Sähköistyksen ratkaisuvaihtoehdot

Rungon tyypit, nopeus ja toiminta-aika

Sähköä käyttövoimana käyttävien veneiden suurin rajoittava tekijä on yleensä nopeus.Veneen työntäminen veden läpi nopeasti (esimerkiksi 10 solmua) tai rungon nostaminen plaanausnopeuteen (esimerkiksi 20 solmua) vaatii eksponentiaalisesti enemmän energiaa kuin rauhallisesti ajettaessa 4- 5 solmun nopeudella. Lähes mikä tahansa pieni ja keskikokoinen vene jonka pituus on max..10 m ja paino alle 5000 kg, voidaan melko helposti nostaa 4-6 solmun nopeuteen ja tuon nopeuden ylläpitämiseen tarvitaan suhteellisen vähän energiaa. Tätä nopeutta jolla alus kulkee taloudellisimmin kutsutaan matkanopeudeksi. Monet veneet on suunniteltu kulkemaan vain hitaalla nopeudella (ajatellaan vanhoja puuveneitä, useimpia purjeveneitä, matkaveneet, kalastusveneet (fiskarit), ponttooni alukset, hinaajat, soutuveneet ,ym ). Kutsumme tämän tyyppisiä veneen runkoja uppoumarungoksi.

Nopeilla veneillä on erilainen rungon muoto, joka on suunniteltu nostamaan itsensä ylös omalle keula-aallolleen ja nousemaan ylös vedestä liukuakseen veden pinnalla. Näitä kutsutaan ’liukuvarunkoisiksi tai plaanaaviksi rungoiksi’ ja ne voivat liikkua sekä runkonopeudella (hitaasti ajettaessa) että liukunopeudella, (nopeasti ajettaessa). Esimerkiksi nopeat pikaveneet ja isot tehokkaat matkaveneet, vesijetit ym.kuuluvat liukuvarunkoisiin aluksiin. Veneen saamiseksi liukunopeudelle tarvitaan kuitenkin eksponentiaalisesti enemmän energiaa. Jos alus saadaan kulkemaan 5 solmua 10 hevosvoiman moottorilla, ei moottoritehon kolminkertaistaminen 30 hevosvoimaan riitä nopeuden nostamiseen 15 solmuun, todennäköisemmin tarvitset 75 hevosvoiman moottorin tai jopa enemmän tämän nopeuden saavuttamiseksi. Siksi näet usein pieniä pikaveneitä, joissa on suuret 200 hevosvoiman perämoottorit, sillä tarvitaan paljon energiaa tämän nopeuden saavuttamiseen ja ylläpitämiseen.

Edellämainittujen lisäksi on vielä kolmas runkotyyppi, Puoliliukuva runko. Puoliliukuvalle veneelle ei ole yksiselitteistä määritelmää ja niiden runkomuodot poikkeavat huomattavastikin toisistaan. Perinteisen puoliliukuvan rungon keulaosa ei ole kantava vaan kulkee veden sisällä nousematta pintaan ja ainoastaan rungon peräosa on muotoiltu kantavaksi ja näin vähennetty rungon taipumusta vetää vettä perässään, millä keinoin käyttökelpoista nopeusaluetta on laajennettu. Puoliliukuva vene kulkee edelleen ”veden läpi”, mutta suuremman moottoritehon ja melko tasaisen pohjan ansiosta ne nousevat osittain veden pinnalle ja ylittivät runkonopeutensa. Puoliliukuvan veneen nosteesta suurin osa tulee edelleen veden staattisesta nosteesta, mutta myös dynaamisen nosteen osuus on merkitsevä.Yleisesti puoliliukuva runko on yhdistelmä uppouma- ja liukuvaa runkoa. Puoliliukuva vene ei ole yhtä taloudellinen runkonopeudella kuin uppoumarunkoinen vene.

