"Propulsia electrica" mituri, explicatii, optiuni

Deoarece am lipsit mult si simteam nevoia sa ma revansez cu ceva mai consistent si deoarece aceasta e o tema recurenta, m-am gandit sa scriu ceva despre asta. Ceva-ul s-a transformat urgent in cateva pagini si inca sunt in stadiul de generalitati. Ca de obicei acestea sunt pareri proprii bazate pe experienta altora si nu reflecta decat partial adevarul obiectiv. In consecinta nu vorbim de evanghelia dupa rumpi, puteti da linistiti cu parul.

Propulsia electrica sau “Jana nu e moarta, Jana se transforma”.

Deoarece ideea propulsiei electrice apare regulat m-am decis sa scriu cate ceva despre acest sistem. O sa incerc sa explic cat mai simplu fara a intra in detalii tehnice complexe, cu generalizari nepermise stiintific, in idea unei lucrari de popularizare.
Pentru inceput o idee de baza. In universal cunoscut energia nu se pierde. Acest lucru constituie adevarul pe care trebuie s ail aveti in vedere atunci cand va ganditi la propulsia electrica. De ce o sa vedeti mai incolo.
Propulsia electrica este viitorul. Propulsia electrica este mai eficienta. Propulsia electrica este ecologica. Propulsia electrica este inabusita de conspiratia mondiala a … (completati cu cine vreti). Si tot asa in acelasi spirit alte zeci de enunturi.
Toti am auzit aceste lucruri, unii le si credem, dar repetarea lor nu le face mai adevarate. Toate sunt mituri si se bazeaza pe confuzii intentionate sau nu.
Propulsia electrica nu este viitorul, este prezentul. Ea a existat de la inventarea motorului electric si a fost folosita constant pana azi. Da este viitorul in sensul ca va fi folosita in continuare. Poate chiar pentru mai multe lucruri decat azi. Primele barci electrice au aparut prin secolul 19, iar unele exemplare functioneaza pana astazi. Cu aceeasi tehnologie. Cam orice obiect plutitor imaginat de om a fost dotat candva undeva cu propulsive electrica. Unele concept au rezistat, altele au disparut de pe piata. acest lucru o sa se intample in continuare. Faptul ca unii nu stiu si altii uita convenabil aceste aspect nu e o scuza. Putina istorie de scapa urgent de acest mit. De la celebrul “gentlemens river launch” cu motor electric la portavion, propulsia electrica a dotat pe rand si sub diferite forme navele lumii. Dar acest lucru nu are nimic de-a face cu eficienta. Marele mit al eficientei este poate cel mai raspandit. Ca sa intelegem de cataloghez acest enunt in categoria miturilor trebuie sa aplicam idea de baza. Jana nu e moarta, Jana se transforma. In ce se transforma Jana si unde este important. Ce inseamna de fapt “propulsie electrica”? In cazul ambarcatiunilor de orice fel ne referim la miscarea acestora prin apa cu ajutorul unui sau mai multor motoare electrice. Singura problema este insa ca motorul nu misca barca. O sa spuneti cum adica, ce vorbeste asta, e tampit? Toata lumea stie ca daca sta motorul sta si barca. E adevarat, dar nu intotdeauna cand se misca motorul se misca si barca. Asta deoarece motorul misca elicea, zbaturile, pompele de presiune, orice numai nu barca. Respectivul dispozitiv misca barca. Propulsia inseamna miscare. Prin apa, prin aer, pe uscat, unde vreti. Iar pentru a misca ceva intr-un anumit fel este necesara o anumita cantitate de forta. In alte cuvinte energie. Iar cantitatea necesara nu tine de dispozitivul care asigura energia ci de caracteristicile fizice ale obiectului miscat si a mediului inconjurator in care se misca. Sa luam un exemplu usor de inteles pentru majoritatea cititorilor. Avem un Trabant si un Porsche. Luam motorul din Porsche si il transplantam in Trabant. Se va comporta Trabantul ca un Porsche? Bineinteles ca nu. Va fi mai incet pentru simplul fapt ca are o caroserie cu aerodinamicitatea unei caramizi si roti inguste. Pentru ambarcatiuni acest lucru inseamna ca forta necesara deplasarii este determinata de forma, greutate, tipul transmiterii fortei catre apa, etc. Cand vorbim despre eficienta in contextul propulsiei vorbim despre folosirea a mai putina energie pentru a misca acelasi obiect in aceeasi parametrii. Modul cum asiguram energia necesara, este indiferent. Daca vrem sa miscam barca un metru avem nevoie de aceasi energie indiferent ca vaslim, invartim elicea cu mana sau o misca vre-un tip de motor. Propulsia nu este electrica, este cu vasle, cu elice, cu zbaturi, reactiva, magnetica, cum vreti voi numai independenta de tipul motorizarii sa fie. De unde atunci aceasta idee a eficientiei propulsiei electrice? E simplu, ne intoarcem la Jana. Energia e un concept abstract care se manifesta sub diferite forme fizice. Orice exista contine energie iar orice forma de energie poate fi transformata in alta forma de energie. Nu traim insa intr-o lume ideala si astfel conversia directa dintr-o forma in alta nu este intotdeauna posibila, la fel cum nu este posibila conversia totala dintr-o forma in alta. O sa ma refer in continuare la cazul comun al ambarcatiunilor cu elice, dar se poate generaliza pentru orice tip de propulsie. Elicea impinge ambarcatiunea prin apa, motorul invarte elicea, ceva face motorul sa se invarta. Motorul este deci un transformator al energiei. In cazul motorului electric acesta transforma electricitate in miscare prin intermediul campurilor magnetice. In cazul motorului cu combustie interna sau externa acesta transforma energia expansiunii gazelor in miscare prin intermediul unui piston. Electricitatea ca si gazele vin si ele de undeva. Respectiv din generator (trecand optional prin baterie) sau din transformarea exploziva sau lenta a unui combustibil organic in gaze. Eficienta cu care motorul transforma combustibilul disponibil in miscare este dependenta de tipul motorului. Aici straluceste motorul electric cu o eficienta de pana la 98-99% in conditii ideale si 80-90% in conditii reale. O diferenta majora fata de pragul maxim de 50-60% ale unui motor cu combustie, nemaivorbind de diferenta uriasa fata de media motoarelor cu combustie care se situeaza in jurul valorii de 20%. Si uite asa ia nastere mitul eficientei. Motorul electric este cel mai eficient, deci daca am motor electric am cea mai eficienta propulsie.
Dupa aceleasi principii functioneaza si restul miturilor. Pana cand motoarele electrice nu vor creste in copaci productia lor va polua la fel de mult ca si constructia altor tipuri de motoare. „Energia verde” este alt mit. Panourile solare nu cresc nici ele in copaci iar turbinele eoliene si daca sunt din lemn generatoarele lor nu sunt. Majoritatea energiei de pe pamant provine de la soare, este deci energie nucleara transmisa noua prin intermediul radiatiei si transformata in fel si chip. Orice velier navigheaza datorita energiei atomice. Atata doar ca marele reactor de fuziune este tare departe si ne doare-n cot de deseurile toxice. Ceea ce nu ne afecteaza nu ne intereseaza.
Conspiratia mondiala pentru inabusirea noilor tehnologii, alt mit perpetuu. Da recunosc, el are o baza reala in sensul unei competitii acerbe intre detinatorii de tehnologii si priveste protejarea materialelor proprietare. In cazul motoarelor electrice ideea e futila, motorul electric nu e sub copyright, eficienta e aproape de maximul posibil iar singurele inovatii privesc procesele tehnologice de productie. Oricum majoritatea exemplelor aduse in sprijinul argumentului vin din domeniul chimiei bateriilor si nu a motoarelor. Un exemplu popular este bateria NiMH o evolutie a bateriei NiFe. Un concern producator de petrol cumpara licenta si fabrica doar baterii mici, neadecvate propulsiei automobilelor. Iese scandal, conspiratia e in floare. Realitatea? Lumea lucreaza la alte chimii de baterie, licenta e ocolita cu gratie, concernul ia plasa. Un alt exemplu popular, EV1, masina electrica lansata de GM apoi retrasa si distrusa. Urmarea? GM pierde trenul, japonezii castiga. Si oricum EV1 e asa mare inovatie tehnologica americana incat Renault si Citroen au deja de 20 de ani masini electrice in programul normal de productie cand se hotaraste si GM sa fabrice ceva. Doar ca nu le cumpara nimeni. Cine a ucis masina electrica? Consumatorul mancati-as. Iar daca cineva crede ca din momentul in care va aparea motorul cu apa acesta va costa 1 leu si apa va fi gratis, acela viseaza de fapt la schimbarea sistemului social si a mentalitatii oamenilor. Adica filosofie, politica si revolutie. Momentan daca o idee e susceptibila ca fiind generatoare de profit ea va fi aplicata. cu cat e mai mare profitul cu atat mai multi se vor ocupa de aplicarea ideii.
Si totusi daca motorul electric e asa eficient si lucrurile pot aduce profit de ce nu sunt toate barcile electrice? Pentru asta trebuie sa facem o incursiune in tehnica si economie.
Situatia tehnico-economica existenta:
Pana la inventarea unui mod de propulsie radical diferit de cele existente actual (de ex. magnetica pe baza campului magnetic al pamantului) sistemul de propulsie si motoarele electrice sunt cunoscute pana la epuizare. Problema vine de la urmatorul punct de conversie a energiei. Motorul instalat in ambarcatiune are nevoie de o sursa portabila de energie. Aceasta trebuie sa fie cat mai compacta posibil, astfel incat sa ramana cat mai mult spatiu util in barca. Vorbim astfel despre energie chimica. Pentru a elibera energia stocata chimic trebuie distrus materialul. Asta se intampla rapid la arderea combustibilului sau lent intr-o baterie. Problema devine astfel economica si se pune in felul urmator: care este necesarul de energie pentru deplasarea unei anumite ambarcatiuni, pe o anumita distanta cu o anumita viteza, care este eficienta totala a conversiei energiei chimice in miscarea barcii, si care este solutia tehnica cea mai buna din punct de vedere financiar si logistic. In cele ce urmeaza voi incerca sa analizez pe scurt solutiile tehnice actuale conform acestor criterii.
Modelul energiei nucleare:
Lantul schimburilor energetice este dupa cum urmeaza: Fisiune atomica – caldura – expansiunea gazelor – generator electric – motor electric – propulsor
Solutia are avantaje dar si dezavantaje majore. Combustibilul e ieftin, densitatea energetica e imensa, poti ignora cu gratie toate pierderile din sistem, nu polueaza la locul faptei. Ansamblul reactor / schimbator de caldura / turbina de abur constituie de fapt un motor cu combustie externa care antreneaza un generator. Problema e ca oamenii n-au reusit sa construiasca un reactor de fisiune sigur si complet automatizat. Adica daca vrei reactor trebuie sa dezbati problema radiatilor si a desurilor. Solutia a ramas apanajul guvernelor care pot ignora costurile.
Modelul combustibil organic (fosil sau nu):
Drumul Janei: combustibil organic (petrol si derivate, gaze, carbune, biomasa) – motor combustie interna sau externa – generator – motor. Vorbim despre lantul energie chimica – energie kinetica – energie electrica – energie kinetica.
Se numeste in mod popular propulsie hibrida si apare cel mai des sub forma propulsiei diesel-electrice. Pe locul doi sta propulsia cu turbina de aburi urmata de generator. Aceasta solutie se alege deoarece aburul poate fi produs cu orice combustibil.
