Drömmar om elkonverterat skepp

Planering och tankar kring eventuella framtida projekt.
cetex
Inlägg: 160
Blev medlem: 5 september 2010, 06:49:54
Ort: Stockholm/Sumpan

Drömmar om elkonverterat skepp

Inlägg av cetex »

Jag (som så många andra) har funderingar / drömmar om att nån gång i framtiden bo på ett eget större skepp och försöker luska ut ungefär vad olika saker skulle kosta.

Framförallt är det bränsleförbrukningen jag försöker få grepp om.

Först lite info om vad jag lärt mig sen tidigare liknande funderingar..
En sån båt jag pratar om kräver en hel del underhåll, t.ex torrdocka vart 4-5e år, problem med fukt om man inte har byggt korrekt, alltid är det väl nåt som måste fixas o.s.v. Om nån har några prisuppgifter på vad det kostar att torrdocka / dra upp på slip samt byta delar av skrovet, hur mycket som dom varit med om behövt bytas o.s.v så är jag givetvis nyfiken på mängd jobb och kostnader! :)


Men allt detta är ju ett tankeexperiment!


Om vi antar att det gäller en plåtskorv typ denna:
Lindön, 112 Ton skepp i stål (om jag nu läst rätt viktsiffror)
Dubbla Scania, D11 R81, 113 kW, 153 hkr vid 1800 rpm för drift
En Cummins, MDKBT705033Cummins Onan, 34,4 kVA som hjälpmotor (Antar att det är generator?)
Förbrukning: 30L/timme


Om man skule bygga om den till bobåt så kan den ju bli rätt fin. kvadratmetrarna räcker nog till riktigt bra (kanske blir c:a 120kvm att bygga bostad i?), andra bonus-saker är ju att man lever "off-grid", tar med sig huset till medelhavet eller liknande under vinterhalvåret o.s.v.

Det stora problemet är soppan. Den drar 30L/timme vid normal drift. Det är lite för saftigt för att kunna tuffa runt som privatperson om man ska åka 2-4h per dag i en månad (4+2/2*30 = 90timmar * 30liter = 2700liter diesel för att tuffa runt lite smått en månad).

Hur skulle det se ut om man elkonverterade båten?

Inlagring:
Laddning av batterier kan man nog lösa (åtminstone delvis) genom att täcka taket med solceller, det kan då bli c:a 18x4.5m = 81kvm med solceller vilket under bra förhållanden bör ge c:a 81*120w/h = 9720w/h som man kan ladda batterier med, jag räknar (antagligen rätt optimistiskt) på 10Kw/h.

Motor:
Jag antar att det fortfarande behövs ungefär samma maxeffekt, d.v.s 226kW till propellern för att kunna göra skarpare manövrar o dyl.
Motorn skulle antagligen bli en 3fas elmotor, förmodligen likt den i en Tesla Model S som maxar runt 320KW, underhållet minskar förhoppningsvis drastiskt då det endast är en elmotor samt en enväxlad låda + batterier (vätskenivå) att underhålla jämfört med det som krävs om man har dubbla dieslar. I och med detta gissar jag att framförandet av skeppet på 2pers kan vara aktuellt.

Energiförvaring Alternativ A:
En tesla har c:a 96kw i sina ackar. 96kw räcker nog inte en tillfredställande sträcka.
Så några av teslas batteripaket för c:a 300k per styck (Det känns som ett rätt dåligt alternativ då vikt är relativt irrelevant)

Energiförvaring Alternativ B
Blybatterier likt de man har i truckar eftersom 10ton hit eller dit inte spelar så stor roll på en sån båt om man kan plocka bort lite annat skrot samtidigt. Priset verkar vara c:a 1/3 av teslas.
Ett truckbatteri med samma energiinnehåll som en tesla (96kwh) skulle t.ex bli 64st 2v 750A blyackar, typ dessa, total vikt runt 2500kg, pris c:a 110 000kr. (ex moms).
Eftersom detta är ett tankeexperiment och truckbatterier är relativt billiga jämfört med teslabatterierna så installerar vi i vart fall 4ggr så mycket effekt om vi väljer truckbatterier och får då 10 000kg batterier med totalt 384KWh energi. Batterierna bör då kunna köra elmotorn på 3/4 effekt (c:a 250kw / 340hk) i cirka 90minuter.
1/2 effekt (c:a 160kw, 217hk) c:a 144minuter.
1/4 effekt (c:a 80kw, 108hk) c:a 288minuter.
10kw solceller skulle ladda upp en halvfull batteribank på i runda slängar 20 riktigt schyssta soltimmar om man lagar maten på spritkök och använder ficklampa när man går runt i båten. :)

