurlijk weer op te lossen door meer en grotere cellen parallel te zetten, maar dat krijg je dan als investering en massa weer op je brood.
(in dit kader wel aardig: http://www.haroldhalewijn.nl/2015/10/19/ervaringen-met-het-elektrisch-varen-van-de-cecilia/ )

Zoals de Engelsen zeggen: "horses for courses".

Bedenk wat je met het schip wil doen en welk deel van de envelop het belangrijkst is. En leg daar dan je aandrijflijn op uit.

My 2 cents

draadje gaat alle kanten uit en toch merk je ook een scheiding tussen voor en tegenstanders van elektrisch varen en dat geeft ook niet daardoor krijg je hoe ieder er tegen aan kijkt en hun eigen interpretatie uitlegt ten voordelen van hun voorkeur straks moet er uit de wir war van diverse uitleggen toch een antwoord te halen zijn.

Voor dit moment ben ik, zoals het draadje nu loopt erg benieuwd wat nu de beste schroef gaat zijn voor deze 2 15kW of 20kW elktro motoren. Kijken we me daar het juiste antwoord op kan geven.

@JotM,
gaan zeilen voor een onbekende periode, zeil gebied alle oceanen. Met zijn 2 en met vrienden. Weinig havens veel ankeren. Vertrek punt Marokko. Vooral gaan genieten van de stilte en al het moois om ons heen.

Rendement bij de Cecilia van dhr Halewijn valt me wel even tegen. Hij komt op 14% rendement van de aandrijflijn bij lage toeren (200rpm, 6km/h?), maar geeft helaas geen goede cijfers voor hogere toerentallen/snelheden. Zijn andere rendementsberekeningen gaan alleen over het laadproces.
Dat is wel minder dan ik had verwacht gezien de hoge rendementen van 95% die iedereen overal noemt: een punt om rekening mee te houden?

Rob Bosman schreef : Zonder veel kennis van de romp waar die schroeven aan moeten komen, de totale waterverplaatsing en al dergelijke gegevens denk ik niet, dat iemand je daarop een zinvol antwoord kan geven.
Hierboven staat een link naar een electrisch varende sleepboot: daar zal een schroef onder zitten van 80cm/1 meter doorsnede: kan jij iets dergelijks ook kwijt straks? Of moeten we eerder denken in schroefjes van 15 inch zoals bijvoorbeeld onder Apae hangt?

De schroef met het hoogste rendement gaat lijken op de wieken van een windmolen. De grootst mogelijke diameter en laag toerental.
Hier kunnen dan wel weer relatief grote drukverschillen optreden over een kleine afstand, wat weer cavitatie in de hand werkt.
Voor mezelf wel eens zitten te tekenen en rekenen. max 10kW en max 30cm dia. Dat zouden dan 5 a 6 smalle bladen worden met eventueel "tips". Uitgevoerd in epoxy-carbon en een 3D geprinte mal hiervoer.

Rob, en de geleerden hier, is een e-drive in combinatie met een oppervlakte schroef een meer renderende oplossing ?

@Apae.loa 51 ft lwl 47,6 ft beam 14,5 ft dwl tussen de 2 en 3 ft denk ik en de dslp zl rond de 15 ton zijn. Gegevens had ik in me begin verhaal al gezegt .draft met kiel tussen de 1,80 en de 2.20 maar dat weten we pas na de stabiliteits-berekening. Ik dacht aan 1,80 en Erik denkt dat het te weinig is met de tuigage die ik voor ogen heb. Schoener getuigd.

@Rooiedirk.
Ik vindt helemaal niet slecht bedacht wel er mee rekening houden dat de schroef ook moet dienen als de aandrijving van de generator en niet alleen voortstuwing.

@Nobalast.
Geen idee Kijken wat de geleerden hier gaan zeggen.

Rob, wat ik merk als ik schroefberekenings-tabelletjes ga invullen voor Apae, wat een bestaand schip is waarvan ik de meeste zaken gewoon exact weet, is dat omdat ik blokfactor van de romp en gewicht niet weet, er alsnog wild varierende uitkomsten uitkomen. Daarom denk ik dat niemand iets zinvols kan zeggen over de benodigde schroef zonder een compleet ontwerp. Die basis heb je nu nog niet, en daarom is dit een vraag in een te vroeg stadium.
Het maakt volgens mij ook niet echt uit: je kunt kijken wat de beperkingen gaan zijn kwa schroef-formaat, en daarmee nagaan wat de beperkingen kwa efficiency van je elecrische aandrijving gaan worden. Type schroef dat goed past bij een electrische aandrijving kan natuurlijk wel goed bekeken worden, maar waarschijnlijk niet exact op maat voor jouw toekomstige schip, wel in het algemeen.

henkvd schreef :
Dit is nou precies en kort samengevat wat ik steeds verkondig.
Ik ben helemaal niet tegen een electrische aandrijving maar vind het ophemelen ervan door de fervente voorstanders niet terecht, een fenomeen wat je trouwens vaker ziet als de voordelen van een alternatief (nog) twijfelachtig zijn .
Hoe dan ook , een electrische aandrijving waarbij de stroom door een generator wordt geproduceerd mag een enkel voordeel hebben ( plaats motoren) maar een verbetering voor het milieu is het zeker niet.
En alleen accu's en die bijv. laden met zonnepanelen of alleen aan de landstroom levert mij veel te weinig reikwijdte op , tenminste als je ook een beetje in de buurt van de rompsnelheid wilt varen. Bovendien zwaar en duur .
Kortom , voorlopig maar blijven lekker dieselen .
Ad