Marele avantaj al modelului hibrid consta in eficientizarea greutatii si complexitatii sistemului. Acest lucru pare paradoxal la prima vedere dar privit de aproape isi dezvaluie avantajele. Ambarcatiunile opereaza in situatii diferite cu necesitati de putere diferite. Pentru a transmite puterea unui motor cu combustie asupra navei este nevoie de un sistem complex de modificare a turatiei elicii. Acest sistem consuma energie (prin frecare) este extrem de complex si sensibil (angrenaje cu roti dintate, sisteme hidraulice, etc.) si de la o anumita marime foarte greu. Ia astfel nastere o categorie de ambarcatiuni unde inlocuirea intregului angrenaj de transmisie cu un generator si un motor electric este mai eficienta din punct de vedere tehnico-economic. Din respectiva clasa fac parte ambarcatiunile de marime si tonaj mediu care necesita reactii rapide la modificarea turatiei. Problema? Pana sa ajunga transmisia destul de grea si complexa ca sa justifice inlocuirea ambarcatiunea a ajuns la cateva mii de tone si o putere instalata exprimata in megawati. Vorbim despre cargouri medii, nave de pasageri si de razboi. Sub aceste puteri si tonaje actionarea directa cu un motor cu combustie interna rapid (peste 2000 tur/min) este mai eficienta pentru ca nu exista pierderi de conversie a energiei chimice in energie electrica ci se transforma direct in energie kinetica. Daca se renunta la necesitatea manevrarii rapide se poate folosi un motor lent (pana la 250 tur/min) cu actionare directa a elicei, asa cum au majoritatea cargourilor.
Pentru ambarcatiunile de agrement solutia diesel-electrica nu se justifica deoarece eficienta totala a sistemului este sub eficienta actionarii directe. Pe romaneste spus daca ai un motor diesel cu eficienta de 20% un generator si un motor cu fiecare cu eficienta 98% ai o pierdere neta de 4%. In realitate pierderile sunt ceva mai mari, dar nu conteaza. Hibridul nu e viabil in domeniul agrementului.
Pentru a indulci afirmatia de mai sus inventatorii si marketingul au lansat doua solutii magice. Pila de combustie si motorul Stirling. Ambele solutii tehnice fac parte din modelul combustibil organic si sunt baloane de sapun. Sa va explic de ce. Pila de combustie este un dispozitiv care combina hidrogenul cu oxigen si scoate curent. Se cunoaste de aprox 150 de ani si pana acum nu exista aplicatii viabile pentru puteri aplicabile ambarcatiunilor de agrement. De ce? Din varii motive. Hidrogenul e extrem de greu de manevrat si nu exista infrastructura. Pilele derivate cum ar fi cea cu metanol nu au durata de viata si fiabilitatea corespunzatoare. Metanolul e scump, toxic si nu exista infrastructura de larg consum. Momentan e o teoretica tehnologie de viitor care ramane in domeniul aplicatiilor speciale unde nu conteaza banii si durata de viata. Motorul Stirling e un motor cu combustie externa care in loc de abur foloseste aerul ca mediu de transfer. Este eficient la puteri foarte mici, are avantajul ca poate folosi orice sursa de caldura, dar la puteri mai mari devine lucrurile se complica. E silentios si se preteaza la apelativul „ecologic”. Practic insa aplicatiile raman in domeniul micro si speciale. Chiar daca pe piata exista un generator cu eficienta declarata de 96% la o privire mai atenta veti constata ca este vorba de eficienta in cogenerare respectiv combinatia putere – caldura. Interesant pentru vacanta la Polul Nord. Eficienta maxima atinsa pentru putere este de maxim 50%. In conditiile speciale in care motorul Stirling ar fi potrivit pentru barca tot ramane problema eficientei modelului hibrid. Iarasi pierderi la transformare, vedeti mai sus.
Modelul pur electric:
Ultima varianta tehnica este solutia pur electrica. Pentru alimentarea motorului este necesara o sursa de curent portabila, respectiv un acumulator. Incarcarea acumulatorului se face din diverse surse de generare, disponibile la bord sau pe mal. In cazul in care acumulatorul nu poate fi reincarcat vorbim despre o baterie primara, adica despre un acumulator unde procesul de descompunere chimica nu este reversibil.
Marele avantaj este ca aceasta solutie este aplicabila la orice. De la gonflabila la submarin totul merge cu acumulatori. Problema o reprezinta bineinteles acumulatorii in sine. O scurta privire pe piata si in specificatiile tehnice si ti se face parul maciuca, mii de informatii despre fiecare tip, specificatii tehnice, avantaje/dezavantaje, laude/critici, te apuca groaza. In cele ce urmeaza o sa fac o scurta trecere in revista a celor mai importante tipuri existente actual astfel incat doritorii sa stie despre ce sa aprofundeze. Mai intai cateva chestii fundamentale despre acumulatori si rolul lor. Acumulatorul este o constructie care transforma energia electrica in energie chimica si invers. Caracteristicile care intereseaza sunt densitatea energetica (per kg si per metru cub) si rapiditatea cu care poate fi descarcat si incarcat.
Din pacate pana astazi bateriile inca nu au reusit sa ajunga la densitatea energetica a combustibilului fosil. Asta inseamna ca pentru aceeasi cantitate de energie disponibila in barca trebuie sa folosim mai mult spatiu. Mult mai mult spatiu. Cat de repede se incarca si descarca este important pentru a dimensiona bateria fata de motor si sursele de incarcare. Degeaba ai un motor tare si o baterie mare daca bateria nu livreaza energia decat foarte incet. E comparabil cu a incerca sa stingi un incendiu folosind un furtun cu diametrul de 0,5cm conectat la o cisterna mare. si invers e valabil, incercati sa umpleti cisterna cu acelasi furtun. Dupa ce va plictisiti repetati operatiunea cu un furtun cu diametrul de 10cm. In literatura va uitati deci dupa Wh/kg, Wh/l, MJ/kg, rata C, constanta Peukert.
Dupa chimia folosita avem cateva tipuri principale intalnite:
Plumb-acid cu toate variantele.
Acumulatorul cunoscut de la masina, tren, etc. Este foarte cunoscut si popular, este ieftin si usor de folosit. Din pacate este extrem de mare si greu pentru capacitatea oferita, si nu poate fi optimizat constructiv decat pentru un singur lucru. Adica ori stocheaza energie mai multa si o da cu taraita inapoi, ori stocheaza energie mai putina si da mai mult odata. Se vorbeste despre uzual despre acumulatori de tractiune si acumulatori de pornire. Acumulatorul de pornire, cel cunoscut de la masina, este optimizat sa dea mult curent odata. Daca il descarcati incet pe o perioada indelungata se strica. Cel de tractiune poate fi descarcat pe o perioada lunga, dar daca vreti curent mult odata trebuie sa supradimensionati bateria. Mai exista si ceva strutocamile, asa numitele baterii marine sau pentru rulote. Astea sunt un compromis intre cele doua tipuri, nu fac nimic bine dar se descurca onorabil in ambele roluri. Multa lume isi face treaba cu ele. Dar la drept vorbind tot solutia dedicata e mai buna. Dupa tipul constructiv avem baterii ude deschise, inchise si cu gel. In unele conditii (supraincarcare, descarcare rapida) bateriile elimina gaz (hidrogen) iar electrolitul se deterioreaza. La cele ude deschise acesta poate fi recompletat cu apa distilata, la restul nopate buna, bateria pierde capacitate si se deterioreaza ireversibil. In schimb bateriile inchise si cu gel sunt mai versatile in ceea ce priveste conditiile de pozitionare si montare.
Unde pot fi folosite? In principiu la orice tip de ambarcatiune de la gonflabila la submarin. Practica insa ne invata ca cea mai buna utilizare si-o gasesc la ambarcatiuni de deplasament care nu sunt sensibile la greutatea incarcata. Daca acest lucru este posibil ambarcatiunea poate fi din start proiectata astfel incat bateriile sa fie folosite direct pe post de lest interior. Nu incercati sa folositi acumulatori auto de start pentru tractiune nici macar la gonflabila. Nu o sa va bucurati mult de ei. Ce scrie pe eticheta acumulatorilor de pornire este capacitatea maxima de descarcare pentru cateva secunde, nu capacitatea nominala per ora. Daca nu ma credeti mergeti la magazin si solicitati o baterie de tractiune de acelasi amperaj ca si bateria de la masina personala. O sa fie mai mare si mai grea. Bateriile de tractiune sunt mai scumpe decat cele auto.
Nichel in diverse combinatii.
Dintre chimiile cu nichel retinem doar bateriile ude cu NiCd si cele uscate NiMH. Acumulatorii NiCd sunt interzisi in EU in aproape toate domeniile din cauza toxicitatii cadmiului. Totusi se gasesc prin masini, avioane si UPS-uri. Acest tip de acumulator are proprietati bune, livreaza curent mult si repede, poate sta descarcat fara sa se strice, poate fi reconditionat o perioada, e usor de folosit. Desi este mai usor decat acumulatorul Pb-Acid ocupa un spatiu mai mare datorita voltajului mai mic pe celula. Unde mai gasiti asa ceva? Pai sh de la avioane in principal sau de la electrocare si stivuitoare mai fitoase. Nu va speriati daca au stat 10 ani descarcati, majoritatea pot fi reconditionati. Atentie vorbesc despre acumulatori uzi nu despre baterii de lanterna. Acumulatorii NiMH sunt uscati si daca nu aveti chef sa va construiti propriul acumulator din baterii de lanterna mare singura solutie e sa gasiti o baterie de masina hibrida. Sunt mai usori si contin aproape dublu energia acumulatorilor NiCd dar nu pot fi reconditionati si nu rezista asa bine la abuz.
Litiu in diverse combinatii:
Acumulatorii cu litiu sunt o poveste in sine. Diverse chimii, diverse proprietati diverse preturi si aplicatii. Nu o sa intru in detalii aici,o sa fac doar o mica selectie bazata in principal pe pret si disponibilitate pe piata cu amanuntul:
Cea mai probabila optiune pentru mersul electric o reprezinta LiFePO4. Pentru noi ele vin din China (fac si altii dar creste pretul) sunt stabile, usoare, bune la ce vrem, exista solutii gata facute, bani sa fie. Raman scumpe pentru romani deoarece nu merita achizitionate decat noi. necesita electronica de control (subiect de discutii aprinse intre utilizatori) si scheme de incarcare dedicate. Dar se merita. Pretul actual se situeaza in jurul valorii de 1 USD/Wh ex works.
LiPo adica Litiu Polimer, acumulatori usori, buni, apar sub orice forma dorim. Au problemele lor, necesita electronica dedicata in orice caz, sunt mai scumpi decat LiFePO4, dar pentru anumite aplicatii sunt alegerea mai buna. O sa detaliez unde in sectiunea diy.
Mai exista zeci de alte chimii de acumulatori si baterii, inclusiv baterii nucleare. Daca ar fi sa pariez pe viitorul bateriei as avea alegeri dificile. Bateriile cu saruri topite (ZEBRA), Litiu-Sulf, etc. Dar pretul...
Toti acumulatorii au o perioada de viata limitata ori de ani ori de utilizare dupa chimie. Odata trebuie inlocuiti. Partea buna e ca pe an ce trece scad preturile. Partea proasta e ca apar alte chimii mai performante care costa mai mult.
Pentru a incarca bateriile, oricare ar fi ele, avem nevoie de un producator de energie electrica. Generatorul iese din discutie, altfel ne intoarcem la solutia hibrida. Ramane soarele, vantul si apa. In toate trei cazurile folosim energie nucleara din partea soarelui transformata in diverse moduri. Celulele fotovoltaice transforma direct energia luminoasa in electrica. Randament undeva intre 8 si 30% dupa tipul constructiv. Problema e simpla. Vrei energie ai nevoie de m2 de suprafata fara umbra. Orice umbra diminueaza semnificativ productia de electricitate. Toate indicatiile de pe eticheta sunt teoretice pentru conditii optime. Adica 12 ziua la tropice. In rest socotiti cu diverse scaderi de randament. Propulsia pur solara non stop este valabila doar pentru ambarcatiuni construite special in acest scop. de obicei catamarane mari, usoare, cu flotoare lungi si subtiri si un hectar de celule pe post de punte. Dar se poate circumnaviga asa. De preturi nu discut, ele fluctueaza constant si depind de tipul celulei. Energia eoliana, alta chestie cu probleme. Cand bate vantul este. Problema e ca nu bate cum trebuie. In cazul unui generator fix el este optimizat pentru conditiile prevalente locatiei. Barca e ca sa te plimbi, asa ca ori ai prea mult, ori ai prea putin. Scula face zgomot, e mare si incomoda, dar in conditii corecte poate incarca bateriile extrem de rapid. Asta bineinteles daca ele suporta. Hidrogeneratoarele, ultima moda, sunt bune daca te dai cu vele. Pentru ca daca nu te misti nu produc. Cu cat ai viteza mai mare cu atat produc mai mult si nu simti franarea aferenta. Ca nici ele nu sunt infailibile o demonstreaza editia Vendee Globe in desfasurare.