Energiförbrukning:
Jag misstänker att en sån båt endast behöver gå på maxeffekt korta stunder. och att den övrig tid endast behöver en bråkdel av maxeffekten för att hålla farten.
Detta har jag inte någon aning om och det är det största frågetecknet.
Hur mycket energi kan det krävas för att hålla lite drygt 100ton stålbåt av nämnd design i 6-7knop under gynnsamma förhållanden?, Har någon här nån aning? (finns det bättre skrovformer som fortfarande har mycket potential till boyta?)

Ransonering av energi:
Elen inne i båten blir relativt batteribanken ganska försumbar om man bygger på ledlampor, gasolspis o.s.v. men jag misstänker att jag nog skulle peta in en 5-10kw inverter för att kunna köra dammsugare och spis m.m utan att behöva fundera så mycket på detta.

Backupström/Backuppladdning:
Det bör sitta ett hyffsat dieselverk i båten som ren laddare/generator om blyackarna börjar ta slut. T.ex om man stått i hamn under lång tid och har dåligt väder så solcellerna inte orkar ladda tillräckligt, eller om man behöver färdas över större sträckor i ett svep.
Dieselverket bör generera lite drygt den energi som elmotorn kräver under lite svårare väder för att garantera sjösäkerhet, så krävs det 160kw för att hålla hyffsad fart i riktigt dåligt väder behöver dieselverket generera 180kw el. Fördelen är att Dieselverket i så fall bara behöver gå i nån timme för att ladda blyackarna fullt om dom nu skulle ta slut av annan anledning. (riktigt mulet väder några dagar)

Så, har nån här nån aning om hur mycket ett sån fartyg kräver i energi för förflyttning?, vad tror ni om idén i övrigt?
Om båten kostar 3M, konverteringarna 2M så är det ju fortfarande relativt billigt jämfört med en 3a/4a vid odenplan :twisted:
Användarvisningsbild
Lennart Aspenryd
Tidigare Lasp
Inlägg: 12607
Blev medlem: 1 juli 2011, 19:09:09
Ort: Helsingborg

Re: Drömmar om elkonverterat skepp

Inlägg av Lennart Aspenryd »

Det är rätt tänk!
Det finns ju några båtägare här på forumet.

Tyvärr har mina planer på slik farkost strandat! Lycka till, Keep Your Dreams Alive KYDA.
barbarossa
EF Sponsor
Inlägg: 544
Blev medlem: 8 december 2006, 11:18:14
Ort: Tågarp, Svalöv

Re: Drömmar om elkonverterat skepp

Inlägg av barbarossa »

Det pågår en del utveckling på eldrift inom färjetrafik, så det kan ju vara ett uppslag.

//A
danei
EF Sponsor
Inlägg: 26387
Blev medlem: 2 juni 2003, 14:21:34
Ort: Östergötland
Kontakt:

Re: Drömmar om elkonverterat skepp

Inlägg av danei »

Jag skulle snarare säga att det var mycket feltänk.

En motor i tesla storlek klarar inte den effekten många minuter.
Solcellerna ger inte i närheten av den effekten. Tittar du på båtar som drivs med solkraft är de extremt lättdrivna.
Att åka runt med ett fartyg är inte billigt.
xxargs
Inlägg: 10183
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Re: Drömmar om elkonverterat skepp

Inlägg av xxargs »

Väldigt stora fartygsdislar har en mekanisk verkningsgrad uppemot 50% av bränslet värmevärde vilket belyser lite av hur mycket energi det går åt för att driva fram båtar i vatten. dina scaniadislar ksnske ligger på 40 - kanske 42% värmeverkningsgrad.