Nopeus ja Toiminta-aika

Yhdessä nopeuden kanssa, (kun käyttövoimana on sähkö) aluksen energian varastointi on seuraava suurin rajoittava tekijä, koska vielä nykyisin parhaat ja kalleimmatkin akut sisältävät suhteellisen vähän energiaa verrattuna fossiilisiin polttoaineisiin, kuten bensiini ja diesel. Esimerkiksi litiumakkuun voidaan varastoida energiaa noin 200 wH/kg. 50 litran bensiinisäiliöön tankattu bensiini sisältää 450 kWh energiamäärän ja vastaava määrä vaatisi yli kaksi tonnia litiumakkuja. Akkuteknologia kuitenkin kehittyy todella nopeasti ja akkujen energiatiheys kasvaa vuosi vuodelta. Jos halutaan sähkömoottorilla varustettu nopeakulkuinen vene, on varauduttava siihen että toiminta-aika polttomoottorikäyttöiseen verrattuna pienenee huomattavasti. Akkuteknologian nopean kehityksen johdosta näemme kuitenkin myös entistä enemmän sähköisiä pikaveneitä, ja joskus se saattaa olla ainoa vaihtoehto. Esimerkiksi joissakin makeanveden järvissä on yksinkertaisesti kiellettyä käyttää bensiini tai diesel moottoreita, joten jos haluat mennä vesihiihtämään, voit ehdottomasti hankkia itsellesi nopean sähköveneen. Näissä veneissä järjestelmien ja akkujen kustannukset ovat kuitenkin korkeat verrattuna polttomoottorikäyttöisiin aluksiin ja tarvitset korkeatehoisen maasähkön ladataksesi akkuja, ja kantama / ajoaika on silti vain murto-osa (esim. 60 minuuttia maksiminopeudella) siitä, mitä vastaava polttomoottorikäyttöinen pikavene voi tarjota.

Seuraavassa osioissa puhumme uppoumarunkoisten veneen ominaisuuksista

Uppoamarunkoiset veneet

Nyt kun olemme oppineet, että veneen työntäminen veden läpi vie eksponentiaalisesti enemmän voimaa, ei ole mikään yllätys, että sama pätee hitaampiin ajonopeuksiin.Selitämme tämän hieman yksityiskohtaisemmin laatimalla perusesimerkin alla olevasta keskikokoisesta, perinteisestä purjeveneestä, joka on varustettu 8 kW:n tehoisella moottorilla:

Veneen tyyppi: Metriluokka
Rakenne: Puu
Vesilinjan pituus: 9 m / 29 jalkaa
Paino (uppouma): 8000 kg

Alla olevassa taulukossa nähdään energiamäärä, jonka sähkömoottori kuluttaa akuista mitattuna kilowatteina (kW), ja veneen nopeus solmuina. Tarvitaan noin 1000 wattia (1 kW), jotta tämän 8000 kg painavan veneen nopeudeksi saavutetaan 2,6 solmua (noin 5 km/h). 1000 wattia vastaa suunnilleen samaa energiaa kuin 10 kirkasta vanhanmallista 100w hehkulamppua, eli voit ajaa isoa, raskasta venettä nopeudella 5 km/h, 10 hehkulampun energialla.

Teho kW	Nopeus solmuissa	Huomautukset
0	0
1	2,6
2	4,2	Taloudellisin runkonopeus
3	5,1
4	5,7
5	6,2
6	6,5
7	6,6
8	6,7	Max Nopeus

Mutta jotain mielenkiintoista tapahtuu, kun haluamme mennä vähän nopeammin

Jos nyt ajattelisimme, että veneessämme, tehoa olisi käytettävissä rajattomasti tai ainakin reilusti ja päätämme käyttää 4 kilowatin tehoa (vastaa 40 hehkulamppua), eikö olisi hienoa, jos vene menisi neljä kertaa niin nopeasti? Valitettavasti näin ei tapahdu, vaikka käytämme nyt nelinkertaisen määrän tehoa, mutta menemme vain 5,7 solmua (noin 2 kertaa nopeammin), joten käytössä on paljon energiaa, joka ei realisoidu suurempaan nopeuteen – tämä energia menetetään veden aiheuttaman kitkan voittamiseen ja aaltojen muodostamiseen. Kun nostamme tehoa 4 kilowatista 6 kilowattiin, nopeutemme nousee vain 0,8 solmua 5,7 solmusta 6,5 solmuun.Täydellä 8 kilowatin (vastaa 80 hehkulamppua) teholla ajettaessa pääsemme aina huippunopeuteen 6,7 solmua asti. Käytössämme on silloin kahdeksankertainen määrä energiaa mutta veneemme nopeus kasvaa ainoastaan 2,6 kertaisesti.Ja kun laitamme nämä tiedot kaavioon (katso alla), voimme selvästi nähdä eksponentiaalisen suhteen energiankulutuksen ja nopeuden välillä.