Dupa atata vorbarie ce-i ramane barcaholicului pasionat de electrica? In continuare o sa prezint cateva solutii tipice pentru cei care vor sa mearga electric, inclusiv abordari diy pentru romani bugetari.
Esti pescar sportiv in zona civilizata si din diverse motive vrei electric. Solutie viabila si disponibila pe bani putini, ori din comert de-a gata ori facuta cu mana proprie pe mult mai putini bani. Socotesti necesarul zilnic de energie in functie de barca si utilizare, mai pui o rezerva de 20%, iei o vasla de rezerva si gata treaba. Seara tragi la mal si bagi bateria la priza, acasa sau la hotel/pensiune/crasma din sat. Costuri minime. (200-2000 Euro dupa caz si eticheta)
Esti pescar serios, stai cu saptamanile in balta in salbaticie, mananci ce prinzi. Ai doua solutii. Dai bani buni pe panouri solare (eventual flexibile) ca sa reincarci bateriile, te rogi sa nu ploua si esti pregatit sa ramai fara curent daca trebuie, sau te lasi de electric, iti iei pe bani putini un outboard de 2-4CP (si mai mult daca vrei) si de restul banilor bagi benzina cativa ani. Alegerea ta.
Te plimbi pe ape interioare civilizate (adica prin canale, Germania, Franta, Marea Britanie, Olanda, lacuri de agrement). Propulsia electrica e valabila. Indiferent ca te plimbi in jurul lacului cu lotca sau faci turul Frantei prin canale cu rivercruiserul. Ceea ce difera sunt costurile si planificarea. Ai nevoie de putere zilnica instalata adecvata barcii si zonei de navigatie, un panou solar sa asigure intretinerea bateriilor cat nu folosesti barca (mic ieftin nu acopera decat autodescarcarea), un set complet de stechere si adaptoare pentru toate standardele de prize posibile de la mono- la trifazic plus un prelungitor luuuuuuuuuuuung, un incarcator destept si o planificare riguroasa a calatoriei. Daca in fiecare seara esti la pontonul potrivit singurul lucru care sta in calea electrificarii sunt asteptarile si bugetul tau. Daca vrei sa mergi cu 30 km/h sau cu palatul plutitor costa. Canalele oricum sunt limitate la 10 km/h, asa ca schimba-ti preferintele. Daca vrei pe Dunare sau Rin la deal, costa. Mai bine duci barca pe peridoc si vii la vale ca e mai ieftin. Cu care ocazie renunti la palatul plutitor si-ti iei o scula dedicata fluviului sau canalelor, cu optica clasica, gen river launch sau narrowboat. Poate sa fie si de plastic atata timp cat nu se vede. Daca vrei modernitate atunci iei un catamaran futurist. Oricum ar fi tine minte: barca lunga, ingusta, cu suprafata udata si greutatea minima pentru necesitatile tale te lasa cu mai multi bani in buzunar.
Esti velist adevarat. Stii sa ancorezi sub vele. Daca trebuie stii chiar sa andochezi sub vele. Nu navighezi dupa programul nevestei, soacrei, copiilor. Te intrebi de ce obiectul reproductiv cabalin plimbi in barca intre 15 si 100 de kg de fier si canistre imputite cand de fapt tu ai vrea sa plimbi greutatea respectiva sub forma de bere, mici si/sau fiinte frumoase care te ung la suflet, ochi si alte cele. Baga fieru la talcioc si ia o solutie electrica minima ca sa poti manevra in liniste barcazul in port cand esti singur si n-ai chef de acrobatii. Pretul e ca pentru pescari civilizati. Oricum cat bate vantul esti cu velele sus, si cand nu bate stai si te bucuri de greutatea pomenita ambarcata sub alte forme.
Esti in circumterra. Poti sa iei linistit si un motor electric mic ca probabil restul componentelor sunt deja pe barca, si tot ce-ti lipseste e motorul, elicea si comanda electronica a motorului (asta bineinteles daca nu mergi ca Slocum cu lampa cu gaz si sextantul. Nu subestimati consumul electric al unui cruiser modern). Daca sa renunti la fieratanie? Depinde. Crezi ca faci circumterra lejer si fara fier? Daca da arunca fieru, daca nu tine-l. Un outboard electric mic e bun oricum pentru rezerva, manevre, dinghi, bow-truster, etc.
Esti cruizar roman tipic. Iesi in weekend daca poti, sa dai o tura in delta, la bulgari, etc. Luni dimineata la 8 trecute fix vrei nu vrei esti la servici ca sa poti plati ipoteca, facturile si hainele la copilasi. Astepti concediul tot anul si faci planuri sa mergi in Turcia, Grecia, Croatia cu barcazul propriu cumparat cu sudoarea fruntii tale insotit de famelie si preteni. Lasa muica visele bulectrice ca nu-s de tine. Du fieratania din dotare regulat la service cum zice la manual, da-i combustibil de calitate si cand cade vantul baga motor. Nu-ti fie rusine ca faci motorsailing, esti in companie selecta. Motorul te scoate din gaura de vant, motorul iti asigura linistea familiala, respectarea programului si stabilitatea serviciului. Suntem in lumea moderna, facem ce face restul lumii. Asta-i adevarul.