Med andra ord runt 4 kWh per liter diesel kan du få ut i axel-effekt

Båt är inte som bil utan motorn går ganska tungt vid marsfart - den jobbar bokstavligen i uppförsbacke hela tiden och även en liten båt drar runt 1 liter bensin per distans eller 20 liter bensin/timme vid 20 knop vilket ger 200 kWh värme energi in och med 25% verkningsgrad 50 kWh eller 50 kW i axeleffekt.

Kör man båt så flyttar man på en massa vatten för att flytta sig själv väldigt mycket mindre bit och det är detta som drar soppa - hela tiden

I ditt fall med 30l/timme och diesel på 40% verkninsgrad tyder på en axeleffekt av 80 kW under körning. vilket ger ungefär 1 timmes körning på en fulladdad tesla-pack.

Blyackar bör inte laddas ur under 50% av dett totala kapacitet - dels är det svårt att få ut sista halvan vid snabb urladdning - dels slits batteriet väldigt mycket mer när den djupurladdas samt sulfatiseringen sätter fart om den inte är över 50% laddstatus inom ett dygn - så räkna med dubbla mängden blybatterier för samma kapacitet som teslas batterier

Sol-el kan du har för bodelsförbrukning men knappast för framdrivning om det görs dagligen.

Att flytta båt är en energikrävande sysselsättning...

Skall du flytta båt miljömässigt korrekt så får du göra som 1600 - 1800 talet - med segel...
Användarvisningsbild
Mizzarrogh
Inlägg: 20344
Blev medlem: 10 september 2006, 12:32:49
Ort: Somewhere over the rainbow... (Hälsingeskogen)

Re: Drömmar om elkonverterat skepp

Inlägg av Mizzarrogh »

Jag har också tänkt i samma banor, vridit och vänt på det länge, men jag fick inte heller ihop det vettigt.

Räkna med att det kommer att bli extremt dyrt och arbetskrävande hur du än vrider och vänder på saken.

Med en större motor (Ja-större, inte mindre) eller nära krypfart med dessa (som är helt ok motorer tycker jag då de är ganska robusta i grunden och verkar ganska enkla att fixa med om man vill modifiera dem, men öka inte varvtalet på dem över standard om du vill spara bränsle...) kanske du kan pressa ned till 15 liter om du kryper fram i typ7-8 knop (jag vet inte optimal hastighet för just ditt skrov men en stålbåt är ju som regel betydligt lättare än en träbåt i samma storleksklass), men för ditt exempel tror jag att du kommer att ligga i kursvpannet (väldigt grovt räknad med reservation för fel) mellan ca 20-106 liter/timma över ditt hastighetsregister, men jag tror inte att du kan pressa upp dedär skrovet i samma kurvor som tex patrullbåtarna så skalan blir inte densamma i det övre registret som på dessa med denna skrovtyp, minns inte var det ligger i knop relaterat till bränsleförbrukning på dessa dock, har kunnat det förut men hittar inte tabellerna nu...

Elkonvertering har jag också funderat över, men fick inte heller till räckvidden som krävs för detta ens på min lilla 30 fotare till rimlig insats.
Men, jag skulle i så fall rekommendera elhybrid drift, men det finns mig veterligen ännu ingen metod som klarar att ladda batterierna till denna kapacitet annat än med landström.
Betänk att en ubåt i den klassen består till stor del enbart av batterier, nära halva skrovet uppfylls av batterier och det är ändå inte på långa vägar tillräckligt för egentlig långdistans utan man måste ändå köra en förbränningsmotor i intervall (även om de nya klarar sig ganska länge enbart på el).

Däremot är elström ett utmärkt komplement för andra funktioner ombord, tex om man önskar bogpropellrar, krypmotorer, etc.

