Wie ich meinen 8-Meter-Katamaran umgebaut habe, um ihn allein mit Solarenergie zu betreiben

2022-10-26 11:38:02 By : Ms. Xueliang Guo

Das weitläufige Deck eines 8 m langen Catalac-Katamarans erweist sich als enormer Vorteil für das solarelektrische Antriebsprojekt von Simon MilwardElektromotorfahren in Whitehills, zeigt die festen Sonnenkollektoren und den Motor am BackbordspiegelIch war schon immer umweltbewusst und mit zunehmender Besorgnis über den Klimawandel war die Umstellung meines neuen Segelboots auf einen vollelektrischen Antrieb eine Idee, die mir einfach nicht aus dem Kopf ging.Hinzu kommt, dass ich früher eine kleine Firma für Solarzellen betrieben habe und vor sieben Jahren den Guinness-Weltrekord für die schnellste solarbetriebene Überquerung des Ärmelkanals erhalten habe [Die ganze Geschichte folgt in Kürze – Red.]Dies war auf Dart 15 Strandkatamaranrümpfen, die mit über 100 kg starren Solarmodulen bedeckt waren, die direkt mit Elektromotoren verbunden waren, ohne schwere Batterien, um sie zu verlangsamen.Simon hat bei seinem rekordverdächtigen Cross-Channel-Lauf in einem etwas kleineren Katamaran das Traffic Separation Scheme bestandenAls ich vor drei Jahren mein erstes richtiges Segelboot für unsere Familie kaufen konnte, lag es nahe, so schnell wie möglich auf Elektro umzusteigen.Ich war etwas enttäuscht, wie lange das gedauert hat.Trotzdem fahre ich, bis auf ein bisschen zu Beginn des letzten Sommers, jetzt seit fast einem Jahr voll elektrisch.Das mag unmöglich klingen, aber tatsächlich ist es dank einiger praktischer wissenschaftlicher Daten, die online veröffentlicht wurden, einfacher als Sie denken…Möchten Sie Ihr Boot mit Sonnenkollektoren ausstatten oder fragen Sie sich, wie Sie das Beste aus den bereits vorhandenen machen können?…Ich hoffe, dass ich durch das Teilen meiner Erfahrung, insbesondere der Vorteile von solarbetriebenen Elektromotoren, anderen helfen kann, herauszufinden, was für sie am besten ist, und ihnen dabei helfen kann, dies so schnell, einfach und wirtschaftlich wie möglich zu erreichen.Unser Boot Chateau Cat ist ein '3-Tonnen' 8m Catalac und wiegt voll beladen rund vier Tonnen.Die Crew besteht hauptsächlich aus meiner Frau und unseren drei Kindern.Mein Vater und mein Bruder tauschen auch manchmal ein und aus, besonders bei längeren Überfahrten wie der Überfahrt von und nach den Niederlanden.Wie die Weltrekordpassage gezeigt hat, sind Katamarane aufgrund der großen Decksfläche, die sich perfekt für die Montage mehrerer Solarmodule eignet, zu Recht eine beliebte Wahl für die Solarelektrifizierung.Der normale Motor für einen 8-m-Catalac ist entweder ein zentral montierter 9,9-PS-Außenborder oder zwei Innenbord-Dieselmotoren, einer in jedem Rumpf.Chateau Cat verwendet eine Mischung aus festen und beweglichen SolarmodulenIch habe einen mit einem Außenborder gekauft, weil ich dachte, das wäre einfacher umzubauen, obwohl es in Wirklichkeit keinen Unterschied gemacht hat, da ich hauptsächlich eine Außenborder-Halterung verwendet habe, die am Backbord-Spiegel montiert ist (manchmal ergänzt durch einen anderen elektrischen Außenborder am Steuerbord-Spiegel).Tatsächlich hätte ich in vielerlei Hinsicht die Möglichkeit vorgezogen, einfach auf eingebaute Elektromotoren umzurüsten.Ich habe vor drei Jahren mit einem 800W 24V und einem 400W 12V Torqeedo Motor angefangen, beide aus zweiter Hand.Diese waren ungefähr fünf Jahre alt und ich habe sie mit drei 110-Ah-12-V-Blei-Säure-Freizeitbatterien betrieben (zwei in Reihe für den 800-W-Motor und eine einzelne für den 400-W-Motor).Elektrischer Außenborder montiert am BackbordquerbalkenZusammen ergab dies das Äquivalent eines normalen 3-PS-Motors.Nicht