8 pagini la un rand ajung deocamdata, o sa continui cu optiunile de electrificare in regim propriu a diverselor barcaze personale.
 
Tizule, tu ai fost nevorbit rau!!! Oricum, nu stiu cum ai facut, da' tot ai reusit sa pomenesti Trabantul pana si intr-o dizertatie despre propulsia electrica, te bantuie! :iupi:

Excelent eseul, imi pare rau ca nu pot sa-ti dau decat un singur like! :rock:
 
Multumesc tuturor pentru like-uri, raspunsuri si urari. Pentru cine vrea si doreste intermediez vanzare de Trabant electric cu baterii LiFePO4 disponibil la Galati, la cerere decapotabil cu acte-n regula. Puteti muta instant toata tehnica pe barca, cand nu mergeti cu barca mergeti cu masina electrica si va simtiti ca-n barca (la cerere si contra cost modific suspensia si garantez senzatia). Nu glumesc obiectul exista si e cu acte.
revenind la mutoanele noastre aici continuarea promisa:

Sa presupunem deci ca esti intr-una dintre situatiile in care optiunea electrica e valabila. Mai presupunem si ca nu doresti sa cumperi totul de la magazin sau vre-o firma specializata ci doresti sa iti construesti singur sistemul. Motivele pentru care ai face asta sunt variate si nu tin neaparat numai de de costuri. Piata ofera oricum solutii de-a gata doar pana la puteri de aprox. 5 KW putere motor, urmeaza categoria semi custom pana pe la 10KW, dupa care suntem oricum in domeniul full custom indiferent daca ai consultanta de specialitate sau lucrezi singur in beci.
Ca si la motorizarea clasica sistemul variaza dupa modalitatea de instalare in afara sau inauntrul cocii. Exista insa o flexibilitate mai mare in sensul ca poti optimiza locatia diferitelor componente avand unele afara si unele inauntru in diferite locatii. Avantaj cablurile electrice.
Indiferent ca sistemul ales de tine este outboard, inboard, pod-drive, modular sau alte optiuni, trebuie sa intelegi de la bun inceput ceva. Puterea motorului este independenta si in acelasi timp dependenta de capacitatea si tipul bateriei. Daca la un motor termic singurul lucru care intereseaza este puterea nominala, in cazul celui electric puterea nominala este dependenta de cantitatea de energie electrica livrata de baterii. Sa nu uitam ca motorul nu face nimic altceva decat sa transforme energia, cat ii dai atata transforma. La motorul termic totul este simplu, combustibilul este cunoscut, normat, si sistemul de livrare si control incorporat de constructor. Ca tu tii combustibilul in rezervor, canistra sau PET nu intereseaza pe nimeni. Si energia electrica este cunoscuta, dar incepe sa conteze unde o tii si cum o livrezi. La fel ca si motoarele termice, motoarele electrice vin in diferite forme si modalitati de lucru. Principala diferentiere este in functie de tipul de curent utilizat, curent continuu respectiv curent alternativ. Fiecare dintre aceste tipuri are subtipurile lui constructive pe care nu le voi enumera aici. Acumulatorii livreaza intotdeauna curent continuu. Curentul care ajunge la motor trebuie dozat cumva pentru a controla miscarea barcii. Acest lucru se face astazi cu diverse circuite electronice. In functie de tipul de motor ales circuitele astea mai trebuie eventual si sa transforme curentul continuu in alternativ, sa modifice frecventa, amplitudinea, etc. Asta inseamna ca nu poti monta orice regulator la orice motor, ele trebuie sa se potriveasca constructiv. Sistemul electric de propulsie consta deci din: elice, motor, unitate de comanda si control, baterie, incarcator baterie. Dupa solutia constructiva aleasa la asta se mai adauga diverse alte chestii cum ar fi sigurante, contactoare sisteme de management a bateriei, instrumete de masura, etc. Totul se conecteaza cu conductori electrici si organe de asamblare corect dimensionate. Toata combinatia trebuie sa se potriveasca cap coada, altfel adio miscare. Dupa cum vedeti lucrurile incep sa se complice, dar le simplificam noi imediat din motive obiective. Nu de alta dar pentru constructia de amator lucrurile accesibile sunt destul de clare si atat timp cat cunoasteti ceva principii de baza nu aveti cum sa o dati in bara prea rau. De aceea amatorul ambitionat are doua optiuni: te uiti la ce este disponibil si accesibil pe piata dupa care construiesti un sistem sau imaginezi un sistem ideal si te apuci sa cauti pe piata piese pentru el. Ambele drumuri sunt valabile, recomandarea unui sau al altuia se face dupa situatia particulara. Eu o sa imaginez mai jos trei situatii sper eu reprezentative. Pana sa ajung insa acolo mai trebuie sa prezint cateva chestii fundamentale. In primul rand alegerea elicii. Deoarece asta este elementul care misca barca el trebuie sa se potriveasca cu motorul. Elicea trebuie sa fie capabila sa transfere puterea aplicata de motor in apa. Principiul este simplu, detaliile mai complicate dar retinem: motor care se invare incet elice cu dimatru mare, motor care se invarte repede elice cu diametru mic. Daca cele doua elemente nu se potrivesc nu-i problema, exista transmisii de- si multiplicatoare (adica cutii de viteze). Pe urma trebuie sa stim ceva despre volti si amperi. Aici importante sunt urmatoarele lucruri: cati volti si amperi suporta motorul, controllerul si bateria. In functie de asta se dimensioneaza cablurile, sigurantele si alte chestii. Indiferent de cum combinam chestiile rezultatul final e acelasi deoarece VxA=W, respectiv propulsie. In principiu V=turatie si A=capacitate. Turatia este dependenta de voltaj dupa o constanta constructiva a motorului adica x rotatii pe minut per volt (rmp/V). Deoarece motoarele fizice nu sunt chestii ideale exista o limita la cati V si A putem da inainte sa se transforme totul in scrum. Chestie valabila si pentru restul componentelor.
Sa determinam acum tipurile constructive. Chiar daca majoritatea lumii nu stie out-board-urile sunt si ele de mai multe tipuri, iar motoarele electrice permit toate formele. Avem astfel out-board cu brat vertical, motor sus si transmisie in unghi de 90 grade jos (clasicul model cizma cunoscut de toata lumea), outboard cu brat vertical si motor jos, antrenare directa sau cu transmisie a elicii si baterie plus electronica de comanda sus (forma pe care o vedem la majoritatea outboardurilor electrice din comert) si outboard cu brat inclinat, motor si eventual transmisie, baterie si comanda sus, elice jos (asa numitul longtail prezent in principal prin Asia). Urmeaza apoi un caz special de outboard asa numitul pod-drive, unde motorul si transmisia sunt sub corpul barcii iar restul in interior. Pentru toate tipurile de motoare out-board se poate efectua separerea bateriei si a elementelor de control de bratul motorului daca acest lucru se doreste. La motoarele inboard avem forma constructiva clasica cu ax de transmisie si formele cu transmisia sub apa (saildrive, strendrive, Z-drive). Fiecare are avantaje si dezavantaje alegerea fiind dependenta de situatia particulara.
O sa auziti prin targ ca puterea dezvoltata de un motor electric nu e la fel cu cea a unuia termic si de aceea puteti folosi motoare electrice mai mici. Alt mit absurd. 1 W ramane 1 W indiferent de cine il produce la fel cum 1kg=1kg indiferent ca e vorba de plumb sau pene. Ceea ce difera este turatia la care se produce forta si evolutia curbei cuplu/turatie. Si intre motoarele electrice exista diferente dar ceea ce ne intereseaza este ca un motor electric poate antrena direct si in mod eficient o elice iar raportul de demultiplicare este necesar doar pentru optimizarea elicii.
Sa trecem acum la ipoteticele noastre situatii.
1. Situatia outboard cu putere de maxim 5kW.
Aceasta este situatia cea mai frecventa in practica, indiferent ca dorim propulsarea unui caiac, a unei gonflabile, sau a unui yacht, lucru reflectat de altfel si in oferta comerciala. La motoarele comerciale sa impus forma brat vertical cu motor jos, permitand astfel montarea bateriei si controllerului sus rezultand un pachet compact si eficient. Forma respectiva se poate reproduce si in constructia de amator fara mari probleme daca doriti acest lucru. Parerea mea este insa ca forma longtail este mai usor de produs si are avantajul ca este independenta de forma barcii. De altfel in lumea vestica longtailul a fost inventat pentru a propulsa caiace, lotci, barci de pescuit si alte ambarcatiuni fara oglinda.
Solutii tehnice, necesarul de materiale si situatia pietei:
Desi ati putea folosi orice solutie tehnica posibila acesta este un caz tipic in care piata isi spune cuvantul si nu prea are sens sa imaginati idealul ca pe urma sa cautati piese. Datorita glorioasei industrii a marelui popor chinez gata sa satisfaca cerintele decadentului capitalism nu avem decat sa intindem cardul pe net si toate componentele se aseaza frumos la oficiul postal vama din orasul dumneavoasta. Nu va mai ramane decat asamblarea in forma dorita si constructia carcasei. Daca va pune cumva necuratul sa desfaceti cel mai tare outboard de firma o sa gasiti in el aceleasi componente Made in China pe care vi le recomand si eu.
Necesar: un motor cu magneti permanenti de puterea aleasa, un controller potrivit motorului, elice, transmisie, baterie, incarcator. Pentru asta fugim la fratii modelisti si ne aprovizionam de la ei. Ma repet: in outboard-urile de firma gasiti de obicei componente dezvoltate initial pentru aero- si navomodelism. Costuri: pai intru pe hobbyking si gasesc: motoare de 3KW la 40 USD, controllere de 120A la 40 USD. La baterii e mai complicat depinde de capacitate preturile sunt pe pe undeva la 0,5-1 USD/W. Incarcatoarele depind de bateria aleasa, un incarcator care scoate 1000W e 140USD. Multe din componente sunt disponibile cu livrare din UE, fara vama si alte cele. Motoarele astea merg la turatii mari, asa ca ori transmisie (curele, lanturi de bicicleta, etc.) ori rebobinare, ori elici adaptate. Atentie deci la raportul motor elice. La controlere e mai bine sa folositi controlere de biciclete care permit turatie variabila cu ajutorul unui potentiometru si sunt mai stabile. Se gasesc tot din china, preturile variaza. Cele de RC au nevoie de racire buna ca sa functioneze in parametrii de pe eticheta si au doar trepte de viteza. Daca doriti puteti folosi elici mari de aeromodelism cu doua pale, trebuie turatie mica la motor. Bineinteles exista si alte motoare decat cele de modelism, dar astea sunt cele mai accesibile ca si pret.