Kaavion avulla on helppo nähdä, että esimerkissämme olevan veneen optimaalisin nopeus on 4–5 solmua Nopeutta kasvattamalla näemme, että sininen viiva alkaa tasoittua noin 6 solmun kohdalla , ja vene ei yksinkertaisesti kulje juurikaan nopeammin vaikka tehoa lisättäisiin. Se on saavuttanut rungon maksimaalisen nopeuden.

Rungon maksiminopeudella ajaminen tarkoittaa, että veneen pitäminen kulussa maksiminopeudella vaatii paljon energiaa. Se ei ole taloudellinen tapa ajaa koska pyrimme saavuttamaan riittävän nopeuden ja parhaan toiminta-ajan saatavissa olevalla akkukapasiteettilla Tämä sama lainalaisuus koskee myös bensiini- ja dieselkäyttöisissä veneitä. Ei ole järkevää ajaa huippunopeudella koko ajan, ja siksi puhumme veneen nopeudesta yleensä ”matkanopeudesta” ja ”huippunopeudesta”.

Tätä esimerkkikaaviota voidaan soveltaa yleisesti uppoumarunkoisiin aluksiin, koosta ja painosta riippumatta, kaavion muoto on melkein sama. Se on jopa sama riippumatta siitä, minkä tyyppinen moottori aluksessa on. Moottorin käyttövoimalla ei ole suurta merkitystä. Jotta vene menisi hieman nopeammin, runko vaatii eksponentiaalisesti lisää tehoa. Tämä johtuu siitä, että vene yrittää nousta omalle keula-aallolleen, mutta koska rungon muoto aiheuttaa sen että uppoamarunkoinen alus kulkee vedessä eräänlaisessa “kuopassa” edes suuri moottoritehon lisäys ei riitä nostamaan venettä oman keula-aaltonsa päälle, aluksen keula pyrkii nousemaan ylöspäin ja perä painuu alaspäin ja tämä luo vain enemmän ja enemmän aaltoja. Vaikka laittaisit erittäin voimakkaan moottorin, nopeus ei juurikaan kasva, lopputulemana on vain isommat aallot. Hyvä esimerkki tästä on toimivissa satamissa nähdyt hinaajat. Valtavien moottoreiden ja suhteellisen lyhyen pituutensa ansiosta ne tuottavat massiivisia keula- ja peräaaltoja jopa suhteellisen pienillä nopeuksilla. Veneen pituuden ja rungon nopeuden välillä on suora yhteys, tämä on ollut tiedossa vuosisatojen ajan, ja se on olennaista kaikille laskelmille, jotka koskevat aluksen suunnittelua, veneen nopeutta ja toiminta-aluetta. On olemassa yleisesti käytetty perussääntö jolla voidaan laskea veneen pituuden ja odotetun suurimman nopeuden välinen suhde. Tästä laskutoimituksesta saamme tulokseksi veneen runkonopeuden. Rungon
nopeus ilmaistaan 1,34 x veneen vesiviivan neliön juurena. Esimerkkimme purjeveneen vesilinjan pituus on 29 jalkaa, joten sen pitäisi pystyä purjehtimaan 1,34 x 5,38 = noin 7,2 solmua.Nyt kun tiedämme, että veneen nopeudella on suora suhde sen kuluttamaan energiaan, voimme ymmärtää, että akkukapasiteetin tarjoama kantama liittyy myös suoraan veneen nopeuteen.

Jos ajattelemme, että esimerkki veneemme on varustettu 48 Voltin akkujärjestelmällä, joka tarjoaa 15 kWh käyttökelpoista energiaa. Mitä hitaammin vene kulkee, sitä pidempi kantama on, yllä olevassa esimerkissä, jos alus kulkee 2,6 solmun nopeutta, saamme toiminta-ajaksi 15 tuntia,(käytettävä teho 1000w), joka kattaa 39 meripeninkulman (nm) alueen. Jos ajetaan täydellä nopeudella,toiminta-aika jaa alle 2 tuntiin, jolla toiminta-alue on 2 x 6,7 = 13,4 nm – eli vain kolmannes siitä mitä 2,6 solmun nopeudella. Nyrkkisääntö uppoumarunkoisilla veneillä on, että ne liikkuvat taloudellisimmin ja tehokkaimmin nopeudella, joka on noin 60% veneen teoreettisesta rungon nopeudesta, esimerkiksi veneemme olisi 0,6 x 7,2 = 4,3 solmua. Tällä nopeudella akkukapasiteetti tarjoaa kohtuullisen noin 7 tunnin käyttöajan tai 30 nm: n alueen. Tämä on yhdenmukaista matkanopeuden kanssa, jonka voimme johtaa yllä olevan kaavion käyrästä.