sehr viel für einen 4-Tonnen-Katamaran, obwohl ich mir versichert habe, dass es viel „Drehmoment“ geben sollte.Zum Aufladen hatte ich sieben halbflexible 110-W-Solarmodule für Boote, die dauerhaft auf Sperrholzplatten montiert waren, die über der Hundehütte unter dem Ausleger befestigt waren, und bis zu 12 weitere 110-W-Roving-Panels, die um das Boot herum bewegt werden konnten, wo die meiste Sonne war.Ich dachte, diese Menge an Solar wäre für alle meine Bedürfnisse ausreichend und viel leichter als starre Paneele.Ich konnte dann Motoren und Batterien aufrüsten, sobald ich wusste, was ich brauchen würde.Die 19 110-W-Solarmodule von Chateau Cat sind ausgelegtInnerhalb der ersten Woche hatte ich die Platine des 800-W-Torqeedo gekocht, indem ich ihn lange Zeit mit voller Leistung betrieben hatte.Ich kaufte eine gebrauchte Ersatzwelle und -birne dafür, die mein Vater mitbrachte, als er uns in Studland Bay traf.Dies funktionierte die nächsten drei Wochen bei sorgfältiger Verwendung recht gut, und wir unternahmen eine Reihe von Reisen entlang der Südküste und nach Frankreich, ohne den Reserve-Benzinmotor zu verwenden, bis der Ersatz auch kochte, als er über Nacht von Boulogne nach Ramsgate ständig mit geringer Leistung lief .Obwohl ich ziemlich enttäuscht war, hatte ich in diesem ersten Jahr viel gelernt.Ich hatte viel Solarstrom und brauchte nur zuverlässigere (und vorzugsweise stärkere) Motoren und auch eine größere Batterie.„Ich hatte viel Solarstrom – ich brauchte nur zuverlässigere und stärkere Motoren“Das Problem ist, dass Motoren teuer sind.Also suchte ich den ganzen Winter über nach gebrauchten Elektro-Außenbordern.Am Ende fand ich nur einen weiteren 800-W-Torqeedo, aber mein Vater schaffte es, einen der anderen 800-W-Torqeedos wiederzubeleben, indem er einen externen Controller verkabelte.Und ich habe es auch geschafft, einen 24V (18,5-25,2V) 5,3kWh Lithium-Ionen-Tesla-Akku von einem abgestürzten Model S Tesla (über eBay) zu bekommen.Dieser wiegt nur rund 30kg, hat aber etwa die vierfache Kapazität jeder 110Ah 12V Blei-Säure-Batterie und etwa die siebenfache regulär nutzbare Kapazität.Seitdem habe ich viele Ratschläge erhalten, dass Lithium-Ionen-Batterien thermisch durchgehen und verbrennen können, wenn sie überladen, durch Salzwasser korrodiert oder durchstochen werden.Ich gehe daher sehr vorsichtig mit meinem um.Ich bewahre es in einer wasserdichten Box in einem Trockenschrank auf und achte sehr darauf, es nicht zu überladen.Der Arm befestigt den Motor am Ruder und unterstützt die ManövrierfähigkeitDennoch, wenn ich eine neue Batterie kaufe, werde ich wahrscheinlich eine LiFePO4-Lithiumbatterie wählen, die eine ähnliche Energiedichte hat, aber weniger anfällig für thermisches Durchgehen ist, und das würde mir ein bisschen mehr Sicherheit geben.Über den Winter habe ich auch ein starres 220-W-24-V-Solarpanel an Davits am Heck des Bootes angebracht (eines der Panels, mit denen ich ursprünglich den Guinness-Weltrekord gewonnen hatte).Dies lag daran, dass ich es viel bequemer fand, fest montierte Paneele zu haben, als die beweglichen Paneele während des Segelns sicher aufrüsten zu müssen.Im nächsten Jahr konnten wir trotz Covid-Bestimmungen über die friesischen Inseln nach Dänemark segeln.Ich hatte jetzt zwei 800W Torqeedos mit 5,3kWh Tesla-Akku und einen 400W Torqeedo (mit 12V Freizeitbatterie) in Reserve.Ich habe bis zu 660 W feste Solarmodule verwendet und hatte viel mehr bewegliche.Auf Brettern montierte Solarmodule sind „tragbar“, um dort aufgestellt zu werden, wo die Sonne am stärksten scheintLeider kochte ich einen der 800-W-Motoren, die Lowestoft verließen, und beschleunigte, um eine Ad-hoc-Öffnung der Hubbrücke am frühen