Solutii practice:
Constructia de la 0: Usoara doar pentru un motor de putere mica, aprox. 1KW. Cel mai usor de realizat este motorul longtail.
Constructia cu ajutorul unor donatori: Cea mai populara solutie este folosirea unei cizme de la un outboard vechi, stricat. Pe cizma se adapteaza motorul dorit si eventual o transmisie care reduce turatia motorului la turatia pentru care a fost optimizata initial elicea, respectiv cea a motorului termic. Daca aveti noroc sau cautati cu atentie nu mai trebuie transmisie ajunge cea incorporata in cizma. Cealalta solutie populara este folosirea unei motocoase. Dupa tipul de motocoasa (coasa sau trimmer) se realizeaza un out-board cu brat inclinat sau orizontal.
Constructia ieftina pentru romanul bugetar: smangliti o motocoasa electrica, imprumutati de la sotie pedala de la masina de cusut (electrica bineinteles), organizati o baterie, impermeabilizati cumva motocoasa, sculpati o elice dintr-un lat de la gardul vecinului conectati totul cu cablurile de la masina (alea de dat curent la aia ramasi in pana) si da-i bataie. Alternativ smangliti o bormasina (eventual direct cu baterii) care are turatie reglabila (daca nu are folositi pedala de la masina de cusut), montati un metru de bara (filetata) in mandrina, montati elicea si pe balta. De ce functioneaza? Aparatele astea au de obicei un asa zis motor universal care e un motor cc cu excitatie in serie, deci merge si la baterie. Pedala de la masina de cusut este de obicei un reostat cu discuri de carbon sau nichelina (mai sunt si electronice). Cata putere o sa aiba chestia e alta problema. Daca vreti putere puteti folosi electromotoare auto (demaror), au cam 1-2CP in functie de origine (de regula cu cat mai mare utilajul cu atat mai puternic motorul), controlate cu reostat sau daca vreti eficienta cu un chopper (nu motocicleta, montajul electronic). (Daca alegeti aceasta solutie consultati va rog sectiunea cu motoare cc cu excitatie in serie deoarece montajul mai necesita contactoare si sigurante ca sa fie sigur de folosit (ceea ce nu inseamna ca nu merge si fara)). Pana la urma puteti folosi orice motor de cc sau cu magneti permanenti gasiti atata timp cat are puterea necesara. Controllere sunt pe piata pentru toate tipurile de masini electrice.
2. Situatia out-board de putere
Daca din diverse motive doriti un outboard cu putere mai mare de 5kW amatorul are doua optiuni tehnice si doua optiuni constructive, care se reduc ambele la una singura odata cu cresterea puterii peste anumite praguri. Asta nu inseamna ca nu sunt posibile toate solutiile tehnice si constructive, inseamna doar ca de la un anumit moment bataia de cap si banii dati nu se mai justifica.
Solutii tehnice, necesarul de materiale si situatia pietei:
Cele doua solutii tehnice depind de tipul de motor folosit. Pe de o parte avem motorul cu magneti permanenti (in mod normal varianta constructiva plata) si motorul cc cu excitatie in serie. Avantajul celui cu magneti rezida in greutate. Odata cu cresterea puterii creste masa de sarma bobinata, si asta se traduce in (multe) kg in plus, dar magnetii inlocuiesc asta cu succes. Dezavantajul este bineinteles pretul, aici nu mai vorbim de sume sub 100 Euro, ci de multiplul acestora. Chestia se prelungeste si la restul componentelor. Ca sa va faceti o idee pretul de nou a unei combinatii motor-controller la 16kW va ganditi la 2500 Euro minim. In schimb motorul are 11 kg. Situatia se inverseaza in cazul motorului cc cu excitatie in serie, e greu dar mult mai ieftin. La ambele variante cresc semnificativ costurile bateriei. Intotdeauna vom prefera voltajul maxim admis de motor in dauna amperajului. Asta deoarece cablurile necesare devin foarte groase si nemanevrabile. Daca folositi motor greu asigurati-va ca nu stricati asieta barcii.
Solutii practice:
Constructia de la 0: cu cat creste puterea cu atat devine mai dificila situatia. Si aici longtailul e cel mai usor de construit.
Constructia cu donatori: singura varianta viabila e folosirea unei cizme de out-board comercial. Atentie mare: donatorul trebuie sa aiba minim puterea motorului electric. Asta deoarece masinile electrice dezvolta cuplu mare si este posibila scurtarea vietii transmisiei.
Constructia ieftina pentru bugetari: Cu exceptia celor norocosi sau pilosi toti vor cauta motoare cc cu excitatie serie. Unde se gaseste asa ceva? Cel mai inteligent ar fi sa gasiti un transpalet sau stivuitor electric pe care sa il canibalizati. Merg si carucioarele pentru invalizi, electrocarele, masinile de curatat podeaua din supermarket, carturile de golf, troleibuzele, tramvaiele si orice altceva se misca electric. Odata gasit un asemenea obiect eliberati componentele necesare de pe sasiul nefolositor si vindeti restul la fier vechi. O sa gasiti in el motor, controller, potentiometru de acceleratie, contactoare, sigurante, shunturi, indicator de starea bateriei, volt- si ampermetre, intr-un cuvant tot ce va trebuie, poate chiar si incarcatoare si baterii. Daca nu gasiti asa ceva cautati prin orice scula mare actionata electric sau la talcioc sau remat. Nu uitati masinile electrice din generatoare, si alea sunt bune. Nu va speriati de rugina, chestii intepenite, arse si/sau stricate. Aproape totul se poate repara si reconditiona. Motoarele, oriunde le-ati gasi se reconditioneaza total pana la rebobinare daca trebuie. Munca o desfasoara atelierele specializate existente in orice oras mai mare. Schimbat perii, rulmenti, vopsit, etc. puteti face dumneavoastra cu siguranta. Inainte sa va apucati de cautat invatati sa recunoasteti ochiometric categoria de motor dorita. Asta este posibil deoarece in functie de putere dimensiunile sunt cam aceleasi. Asta ajuta proiectantii de pompe, lifturi, masini unelte, etc la proiectare. Controlerele (majoritatea chopere pe 48V) se pot repara si in functie de model si modifica. Treaba o fac service-urile de stivuitoare. Tot ele vand controllere sh. Pentru electronistii pasionati exista si scheme gratis si kituri de controlere. Pentru restul exista controlere de tractiune pentru orice voltaj si amperaj doriti. In functie de buget va orientati spre producatori din china, sua, germania, italia, etc. Exista de asemenea o piata sh infloritoare din partea pasionatilor de masini electrice. Restul componentelor precum contactoare, sigurante, cuple, etc, sunt industriale si se gasesc la bani putini. Problema vine la baterii si incarcatoare. In functie de tipul si marimea bateriei aveti nevoie de incarcatoare puternice mai mult sau mai putin destepte. Daca la plumb-acid lucrurile sunt inca suportabile financiar de acolo inainte nu mai scutiti buzunarul decat daca aveti multa rabdare, cunostinte temeinice de electronica si mana sigura la lipit.
3. Situatia inboard
Aici eu imi imaginez urmatoarele: o barca lunga, ingusta, de deplasament, folosita pe ape interioare. Aceasta este o situatie tipica unde intai stabilesti ce vrei si pe urma cauti componentele pentru a realiza exact sistemul dorit. O sa vedeti in continuare de ce.
In primul rand trebuie stabilita viteza normala de croaziera. Asta deoarece sistemul va fi optimizat pentru a mentine aceasta viteza cu cel mai mic consum posibil. Pe urma se stabileste puterea necesara obtinerii si mentinerii acestei viteze in functie de zona de navigatie normala, deplasament, suprafata operei vii, etc. Fiti va rog realisti si onesti. Orice crestere inutila a puterii va costa. Urmeaza cel mai important pas. Se stabileste marimea maxima a elicii (sau zbaturilor daca vreti) care poate fi montata pe coca respectiva. Cu cat mai mare cu atat mai bine. In functie de elice vom alege transmisia (daca este necesara) si motorul. Alegem apoi controlerul potrivit. In functie de puterea necesara estimata si de chimia bateriei se va dimensiona bateria. Dupa baterie si raportul intre timpul petrecut in mars si in stationare se dimensioneaza incarcatorul. Dupa ce faceti toate acestea si va minunati cat de putina energie este necesara de fapt, treceti la cautarea componentelor. Deoarece suntem amatori si nu ne pricepem la calcule complicate (ceea ce am descris mai sus se face in mod normal la proiectarea unei nave comerciale si este treaba de profesionist) abordam problema mai simplu. Adica ne petrecem noptile pe net cercetand ambarcatiuni asemanatoare cu a noastra. Gasim ceva asemanator propulsat de preferinta electric, cu aburi (fara turbine) sau cu diesele vechi si lente. De aici ne facem o idee despre puterea si elicea necesara. Acest lucru este posibil pentru ca motorul cu aburi si dieselul lent au aceleasi caracteristici ca si motorul electric, adica dezvolta cuplu mare la turatie mica si necesita aceleasi tipuri de coca si elice. Dupa aceea nu avem decat sa estimam cu bun simt ce ne trebuie noua si daca n-am uitat vre-un detaliu important va fi bine.
Solutiile tehnice si de punere in practica sunt aceleasi ca la out-board cu diferenta ca aici avem de-a face cu un out-board care trece printr-o gaura din barca (gaura ar fi bine sa o etansati inainte sa dati barca la apa). Daca e cu brat vertical vorbim de sterndrive sau Z-drive, iar daca e inclinat vorbim de instalarea clasica cu ax de transmisie.