Yhteenvetona voidaan todeta että sähkömoottoreihin kohdistuvat samat lainalaisuudet kuin polttomoottoreihin,
teho ei synny tyhjästä ja nopeuden lisääntyessä energiaa kuluu enemmän.

Akkuteknologia

Nyt kun olemme paremmin ymmärtäneet, kuinka paljon energiaa veneemme tarvitsee, jotta se kulkisi tietyllä nopeudella, voimme tutkia tapoja tallentaa tarvittava energia alukseen. Termi energiatiheys kertoo meille kuinka paljon energiaa saadaan varastoitua esimerkiksi 1 kilon painoiseen akkuun tai 1 litraan polttoainetta. Esimerkiksi jos akun energiatiheys olisi vaikkapa 120 Wh/kg, voisi puolen kilon painoisella akulla valaista autotalliaan 60 W hehkulampulla tunnin ajan. Siis jos sattuisi jostain vielä hehkulampun löytämään. Akkuteknologia kehittyy tätä nykyä isoin askelin, saamme lukea uutisista ja eri alojen julkaisuista viikoittain uutisia uusista akkuteknologia innovaatioista ja kehitysaskelista. Tänä päivänä odotetaan vielä akkuteknologian kehityksessä läpimurtoa energiatiheyden kasvun ja latausajan lyhenemisen osalta Puhumme seuraavassa kahdesta yleisesti sähköveneissä käytetystä akkutyypistä ja vertailemme niiden
energiatiheyttä ja ominaisuuksia verrattuna nestemäisiin polttoaineisiin.

Polttomoottoria käyttövoimana käyttävien alusten polttoaine varastoidaan aluksen polttoainesäiliöön. Tyypillisesti pienissä huviveneissä säiliön tilavuus on 5 litrasta ylöspäin muutamaan sataan litraan. Jos otamme esimerkiksi bensiinikäyttöisen veneen jonka polttoainesäiliön tilavuus on 50 litraa. Bensiinin energiatiheys on 9 kWh/l (12,5 kWh/kg) ja bensiinin tiheys on noin 0,75 kg/litra, tästä saamme laskutoimituksella bensiinin energiasisällöksi 450 kWh ja painoksi 39 Kg. Vastaavasti, jos teemme laskelman esimerkiksi nykyään yleisesti käytössä olevasta Litiumakuista.Litiumakkujen energiatiheys kehittyy nopeasti ja laboratorio-olosuhteissa on päästy jo yli 1kWh/kg energiatiheyksiin mutta käytämme tässä laskennassa arvoa 200 wH/kg joka on tyypillinen arvo nykyään markkinoilla olevissa litium akuissa. Koska bensiinin energiatiheys on 45 kertainen verrattuna litium akkuuun, saadaksemme vastaavan määrän energiaa kuin 50 litrasta bensiiniä, meidän tulisi asentaa veneeseemme litiumakkupaketti joka painaisi 2250 Kg. Perinteistä lyijyakkua jonka energiatiheys on 30 Wh/kg käytettäessä laskelma antaisi tulokseksi 15000 kiloa!. Tällaisten akkujen asentaminen kuulostaa mahdottomalta mutta asia ei ole aivan näin yksinkertainen.

Koska sähkömoottorin hyötysuhde on kuitenkin paljon parempi kuin polttomoottorikäyttöisen, sähköenergiasta siirtyy potkuriin vähintään 85 %, kun taas bensiinin energiasta vain 15-20 %. Toisin sanoen sähkövene tarvitsee vain alle 18 % polttomoottorikäyttöisen aluksen vaatimasta energiamäärästä, joka vastaavasti pienentää tarvittavaa akkumassaa. Jotta sähköveneellä saavutetaan sama ajomatka kuin 50 litran polttoainetankilla, tarvitaan litiumakkuja noin 380–500 kg. Tämäkin määrä saattaa kuulostaa suurelta verrattuna aikaisemmin laskemaamme polttoaineen painoon, mutta kokonaislaskennassa täytyy ottaa huomioon monia tekijöitä kuten esimerkiksi se että vanha polttomoottori poistetaan ja tilalle asennetaan huomattavasti kevyempi sähkömoottori, polttoainejärjestelmä voidaan poistaa ja näistä kertyvä painon säästö tasapainottaa tilannetta.