Morgen zu ermöglichen.Aber ich habe dann für den Rest des Urlaubs weiter mit meinen 400 W experimentiert, die an eine Freizeitbatterie angeschlossen waren, und die 800 W (im Allgemeinen nicht mehr als die Hälfte der Leistung) von der Tesla-Batterie betrieben.Mir ging nie die Batterieleistung aus, da der 5,3-kWh-Tesla über 12 Stunden lang 400 W abgeben kann, und ich musste nie die beweglichen Solarpanels verwenden, da die festen Panels für so kleine Motoren ausreichend Solarladung lieferten.Ich habe auch gelernt, dass wir mit nur 200-400 W Elektromotor bei Stärke 3-4 etwa 10° näher am Wind segeln konnten – und bei leichteren Winden sogar noch mehr halfen.Der 2-kW-Elektromotor ist beim Fahren auf See in Voraus-Position fixiertDies lag daran, dass es unseren Seitenschlupf verringerte.Es half uns auch, uns bei leichtem Wind um einen Knoten schneller zu bewegen, was besonders nützlich war, wenn wir Schifffahrtswege überquerten und Gezeitenfenster beim Segeln zwischen den Inseln herstellten.Trotzdem nutzten wir noch oft den 9,9 PS Benzinmotor, besonders in den starken Strömungen rund um die Inseln, obwohl ich bei der Einfahrt in die Themsemündung nach der Rücküberquerung von Holland nach England in einem Nordsturm auch die Grenze des Benzinmotors fand selbst mit voller Kraft kamen wir bei Wind von etwa 30 Knoten und rauer See nicht voran.Schließlich segelten wir durch einen südlichen Kanal, als der Wind weiter nachließ.Nach unserer zweiten Saison hatten wir jetzt viele Solarmodule und ziemlich viel Batteriespeicher.Aber wir brauchten eindeutig leistungsstärkere, zuverlässigere Motoren.Im nächsten Winter durchsuchte ich Websites nach gebrauchten Elektro-Außenbordern.Ich fand keine und kaufte schließlich einen neuen 2 kW 24 V Torqeedo, der angeblich etwa 5 PS entspricht.Dies war bei weitem der teuerste Teil meines Setups.Aber ich war ziemlich zuversichtlich, dass es sich lohnen würde, und hoffte, dass ich den Benzinmotor nie wieder brauchen würde.Für diesen dritten Sommer habe ich die 220 W festen starren Solarpanels an den Davits montiert und die 440 W festen flexiblen Solarpanels unter dem Ausleger an der Hundehütte montiert.Ich hatte immer noch bis zu 1.320 W an beweglichen, flexiblen Solarmodulen und plante, diese bei Bedarf zu verwenden.Die Tesla-Batteriezellen von Cheateau CatIch befestigte meinen neuen 2-kW-24-V-Motor an der 5,3-kWh-Tesla-Batterie und montierte ihn am Heckspiegel, sodass ich ihn entweder über einen Arm am Ruder befestigen konnte, um die Manövrierfähigkeit zu verbessern, oder ihn auf See in einer Geradeaus-Position befestigen konnte.Ich hatte auch den restlichen 800-W-24-V-Motor, aber ich habe ihn nicht sofort angeschlossen, da ich dachte, ich brauche ihn vielleicht nicht.Unsere erste Überfahrt begann um 04:00 Uhr im Dunkeln, wir fuhren mit Elektroautos aus Swale in die Themsemündung in Richtung Pin Mill.Als die Morgendämmerung anbrach, frischte der Wind auf und wir begannen zu segeln.Aber als der Wind mittags nachließ, erhöhte ich unsere Geschwindigkeit mit dem Elektromotor.Chateau Cat wird als Familien-Kreuzfahrtyacht eingesetztIch hatte jedoch ziemlich große Angst vor der Reichweite, da ich bei 1.000 WI nur etwa vier Stunden Laufzeit haben würde, und ich war sehr besorgt, auch nur auf 50 % aufgeladen zu werden.Glücklicherweise frischte der Wind am Nachmittag auf und wir kamen gut in Felixstowe an, wobei wir nur für die letzten paar Meilen den Orwell hinauf nach Pin Mill wieder den Elektromotor benutzten.Wir endeten mit etwa 25% Ladung in der Batterie.Und der neue 2kW Torqeedo war eine Freude zu bedienen, besonders im Vergleich zu den älteren Torqeedos.Unsere Bodengeschwindigkeit, Spannung und Leistungsaufnahme