Cam acestea au fost tribulatiile mele pe subiectul propulsiei electrice. Mai ramane sa raspund la intrebari. Doua dintre ele o sa mi le pun singur, pe restul le puteti pune voi iar eu o sa imi dau cu parerea.
Prima intrebare ar fi de ce nu am mentionat aici motorul de curent alternativ, mono sau trifazat. Adevarul este ca l-am pomenit, motorul cu magneti permanenti fiind de fapt un motor de curent alternativ trifazat (uit acuma ca si motorul de cc este tot un motor de ca care are comutator mecanic). Poate ca ar trebui sa reformulez mai simplu: de ce sa nu iau motorul de la masina de spalat, strung, etc. si sa il folosesc pe barca? Raspunsul este simplu. Pe barca se poate folosi linistit un motor asincron tri- sau monofazat si intr-adevar ele se gasesc ieftin si pe toate drumurile. Problema este controlul motorului, mai ales alimentat de la baterii, deci din curent continuu. Aceasta se realizeaza cu un dispozitiv electronic denumit convertizor variabil de frecventa si tensiune. Acesta face toate operatiile necesare pentru a putea alimenta si controla turatia motorului. Din pacate desi cele industriale sunt extrem de raspandite ele nu sunt gandite neaparat pentru ce vrem noi. Astfel ori ai bani si cumperi ceva scump ori stii destule despre electronica sa iti faci sau sa modifici singur o asemenea scula (caz in care stii deja raspunsul). Sa nu uitam de voltajele implicate, pentru un motor de 240V ca aveti nevoie de o baterie de peste 300V, iar pentru un motor de 380 V ac mergem pe 600 V cc. Aici orice greseala e mortala la ambele tipuri de curent. Ieftin nu poate iesi decat daca mosteniti electronica de pe vre-un troleu sau tramvai nou. La noi in tara sunt mai multe firme care fabrica si vand asemenea chestii in diferite clase de putere (inclusiv tractiune urbana) dar pana acum nu am reusit sa aflu un pret real romanesc.
A doua intrebare este daca merita sa faci asa ceva. Raspunsul este bineinteles: depinde. Depinde in primul rand de ce consideri a fi ieftin sau scump. Unuia 0,5l de bere la 5 lei i se pare extrem de scump, altuia normal si altuia ieftin. Sau acelasi individ poate avea toate cele trei pareri in functie de locul de unde cumpara. Daca va bate gandul sa treceti pe electric va sfatuiesc sa faceti urmatoarele lucruri. Intai sa va ganditi bine la profilul de utilizare pe care il aveti acum sau il preconizati. Apoi sa cercetati cu atentie piata comerciala si sh. Pe urma sa faceti o comparatie de costuri in sensul urmator: cat ma costa tot sistemul electric (cu tot cu baterie, incarcator si pretul curentului utilizat va rog frumos) si cat o sa folosesc sistemul inainte sa trebuiasca sa inlocuiesc bateria (conform profilului de utilizare exprimat in ore de functionare, km parcursi, sau ce vreti dumneavoastra). Ar trebui sa iasa o chestie de genul: intr-un an navighez 100 km care ma costa 100 lei si dupa un an trebuie sa schimb bateria care ma mai costa 90 lei ca sa mai folosesc un an. Pe urma estimati cat va costa utilizarea actualului (sau viitorului) sistem cu motor termic (piese de schimb, consumabile, combustibil) pentru acelasi profil de utilizare. Pe urma decideti daca vreti sa faceti asta sau nu. De multe ori decizia de a trece la electric nu are atat de-a face cu banii cat cu alti factori cum ar fi: ecologia (n-am voie cu motor termic pe lac si nu vreau sa vaslesc kilometrii), silentiozitatea (ma streseaza sa aud toata ziua pacanitul motorului, vreau sa pot vorbi in barca, vreau sa fiu silentios cand braconez, fotografiez, etc. Sa stiti ca actionarea electrica nu e silentiosa in sine, doar in comparatie, cunoasteti sunetul din troleu sau tramvai care pe unii ii streseaza mai mult decat orice esapament.), dorinta de a fi la moda, de a fi excentric, de a avea ceva deosebit, provocarea tehnica, etc.
Cam asta ar fi totul. Asta nu inseamna ca nu se mai poate spune nimic, dar astea consider eu ca sunt cunostintele primare pentru cineva caruia ii trece prin minte sa considere optiunea propulsiei electrice. Din momentul in care te decizi chiar sa faci asa ceva daca nu cumperi un sistem complet cu garantie si/sau consiliere la pachet, ai nevoie de mult mai multe informatii tehnice, toate disponibile si la indemana, asteptand sa fie asimilate.
 
da de un velier full electric cu 10mp de solarein loc de tenda, eoliana 2m diametru in stationare si un generator clasic pt incarcare in situatii de urgenta ce zici?
 