Lyijyakut tai Litiumakut

Molemmilla akkutyypeillä on hyvät ja huonot puolensa

Lyijyakut ovat olleet käytössä yli 100 vuotta ja ovat yksinkertaisia, luotettavia laitteita, jotka voivat tuottaa kohtuullisen määrän purkaussyklejä ja ne ovat suhteellisen halpoja ja käytännöllisesti katsoen huoltovapaita. Ne ovat kuitenkin suuria ja painavia verrattuna saman kapasiteetin litiumakkuihin, eivätkä ne pidä siitä että ne jätetään tyhjiksi käytön jälkeen, mikä lyhentää huomattavasti niiden käyttöikää. Lyijyakkujen maksimipurkaustaso on noin 50% täydestä kapasiteetista. Hyvälaatuiset lyijyhappoakut, jos niitä käsitellään
hyvin, voivat tarjota jopa 600 tai 700 lataus- ja purkausjaksoa, ja ne yleensä kestävät käytössä 6–8 vuotta.

Litiumakut ovat teknisesti edistyneitä, usein tietokoneohjattuja laitteita, jotka voidaan purkaa noin 80 prosenttisesti. Ne ovat noin 3-4 kertaa kalliimpia kuin lyijyakut ja voivat joissakin tapauksissa vaatia varsin edistyneitä seuranta- ja ylläpitotaitoja. Niiden koko ja paino ovat kuitenkin yleensä noin neljäsosa vastaavan kapasiteetin lyijyakuista, eivätkä ne ole herkkiä myöskään tyhjänä säilytykseen. Hyvälaatuiset litiumakut voivat tarjota jopa 3000 lataus- ja purkausjaksoa, ja ne yleensä kestävät 8-15 vuotta purkausjaksojen lukumääräst
riippumatta. Teknologian kehittyessä litiumakkujen lopullinen käyttöikä ei ole vieläkään tiedossa, koska se on suhteellisen uusi tekniikka, ja alalla on vain vähän litiumakkuja, jotka on asennettu yli kymmenen vuotta sitten.

Mikä akkutyyppi olisi paras minun veneeseeni? Jälleen vastaus on yksilöllinen ja riippuu veneen tyypistä, käyttöolosuhteista, budjetista ja muista tekijöistä Esimerkiksi pienen soutuveneen bensiini perämoottorin korvaaminen sähkömoottorilla jossa tarvitaan iso ja painava lyijyakku ei ole välttämättä paras vaihtoehto vaan tällaisessa tapauksessa esimerkiksi kevyt kannettava litiumakkupaketti, jossa on oma lataus ja valvontajärjestelmä sisäänrakennettuna saattaa olla paras ja taloudellisin vaihtoehto. Toisessa esimerkissä meillä on 4 tonnin painoinen perinteinen puinen purjevene, jota pidetään venesatamassa ja jota käytetään päiväretkelle rannikkovesillä. Veneessä oleva 10 hv dieselmoottori vaihdetaan E-Tech POD 7 Kw sähkömoottoriin. Tällaisessa tapauksessa on luultavasti järkevämpää käyttää lyijyakkuja. Lyijyakkujen paino on suunnilleen sama kuin vanhan raskaan dieselmoottorin paino ja akut voidaan sijoittaa painopisteen kannalta oikeisiin paikkoihin. Tämän tyyppisessä veneessä paino ei ole ongelma, ja koska lataus voidaan tehdä venesataman maasähköstä, lyijyakut ovat todennäköisesti paras vaihtoehto ja ne kestävät useita vuosia.