wurden alle deutlich auf dem Ferngas angezeigt.Die Kontrolle, besonders bei geringer Leistung, war erstaunlich.Trotzdem dachte ich, dass sie ziemlich gut sein sollten, wenn man bedenkt, wie viel sie kosten.Wir haben die Batterien für ein paar Tage in Pin Mill mit Solarenergie aufgeladen, konnten aber nicht lange warten, da wir meine Frau in etwas mehr als einer Woche in Newcastle treffen würden.Also machten wir uns eines Abends auf den Weg nach Newcastle.Nach etwa 18 Stunden nahmen Wind und Wellen vor der Nordküste von Norfolk zu und den Kindern wurde übel.Ich wollte unbedingt weiter zum Humber, aber mein Vater machte sich Sorgen um seine Enkelkinder, also machten wir uns auf den Weg in den Wind nach Wells-next-the-Sea.Wir hatten noch genug Akkuladung.Angesichts der Krankheit der Kinder und der Beschwerden meines Vaters nutzte ich jedoch den Benzinmotor, um schneller ans Ziel zu kommen, und begann mich zu fragen, ob sich der Elektromotor lohnen würde.Wir haben in Wells ein paar Tage lang aufgeladen und auf guten Wind gewartet, um nach Newcastle zu fliegen.Ich habe auch den 800-W-Motor eingebaut.Eines späten Abends sah alles gut aus und gegen Ende einer steigenden Flut fuhren wir mit einem Elektromotor hinaus und über die Bar.Der Wind sollte später in der Nacht auffrischen und für ein paar Tage gut bleiben.Wir benutzten den 2-kW-Elektromotor, bis die Nacht hereinbrach und der Wind zunahm.Wir wechselten dann für die nächsten 32 Stunden zwischen Segeln und dem 2-kW-Motor mit geringer Leistung, wobei wir besonders davon profitierten, den Motor zum Überqueren der Schifffahrtswege zu verwenden, die aus Middlesbrough und Sunderland kamen, als der Wind in der zweiten Nacht nachließ.Als es nach der zweiten Nacht dämmerte, half uns der Elektromotor, nahe genug am Wind zu bleiben, um direkt bis zur Hafeneinfahrt von Newcastle zu segeln.Gerade als die Sonne aufging, holte ich die Segel ein und wir fuhren elektrisch in den Wind und die leicht ebbende Flut, um am Strand von South Shields zu ankern.Als ich aufräumte, kam ein Fischer vorbei, der seine Töpfe kontrollierte, und fragte, ob wir frische Krabben kaufen wollten.Er schien ein wenig verblüfft zu sein, als ich ablehnte, und entschuldigte mich damit, dass ich versuchte, Vegetarier zu werden.Vielleicht lag es an meinem Akzent.Diese ausgedehnte Reise hatte sich als informativer Faktenfinder erwiesen, und ich konnte die folgenden nützlichen Informationen sammeln:In Newcastle tauschten wir meinen Vater gegen meine im 5. Monat schwangere Frau und wir viereinhalb machten uns auf den Weg nach Holy Island.Hier begann ich zu schätzen, wie der Elektromotor uns wirklich dabei helfen kann, unsere Passage zu beschleunigen.Wir starteten gegen 01:30 Uhr fast ohne Wind, also ließen wir den Elektromotor in den ersten Stunden eingeschaltet.Die Winde blieben den ganzen Tag über recht schwach, und als wir Gefahr liefen, die Flut zu verpassen und eine starke Gegenströmung hinter den Inner Farne Islands zu bekommen, schaltete ich den Elektromotor für ein paar Stunden ein, um sicherzustellen, dass wir das Fenster schließen würden.Wir waren bei weniger als 50 % Kapazität in der Tesla-Batterie.Aber jetzt war ich ziemlich glücklich, weil ich wusste, dass ich nicht mehr als diese 50% Ladung brauchen würde, um nach Holy Island zu kommen, und außerdem schien die Sonne, was bedeutete, dass wir die Batterien mit 150-300 W aufluden (obwohl ich natürlich wusste, dass ich die hatte Backup des Benzinmotors hat auch geholfen).Der Elektromotor ist fast geräuschlos und schaltet sich einfach durch Drücken des Gashebels ein oder aus.Irgendwie, indem Sie es nicht starten müssen, fast keine Geräusche oder Vibrationen haben, keine