ce sa zic altceva decat ce am zis? uite daca ma stradui pot urmatoarele: la 10mp de suprafata fotovoltaica cu celule policristaline (alea rigide pe sticla) ai o putere instalata de aprox 1,5kWp. pe aceastia ii realizezi insa numai la amiaza si numai intr-o zi de vara fara nici o umbra pe panouri. realistic poate (!!!) poti sa scoti intr-o zi de vara foarte buna undeva la 10kW energie electrica. Probabil intr-o zi normala scoti 5. panourile cantaresc 100kg si costa aprox 1500 euro (panouri chinezesti). La asta se mai adauga diverse costuri si greutate suplimentara pentru montaj, controlere cabluri, etc. probabil ca poti iesi undeva la 2000-2500 euro si 150kg minim. de asemenea vorbim probabil de o multicoca daca vrei sa pui 10mp de panouri pe barca. sau o monococa mare (de tot). daca adaug eoliana de 2m (presupun ca asta e diametrul elicii) vorbim deja de un velier cu doua catarge dintre care unul duce vele si altul eoliana. nu de alta da nu vrei sa te afli nicaieri in raza de actiune a unei elici de 2m si asta presupune deja ceva ce seamana a catarg. O sa scoata si el vo 3-400W. Nominal. Hai sa zicem ca mai scoti 2kw din eoliana pe zi. (desi de ce vrei eoliana in stationare nu stiu, ca panourile solare functioneaza si in stationare). Chestia asta mai costa inca odata 2000 euro (minim) si face zgomot. ce si cum e cu generatorul nu pot spune ca poate fi orice de la o pleznitoare de 200Wh la un monstru de 50kWh. ca sa inmagazinezi energia asta ai nevoie de o baterie care sa poata inmagazina minim 7Kwh. cam atat pot spune dupa ce mi-ai scris.
la chestiile la care ai vrea probabil sa raspund, ca e bine ca e rau, ca asa si pe dincolo nu am cum raspunde din simplul motiv ca nu stiu. de ce nu stiu? pentru ca nu spui. habar nu am ce tip barca, cat de mare, ce deplasament, ce utilizare, ce marime si chimie a bateriei, ce putere instalata la motor, ce eficienta a elicii la o anumita viteza si turatie, ce asteptari are proprietarul, ce consum domestic exista (daca exista), etc. de fapt nici macar nu te obosesti sa spui ce ti-ai dori sa iti spun.
de ce crezi ca in tot textul nu dau exemple si recomandari concrete? pentru ca nu pot spune asa simplu "ba baieti daca vreti sa va dati electric faceti cum spune mandea ca asa e bine" . e poate un sistem bun daca vrei sa mergi la vre-un concurs de anduranta cu o barca specializata. poate e vre-un sistem care abia asigura necesarul pentru consumul domestic al unui yacht de lux. sau poate e sistemul care livreaza curentul pentru frigider ca eu nu concep sa parasesc portul fara 500 de kile pasta de mici amestec vita-oaie si una tona bere rece. Nici macar preturile nu sunt corecte ca poate esti patronul firmei importatoare si imi zici ca poti obtine oricand toate chestiile alea la juma de pret. sau poate ai destui bani sa iti permiti sa spui ca pe barca ta nu se permit chinezariile si totul trebuie sa fie Made in Germany, Switzerland, Sweden and USA. sau made in Romania.
cam asta pot sa spun.
 
Ca sa vedeti ca ceea ce vorbesc eu aici chiar se poate si se face m-am hotarat sa prezint in continuare cateva studii de caz facute pe obiecte reale:

Pentru ca mi-a placut barca asta astazi incepem cu urmatoarea situatie: (datele sunt concrete, povestea am inventat-o sa sa nu fie totul asa sec)
esti tanar, angajat si stai la Amsterdam. intr-o noapte la coffe shop iti aduci aminte cu nostalgie de vremea cand erai pustan si te ducea mama la schi nautic (la deala normal nu putea saraca ca n-avea unde). asa ca te hotarasti urgent sa te reapuci de vechile obiceiuri. dupa ce mai bagi o cafeluta iti dai seama ca nu poti sa fi ca tot holoangaru olandez, ca tre sa fi mai cool decat restu. Asa ca ce-ti fata tie mintea aia clarificata cu cafeluta? Imi fac barca electrica. Scoti repede tableta, bagi nasu pe internet, te uiti la Mastercard dai cateva clickuri si gata treaba. Esti al mai cool de pe canal. Dupa cateva zile de somn bun apar ceva tipi la usa ta si te anunta ca ti-a venit marfa.
Sa vedem ce-o iesit si cat o bagat mastercadru.
Ai achizitionat una bucata speedboat din anii 70 motorizata cu un Volvo Penta pe benzina. 1000 euro. Ai mai achizitionat una bucata sistem electric (motor, controler, baterii, incarcator, maruntisuri) in valoare totala de 14000 euro. Bine ca exista mastercard. Asamblezi totu laolalta si te duci sa te dai. Esti al mai tare din parcarea de barci, al mai deosebit si verde. Ti se tripleaza rata de succes la agatat (acuma ai succes si alea obisnuite si la alea verzi si la alea sportive) lucru prevazut de altfel in 1974 de proiectantii barcii care au dotat-o din fabrica cu doua sezlonguri potrivite noilor tale activitati. Basca ai in sfarsit cu ce merge la servici fara sa ajungi transpirat tot de la pedalat.

Acuma noi romani carcotasi cum suntem (includem aici toate minoritatile nationale ca si ele cartesc) trebe sa intrebam: pai bine ba hovare si-o meritat sa bagi 14000 de ieuroi intr-un jaf de barca din 1970 toamna? Si raspunsul cool si olandez e simplu: pai fumavas matematica voastra puneti mana si calculati:

pret barca 1000 euro. pret conversie 14000. Asta inseamna ca de 14000 de euro ai achizitionat 28kW de energie sub forma de baterii plus sistemul de livrare. Bateriile astea tin 2000 de cicluri (cam asa se socoteste, in afara de armata chineza nu stie nimeni cate vor fi de fapt). Momentan la olandezi benzina e 1,7euro/l. De banii dati as putea deci sa achizitionez 8235l benzina. Pe benzina am ales niste consumuri medii orare zic eu minime. In functie de starea motorului probabil difera. Dar am impresia ca numai in sus. Vorbim despre o barca de 5,3m lungime si 2,2m latime, corp in V, planoare. Comparatia o fac in ore de functionare efectiva.

viteza maxima 55kmh: 275 ore pe benzina (consum 30l/h) si 20 min x 2000 cicluri = 666 ore electrice
viteza de schi nautic 35km/h: 412 ore pe benzina (consum 20l/h) si 45min x 2000 cicluri = 1500 ore electrice
viteza de canal: 1647 ore pe benzina la consum 5 l/h (e mai mult probabil dar sa zicem) = si 12 ore x 2000 cicluri = 24 000 ore electrice (2,7ani)

Acuma drept sa spun la calculul asta ar trebui sa adaug pretul curentului consumat din retea pentru a incarca bateriile si pretul intretinerii motorului. Problema e ca olandezii au o schema tarifara a dracu de complicata si pretul intretinerii variaza dupa starea motorului. oricum pot sa fac urmatorul calcul. Pentru a atinge aceleasi ore de functionare pe benzina si electric, la pretul actual al benzinei, costurile totale ar trebui sa fie de 34 000 Euro. Asta ar insemna ca cei 28kW folositi de 2000 de ori (56MW) sa coste 20 000 euro, adica 2,8 euro/kW. Ori pretul oficial per kW in Olanda este de 0,13 euro/kW (pret de fabrica cum ar veni, pretul pentru cumparator e de fapt cam ca la noi dupa cate am reusit sa imi dau seama). deci pana nu ajunge kW la pretul asta sau pana nu scade benzina sub un euro/l se merita.
Bineinteles ca raman limitarile. Stai sa se incarce bateriile (incarcare rapida ar putea face numai la o statie de putere, bateria are 300V x 90A si se fragmenteaza automat pentru a putea fi incarcata de la prize casnice) nu poti merge decat in zone civilizate, chestiile tipice. Sa nu uit, bateriile LiFePO4 se deterioreaza la fel si daca sunt folosite si daca nu, durata de viata oficiala fiind de 10 ani. Asa ca toate orele alea trebuie facute in 10 ani. Dar avand in vedere unde locuieste s-ar putea sa le faca.
Vizionare placuta:
Aici filmuletul de prezentare:
New Electric Speedboat reviewed on EVTV - YouTube

Aici il duce mama la schi:
Waterskiing the New Electric Speedboat - YouTube

Aici pune muzica pe barca (cred ca a luat sistemul din casa):
Watercooling and Tunes in the New Electric Speedboat. Then a Power Run! - YouTube
 
o chestie interesanta, Keppe motor, care - zic ei - e de 15x mai economic decat un motor clasic (la aceeasi putere)

nu trageti daca nu va place, nu eu l-am inventat :D
dar daca e asa cum zic ei, atunci s-ar putea sa imbunatateasca mult raportul greutate/autonomie la acumulatori
si nu in ultimul rand pretul/ora de functionare...
 
ei si ce mi-ar fi placut sa fi inventat cineva in timpul vietii mele vre-o treaba radicala care sa schimbe fata pamantului. (am vazut internetul si telefonia mobila dar astea se inventasera deja inainte sa ma nasc numa ca nu le folosea publicul larg) nu-i nimic raman raman pe lista unchiu gogu stie tot si feisbucu.
din pacate e un balon de sapun facut din sapun de casa cu arome alternativa. nici macar un site fain n-au. vorbesc aiurea sa ameteasca prostimea. de unde or fi scos-o ca masinile electrice conventionale au eficiente sub 50%? orice pleazna de motor de rasnita de cafea are randament mai mare. pai daca era asa eficienta scula lor o fabricau chinezii deja cu miliardele. ce fac ei e sa prezinte un motor cu magneti permanenti drept marea inventie a secolului. O fi masurat ei ceva efect de rezonanta pe la campurile magnetice nu zic nu (magnetismul inca nu e complet inteles, se studiaza in continuare stim doar in general cum functioneaza) si acuma incearca sa ne explice de ce motorul cu magneti permanenti e mai eficient. Normal ca e mai eficient, asta se stia de mult si are de-a face cu tehnica folosita, incepand de la scaderea greutatii pana la faptul ca nu mai trebuie sa generezi jumatate din campul magnetic necesar. la fel cum un motor de inductie trifazic cu rortor in colivie e mai eficient decat unul de cc pentru simplul motiv ca pe de o parte dispare frecarea si caldura de la perii (comutatorul cu perii de la motorul de cc nu face altceva decat sa transforme cc in ca, de fapt nu exista motor de cc) si nemaiavand constrangerea asta constructiva poti sa optimizezi mai bine constructia inspre modelul ideal.
multumesc frumos ca ne-ai indicat site-ul, postul tau cadreaza perfect cu titlul topicului, intra la categoria mituri (sa mai degraba mitomanie).
 
interesanta discutie. Afirmatia asta facuta de mine, "interesanta discutie", cam aduce cu exprimarea unuia care priveste un obiect de arta si daca e intrebat de ce e "interesant", discutia se termina brusc. Nitzel diletant.