Aluksissa jossa tila ja paino ovat ratkaisevia tekijöitä, voidaan asentaa suuri litiumakkujärjestelmä jolloin saavutetaan painonsäästöä ja saadaan akkujen kapasiteetti tehokkaammin hyödynnettyä. Yksi ratkaiseva ero lyijyakkujen ja litiumparistojen välillä on akkujen tarjoamien syklien kokonaismäärä.Suomen veneilykausi alkaa yleensä huhti-toukokuussa ja loppuu viimeistään loka-marraskuussa. Veneilijät jotka lähtevät vesille kahdesti kuukaudessa, ajavat yhden kauden aikana noin 16 matkaa, mikä tarkoittaa noin 130 matkaa 8 vuoden ajalla. Tällaisessa tapauksessa lyijyakkujen elinkaaren 500-700 lataus ja purkaussykliä ovat hyvin riittävä määrä .Veneilijä joka taas ajaa veneellään vaikkapa 5 kertaa viikossa saavuttaa jo yhden kauden aikana noin 160 lataus ja purkaussykliä, jolloin lyijyakkujen elinikäodote putoaa 3-4 vuoteen. Tällaisessa tapauksessa litium akkujen käyttö tulee kokonaisuutena halvemmaksi kuin lyijyakkujen käyttö. Lisänä litiumakkujen tulevat muut edut kuten pienempi koko ja paino sekä 80% purkausmahdollisuus

Akkujen lataaminen

Lataus maasähköstä:
Akkujen lataaminen maasähkön avulla on nopein, halvin ja luotettavin tapa. Veneen tyypistä riippuen lataus voidaan suorittaa venesataman sähköjärjestelmästä joista useimmiten saadaan 16 ampeerin sähköliitäntä. Veneilijöille jotka nostavat veneensä ylös jokaisen ajokerran jälkeen ja vievät sen kotiin trailerilla, veneen akkujen lataus onnistuu helposti kotona. Näissä molemmissa tavoissa voidaan akut pitää aina ladattuina, jolloin niiden käyttöikä saadaan maksimoitua

Aurinkopaneelien ja tuulivoiman käyttäminen:
Aurinkoenergian ja tuulivoiman hyväksikäyttö on myös mahdollista ja tämän latausmuodon etuna on se, että lataus toimii käytännössä aina kun auringon säteilyä tai tuulta on tarpeeksi olemassa. Ei ole rajoitusta että veneen täytyisi olla esimerkiksi laiturissa kiinni vaan akkuja voidaan ladata myös aluksen ollessa kulussa.Litiumakut soveltuvat paremmin tilanteisiin, joissa luotetaan yksinomaan aurinkoenergiaan tai tuulen tuottama voimaan.

Regenerointi purjehduksen aikana:
Purjeveneille, jotka tekevät pidempiä purjehduksia voivat käyttää veneen omaa potkuria latausenergian saamiseen. Esimerkiksi E-Tech sähkömoottoreissa on ominaisuus joilla yhdellä napin painalluksella sähkömoottori vaihdetaan generaattoriksi ja veneen ollessa kulussa omilla purjeillaan, vapaasti pyörivä potkuri lataa akkuja matkan aikana. Esimerkiksi E-Tech 7Kw POD moottorissa jo 200 kierrosta/min
pyörintänopeudella, joka vastaa potkurista ja veneestä riippuen noin 5 solmun nopeutta saadaan 150 W/ 3 Ampeerin latausvirta. 150 W voi kuulostaa pieneltä mutta se ei sitä ole, koska pidemmillä matkoilla lataus on jatkuvaa ja esimerkiksi 24 tunnin aikana saadaan 3,6 kW sähköteho. Se riittää hyvin esim. veneen jääkaappiin, navigointivälineisiin ruoanlaittoon ym. ja ylijäämää jää silti.

Hybridiratkaisut:
Hybridijärjestelmä on valinta jossa ei olla riippuvaisia ulkoisen energialähteen saatavuudesta akkujen lataukseen. Tällaisia ratkaisuja on pidetty aikaisemmin kalliina ja monimutkaisina ja huvivenekäyttöön soveltumattomana, mutta teknologian kehityttyä hybridijärjestelmä ei välttämättä häviä kustannuksissa täyssähköiselle järjestelmälle. Hybridiratkaisussa toteutusta voidaan verrata nykyisin hyvin yleisiin hybridiautoihin. On olemassa niin sanottuja perus-hybrideja ja myös lataushybridejä. Veneen hybridiratkaisussa aluksen oma alkuperäinen polttomoottorikäyttöinen voimanlähde säilytetään ja sen kanssa sarjaan tai rinnalle asennetaan sähkömoottori. Ratkaisusta riippuen sähkömoottoria voidaan käyttää korvaamaan alkuperäinen voimanlähde kokonaisuudessaan. Joissain järjestelmissä hybridimoottori on
tarkoitettu vain lyhytaikaiseen käyttöön esimerkiksi satamaan tai satamasta pois ajoon. Esimerkkinä täydellisestä hybridiratkaisusta voidaan pitää esimerkiksi E-Tech Inline WG moottoriratkaisua, jossa sähkömoottori asennetaan potkuriakselille olemassa olevan koneen ja potkurin väliin. Tällaisellä järjestelyllä voidaan ajaa joko vanhalla polttomoottorilla, jolloin sähkömoottori toimii generaattorina ja lataa akkuja, tai
sitten voidaan sähkömoottoria käyttää aluksen voimanlähteenä ja polttomoottori otetaan käyttöön mikäli akkuja ei pystytä lataamaan muilla keinoilla. Tälläisessa hybridiratkaisussa on etuna se että veneen alkuperäinen toiminta-aika ja toimintasäde ei putoa vaan itse asiassa lisääntyy, koska käytettävissä on sähköpropulsion akkuenergia ja polttomoottorin polttoaine.