Men, jag har inte heller helt gett upp om detta, dock mest numera för att det vore en kul teknisk utmaning, jag tror inte att man sparar så mycket pengar med tanke på den höga investeringskostnaden om man önskar något så när räckvidd även om själva motorn och det går att göra ganska billigt om man bygger själv.
Användarvisningsbild
Mizzarrogh
Inlägg: 20344
Blev medlem: 10 september 2006, 12:32:49
Ort: Somewhere over the rainbow... (Hälsingeskogen)

Re: Drömmar om elkonverterat skepp

Inlägg av Mizzarrogh »

Jag vet inte om det är din stil, men har ni funderat över segel som komplement på långa sträckor?
Även om dessa skrov inte är optimala seglare så går de hyfsat för segel om det blåser litet (även om man inte kan rigga fullt på dem på grund av kölkonstruktionen).
Användarvisningsbild
Mizzarrogh
Inlägg: 20344
Blev medlem: 10 september 2006, 12:32:49
Ort: Somewhere over the rainbow... (Hälsingeskogen)

Re: Drömmar om elkonverterat skepp

Inlägg av Mizzarrogh »

Läste fel om motorerna, trodde det var Cummins dieslar i den, men det är ju Scania dieslar på huvudlinan, de är mycket bra motorer, de har redan från början korrekta inställningar (Cummins dieslarna är ofta specade för stationära tillämpningar från fabrik och är litet mer primitivt konstruerade av denna orsak, därav min fundering (men de fungerar bra som fordonsmotorer med lätta modifieringar)).

"Hjälpkärran" (elverket) är till för att driva saker som stora strålkastare och annat när de vanliga motorgeneratorerna inte räcker till.
Jag rekommenderar starkt att du behåller den intakt och funktionsduglig om du vill använda båten seriöst.
becker
Inlägg: 214
Blev medlem: 28 september 2010, 20:36:21
Ort: Järbo, kommer från Dalarna :)

Re: Drömmar om elkonverterat skepp

Inlägg av becker »

Nu vet jag inget om båtar. :oops: Men vill man inte ha motorerna igång när det går riktigt höga vågor, för att inte driva iväg. Och blåsigt / dåligt väder kan ju hålla i sig rätt länge.... Jag skulle då vilja vara säker på att ha bränsle för minst ett dygn.

Du får köpa en gammal atomubåt från öst ;)
Användarvisningsbild
Mizzarrogh
Inlägg: 20344
Blev medlem: 10 september 2006, 12:32:49
Ort: Somewhere over the rainbow... (Hälsingeskogen)

Re: Drömmar om elkonverterat skepp

Inlägg av Mizzarrogh »

Ja, därför jag hela tiden tjatar om vikten av råstryka hos motorn till sjöss, men också därför att kompressionsförhållandet är ett annat i en riktig fartygsmotor så att den kan arbeta mer bränsleeffektivt än enklare varianter.

Men i hård vind är det vanligt att man kontrollerar farkosten med ett litet stormsegel på stålmasten på tex fiskebåtar och andra.
Det räcker iaf att kunna styra skutan.
Användarvisningsbild
Mizzarrogh
Inlägg: 20344
Blev medlem: 10 september 2006, 12:32:49
Ort: Somewhere over the rainbow... (Hälsingeskogen)

Re: Drömmar om elkonverterat skepp

Inlägg av Mizzarrogh »

Kanske skall inflika att de nuvarande motorerna fungerar bra för detta.
Men du kan nog hitta billigare objekt om man letar litet om den inte behöver vara klassad och inreggad, etc för yrkestrafik.
Det är ganska hårda regler för inköp av sjödiesel idag man måste bland annat såvitt jag tolkar driva ett aktivt företag som specifikt sysslar med sjörelaterade saker där det behövs osv.
(Sjödiesel kostar ju annars bara hälften och är en direkt nödvändighet om man vill bedriva yrkes trafik)
Användarvisningsbild
Mizzarrogh
Inlägg: 20344
Blev medlem: 10 september 2006, 12:32:49
Ort: Somewhere over the rainbow... (Hälsingeskogen)

Re: Drömmar om elkonverterat skepp

Inlägg av Mizzarrogh »

En av mina personliga favoritkanaler på tuben:
https://www.youtube.com/channel/UCj_XaV ... -lPUtTEcXw

Så, det är alls icke helt orealistiskt att realisera sina drömmar om man verkligen vill göra det. :)
Användarvisningsbild
Jan Almqvist
Inlägg: 1580
Blev medlem: 1 oktober 2013, 20:48:26
Ort: Orust

Re: Drömmar om elkonverterat skepp

Inlägg av Jan Almqvist »

Om köper denna istället räcker mellanskillnaden till c:a 200.000 liter diesel.

http://www.blocket.se/goteborg/Bobat_Hu ... ?ca=15&w=3
cetex
Inlägg: 160
Blev medlem: 5 september 2010, 06:49:54
Ort: Stockholm/Sumpan

Re: Drömmar om elkonverterat skepp

Inlägg av cetex »

Lasp skrev:Det är rätt tänk!
Det finns ju några båtägare här på forumet.