Astept un inventator sa prezinte la vreun targ de barci "vela fotovoltaica", care sa inlocuiasca (sau macar sa suplimenteze) panourile solare si turbina eoliana de pe punte. Pina atunci insa, barca mea are shaft drive, care in mod normal, la mars pe vele il blochez in gear, desi imi "roade" 1 kn si mai bine la inaintare si posibil sa roada la propriu si in gearbox. Lasat libera, la viteze de 6-7kn elica dezvolta cateva sute bune de rpm dar si probabil o uzura mai rapida la presetupa, insa o forta apreciabila datorita si marimii barcii. Suficiente nave pe lume acum au echipat acel ge-ax (generator pe ax) un dinam, chiar si cele echipate cu motoare lente. De cand cu legislatia referitoare la controlul emisiilor si "energy efficiency" probabil ge-ax ul va fi echipat pe la toate navele. Sunt puntist nu mecanic sau electrician, deci prin forte si rapoarte de transmisie, eficiente si d-astea reactionez ca mai sus..."interesant" :D. N-am descoperit inca un dinam din asta sa-l pun acolo pe axul portelice si care sa-mi tina macar cele esentiale (lumini de navigatie, pompa de santina, instrumentarul de navigatie) de pe o baterie dedicata, cand barca e pe vele. Nu pomenesc de pilot automat ca papa cel mai mult si nici de re-incarcat bateriile de "house". N-am acu toti Watii in cap sa rezulte un bilant dar foarte multi n-ar fi si gandesc ca-i pacat sa amestec apa cu elica de pomana la mers pe vele. Cu prima ocazie fac o socoteala sa vad ce ar presupune = lumini led + instrumente + pompa de santina si va zic @ Rumpi, si poate imi dati o solutie tehnica pt ca ori n-am cautat suficient, ori n-am stiut unde sa mai uit, dar mini sau micro ge-axuri (12 V +) similare unui dinam de bicileta (sau nu) sa faca treaba asta n-am descoperit. E foarte posibil sa fie. Sau nu. Evident tot ce e montat la bordul navelor foloseste rotatia axului elicii la propulsie, asta ar folosi propulsia pe motor (pe langa alternator) si inaintarea barcii prin apa pe vele.
 
cu magneti neodymium, se poate face
o sa caut niste linkuri cu unii (olandezi parca) ce si-au facut asa ceva ptr eoliene
avantajul e ca lucreaza in turatii scazute
magnetii pot fi insa destul de scumpi, pretul fiind direct proportional cu puterea ceruta
un magnet poate sa ajunga si la 50-100 eur si e nevoie de vreo 20, aprox
 
Multumesc Sebba. Astept idei. Si ca sa fim nebuni pina la capat, pe linga "vela fotovoltaica" poate apare si un 'bubble generator" care sa nu scufunde o barca in regim de deplasament si sa reduca frecarea la inaintare (ce plan de forme o avea barca aia?) sau invers, o vopsea de corp cu captator de curenti galvanici, care pe linga proprietati antifouling sa ne aprinda si un bec acolo datorita frecarii prin apa :D. Ca "emitatoare antifounling" se vand deja in loc de vopsea...:D
 
Ma tot bate un gand :confused:, de la o vreme, sa fac un generator eolian, pt barca, la care sa folosesc magnetii de la HDD (sunt o gramada prin talcioc, la câțiva lei bucata, neștiind ce bijuterii sunt acolo): Wind Generator with Hard Drive Magnets . Ideea mea e sa pun maghetii pe axul elicei, dar nu in acelasi plan ci succesiv (mazim 4 pe un disc si cam 3-4 discuri) ca sa am diametrul cât mai mic. Magneti avem, lemn gasim, ceva fibra, epoxy rămâne, Cu de la monitoare de PC (astea se dau si gratis, numai sa le iei de acasa). O schiță să o dezbatem, se poate? Mă angajez să construiesc prototipul ( si sa-l numesc Izvor E :D), indiferent de timp, costuri si manopera. Si mai am ceva in cap, dar mai incolo!
 
diametru mic inseamna viteza periferica mica
de aici apare necesitatea unei turatii mari
cu cat diametrul e mai mare cu atat se pot specula turatii mai mici

iar magnetii de la HDD nu sunt toti la fel de puternici
probabil vei casapi vreo 50-100 hdd-uri ca sa gasesti magneti cat de cat identici
la puteri mici si magnetii sunt ieftini, nu stiu daac se mai merita "arheologia IT"


ptr edificare as propune realizarea unui generator mic si fara mari investitii financiare
magnetii pot fi cam asa: http://www.ebay.com/itm/6-pcs-of-N5...367?pt=LH_DefaultDomain_2&hash=item2a282be76f

rog un admin sa split-uiasca discutia, deja discutam despre altceva. multumesc
 
Ultima editare:
Sa ma inscriu si eu in noua directie a topicului.
Pe Forumul electronistilor • Prima pagin, la sectiunea energie alternativa, sunt cativa baieti ce si-au realizat eoliene, chiar cu puteri de ordinul KW. Magneti cu neodium (obligatoriu) se gasesc pe Magnet- und Kunststofftechnik - MS-SCHRAMBERG. Solutii constructive pentru generatoare exista o multime, iar adaptarea acestora la un alt sistem de actionare decat cel eolian este un exercitiu pe care cred ca-l vor trece multi din cei ce discuta pe aici. Mai trebuie tinut cont si de faptul ca din generator nu poti incarca direct un acumulator cu plumb (cel mai accesibil) sau orice alt tip si mai este nevoie de un regulator de incarcare performant, proiectat pentru aplicatia in cauza. Daca avem in vedere domeniul turatiilor de la minim la maxim, puterea livrata se va incadra in limite largi, incepand cu tensiuni si curenti mici pentru turatii mici, pana la tensiuni si curenti mari pentru turatii mari. Cand spun turatie mare ma gandesc la cateva sute de turatii (2-3).
Ce putere instalata avem nevoie pe o barca? Hai sa facem o socoteala simpla. Presupunem ca toti consumatorii sunt la 12V, adica 13,8, ca mergem in paralel pe acumulator.
Consum de zi:
GPS: undeva pe la 1 amper
Statie VHF: in receptie tot pe la 1A, in emisie pe la 4-5A, o medie de 1,3A, ca doar n-om sta la taclale ca la celular!
Autopilot: electronica in jur de 0,5A, servo, probabil 7-8A, o medie de 4A
Laptopul: acestea lucreaza pe la vreo 18-20V si cam 4A, putere necesara 80W, cu converizor de la 12V la 19V, inseamna un consum de 80W/12V=6,7A+pierderi conversie=7A
Un incarcator de mobil la 12V: cam 0,5A
Un aparat de radio pe un post oarecare: in jur de 0,5A (fara manele la maxim!!!!)
Un frigider la 12V, mai consuma si asta 7-8, poate 10A cand raceste (zicem 25% din timp), adica media de 2,5A.
Altceva?
Luxurile precum aerul conditionat, masina de spalat vase sau masina de facut paine nu fac obiectul preocuparilor unui Barcaholic!

TOTAL: 1+1,3+4+7+0,5+0,5+2.5=15,9A si daca calculam la zecimala, tot rotunjim pe la 20A:iupi:
Consum de noapte:

Tot ce am spus mai sus la care se adauga:
Lumini de navigatie, Tribord, Babord, lumina alba de catarg sau pupa, cate un bec de 10W, rotunjim la 1 amper fiecare, deci 3A.
Iluminat cokpit, folosim ceva LED-uri cu un consum total de 2A
TOTAL: 15,9+5A=17,9A, adica tot vreo 20A
FIe ca este zi, fie ca este noapte incarcam si acumulatorul cu vreo 7-8A
Puterea instalata este de (20+8)*13.8=386W, rotunjim la 500W (0,68 hp)
Daca am gresit sau am omis ceva, va rog sa faceti corectiile.
Deci puterea instalata necesara a generatorului ce debiteaza pe acumulator este de 500W, asta ca sa ne lafaim in divaisuri, facebookuri, etc. Altfel, un 300W, in conditiile in care cele enumerate mai sus nu sunt folosite tot timpul, ar fi de ajuns.
Si de aici pornesc cautarile generatorului.
Despre aceste lucruri s-a mai scris undeva pe forum, daca nu ma insel chiar Florio a deschis threadul!
 

Back
Sus