Kustannusten vertailu

Kumpi järjestelmä on kokonaisuudessaan edullisempi, perinteinen polttomoottori vaiko sähkö? Sähköpropulsiojärjestelmien ja perinteisen polttomoottoritekniikan välillä on merkittäviä eroja kustannusrakenteessa. Polttomoottoreissa tarvitaan bensiiniä tai dieseliä ja joka vuosi on suoritettava huolto jossa vaihdetaan öljyjä, öljynsuodattimia, termostaatteja, polttoainesuodattimia, ilmansuodattimia, tulppia ynnä muuta. Näiden lisäksi polttomoottorikäyttöisessä aluksessa on paljon muita huoltokohteita joita täytyy säännöllisesti suorittaa jotta veneen toimintakyky säilyy. Veneilykauden päättyessä on veneen polttomoottorille suoritettava ns. glykoliajo jotta saadaan jäähdytysjärjestelmä suojattua pakkasvaurioilta.Muita tällaisia töitä ovat esimerkiksi polttoainetankin tyhjennys ja puhdistus,pilssin tyhjennys öljyisestä vedestä ym. Täyssähköisessä ratkaisuissa tällaisia tehtäviä ja kuluja ei ole. Kun pohditaaan veneen sähköistämistä on tarkeää että kustannusvertailuun otetaan kaikki sinne kuuluvat kulut, muutoin vertailu ei ole tasapuolinen ja sähköistysratkaisu saattaa vaikuttaa liian kalliilta ratkaisulta. Erityisesti kun veneen vanha moottori, olipa se bensiini tai diesel käyttöinen tulee käyttöikänsä päähän kannattaa ehdottomasti ottaa sähköitysratkaisu yhdeksi vaihtoehdoksi ratkaisua pohdittaessa. Monet asiakkaat ovat yllättyneet siitä että sähköinen moottoriratkaisu saattaa tulla jopa huomattavasti halvemmaksi kuin perinteinen polttomoottori.

Kaupallisille operaattoreille syyt voivat olla kaikki edellä mainitut. Lisäksi kaupallisessa käytössä edellämainitut polttomoottoreiden oheiskustannukset korostuvat koska käyttötunteja tulee enemmän ja lyhyemmässä ajassa.

Huolto ja tekniset näkökohdat

Itse sähkömoottoreissa on vain vähän liikkuvia osia, ja ne ovat yleensä käytännössä huoltovapaita. Suurin osa sähkömoottoreista ei vaadi öljynvaihtoa, ei voitelua tai käyttöhihnan vaihtoa. Kuten nykyiset uudet polttomoottorit, sähkömoottoreissa ja akuissa käytetään mikroprosessoriohjattuja ohjaimia ja niiden huolto ja ylläpito saattaa vaatia erityisosaamista ja erityisiä testaus ja ohjelmointityökaluja. Veneilijälle tämä voi joskus aiheuttaa ongelmia, koska varaosia tai huoltokumppaneita ei ole vielä yhtä helposti saatavilla kuin diesel- ja
bensiinimoottoreissa. Tästä syystä on tärkeää että järjestelmän toimittajaksi valitaan toimittaja joka kykenee tarjoamaan myös huolto ja takuupalvelut

Oikean valinnan tekeminen

Ota yhteyttä jo tänään ja selvitä, onko sähköinen käyttövoima sinulle sopivin ratkaisu. Electric Marinella on vuosien kokemus kaikenkokoisista veneistä, ja suoritamme järjestelmien suunnittelun, asennuksen ja huoltopalvelut asiakkaan toivomusten mukaisesti.