Abgase haben und wissen, dass Sie kein CO2 produzieren und kein Benzin verbrauchen, das ersetzt werden muss, bedeutet dies, dass Sie die Gelassenheit des Segelns nicht stören.Ich fühlte mich daher viel glücklicher, es mit geringer Leistung einzuschalten, um diesen zusätzlichen Schub zu geben.Am Ende erreichten wir das Gezeitenfenster und als wir die Inner Farne Islands passierten, frischte der Wind auf.Für die endgültige Einfahrt in den Hafen holte ich die Segel ein und steuerte mit dem Elektromotor direkt in einen Wind von bis zu 20 Knoten.Bei 1.500 W Leistung machten wir bei ruhiger See immer noch etwa 2,5 Knoten.Weiter ging es ähnlich wie in Inverness über Stonehaven, Peterhead und Whitehills.Ich wurde immer besser darin, mit dem Elektromotor Gezeitenfenster zu machen, und wir passierten Rattray Head bei genau stehendem Wasser.Meiner Frau – mittlerweile im 6. Monat schwanger – wurde jedoch immer noch übel in der Dünung und sie nahm schließlich am nächsten Tag mit den Kindern den Bus von Whitehills nach Inverness.Das bedeutete, dass ich die letzten 70 Meilen von Whitehills nach Inverness alleine zurücklegte und unterwegs Delfine und sogar den entfernten Schwanz eines Wals sah.Bei Inverness fuhren wir in den Caledonian Canal ein und überquerten die gesamte Länge nach Fort William, wobei wir nur die Elektromotoren verwendeten und einige der größeren Seen befuhren.Der geräuschlose Antrieb erleichtert die Annäherung an Meeressäuger, ohne sie zu erschreckenGegen Ende der Ferien fuhren wir den Kanal hinauf, um für den Winter anzulegen.In der Morgendämmerung am Loch Lochy, ohne Wind und flaches Wasser, habe ich den 2-kW-Motor (der tatsächlich mit bis zu etwa 2,1 kW läuft) ausgereizt und auch den 800-W-Motor mit etwa 400 W betrieben.Wir haben 5 Knoten nur mit Strom gemacht.Am Ende des Urlaubs wurde mir klar, dass ich mich vollständig vom Benzinmotor entwöhnt hatte, und entschied, dass zwei der 2-kW-Motoren (effektiv 10 PS) perfekt wären, insbesondere neben 880 W fester Panels, 440 W beweglicher Panels und dem Doppelten meines aktuellen 5.3 kWh Batteriekapazität.Für diesen Sommer werde ich die festen 880-W-Solarmodule aufstellen und die beweglichen 440-W-Panels behalten.Ich halte auch Ausschau nach einem anderen 2kW Motor.Aber wenn ich keine bekomme, denke ich, dass ich ziemlich glücklich sein werde, dieses Jahr mit meinen insgesamt etwa 2.800 W weiterzumachen.Irgendwann werde ich mir auch mehr Akkus besorgen, wahrscheinlich LiFePO4.Dafür sinkt der Preis jedes Jahr und die Energiedichte steigt (ich habe gehört um durchschnittlich um die 8% pro Jahr).Ich denke, ich werde noch ein Jahr warten – zumal wir dieses Jahr wahrscheinlich nur mit unserem neuen Baby auf den Hebriden herumwerkeln werden.Aber dann hoffe ich, nächstes Jahr zu den Färöer-Inseln zu segeln…Diese Funktion erschien in der Sommerausgabe 2022 von Practical Boat Owner.Für weitere Artikel wie diesen, einschließlich Tipps zum Selbermachen, Geldsparen, großartige Bootsprojekte, Expertentipps und Möglichkeiten zur Verbesserung der Leistung Ihres Bootes, schließen Sie ein Zeitschriftenabonnement für Großbritanniens meistverkauftes Bootsmagazin ab.Abonnieren Sie oder verschenken Sie jemand anderen, und Sie sparen immer mindestens 30 % im Vergleich zu den Preisen am Kiosk.Sehen Sie sich die neuesten PBO-Abonnementangebote auf magazinesdirect.com anHolen Sie sich jede Ausgabe von PBO auf Android, iPhone, iPad oder DesktopSorgen Sie mit diesen Tipps von Barton Marine für einen reibungslosen Ablauf der neuen SaisonBeste Cruiser-Racer;Top-Tipps verankern;Bau eines Wassermachers;Selbstgebautes Motorboot;PBO-Projekt Lichtmaschine für Boote;Twisted T300S – 4x4 tut Marine;und 25 Seiten DIY...