Tyvärr har mina planer på slik farkost strandat! Lycka till, Keep Your Dreams Alive KYDA.
Jag misstänkte att det fanns fler som hade intresset på forumet, kul! :)
barbarossa skrev:Det pågår en del utveckling på eldrift inom färjetrafik, så det kan ju vara ett uppslag.

//A
Ja, dom nyare kör ju på en diesel-elhybridvariant. Flera stycken dieselgeneratorer för redundans, stegvis inkoppling o.s.v, med direktkoppling till frekvensomvandlarna som driver propellrarna.
låg effekt till propellrarna = någon dieselgenerator går, högre effekt = fler dieselgeneratorer startar. Lite overkill i detta fall.
danei skrev:Jag skulle snarare säga att det var mycket feltänk.

En motor i tesla storlek klarar inte den effekten många minuter.
Solcellerna ger inte i närheten av den effekten. Tittar du på båtar som drivs med solkraft är de extremt lättdrivna.
Att åka runt med ett fartyg är inte billigt.
Ja, det är nog lite feltänkt på flera ställen, tur att jag inte ska slå till nu. :)

Men lösningarna på värmen är många. Man kan ju ta ett skrov med dubbla propellrar och då sätta in dubbla elmotorer istället. Teslas motor är vätskekyld, så jag gissar att den kan ligga på rätt hög belastning under rätt lång tid. Men det behöver ju inte vara en teslamotor. Det finns kanske nån annan variant som är bättre lämpad. Dubbelpropeler och dubbla motorer med 2st (relativt) separata batterisystem skulle då även ge redundans om något går galet.

Vad för effektivitet kan man räkna på att få ut ur solcellerna? 50%? (vad får folk för effektivitet på sina solcellsanläggningar?)
xxargs skrev:... I ditt fall med 30l/timme och diesel på 40% verkninsgrad tyder på en axeleffekt av 80 kW under körning. vilket ger ungefär 1 timmes körning på en fulladdad tesla-pack. ...
Nu kommer vi nånstans! Men jag håller inte med om att det är segel som gäller.
Underhållet blir rätt dyrt även på segelskutor, speciellt om det är en segelskuta i liknande storlek. (segel är ju inte gratis att underhålla, dessutom krävs det större manskap för att hantera ett sånt skepp, däremot skulle man väl få sin dagliga dos av träning)

Om 50% av batterikapacitetn är användbar av 384KW så är det alltså möjligt att förbruka runt 192kw energi innan laddning är akut. (antagligen lite mindre)
Om framdriften tar 80kw/h under normal drift så har man 192/80 = 2.4h transporttid på en laddning vilket på ett ungefär är vad som skulle behövas :)
Eventuellt får batteribanken utökas ytterligare lite för att ha lite mer marginal när batterierna åldras.
Mizzarrogh skrev:....
Räkna med att det kommer att bli extremt dyrt och arbetskrävande hur du än vrider och vänder på saken.
....
Elkonvertering har jag också funderat över, men fick inte heller till räckvidden som krävs för detta ens på min lilla 30 fotare till rimlig insats.
Men, jag skulle i så fall rekommendera elhybrid drift, men det finns mig veterligen ännu ingen metod som klarar att ladda batterierna till denna kapacitet annat än med landström.
....
Men, jag har inte heller helt gett upp om detta, dock mest numera för att det vore en kul teknisk utmaning, jag tror inte att man sparar så mycket pengar med tanke på den höga investeringskostnaden om man önskar något så när räckvidd även om själva motorn och det går att göra ganska billigt om man bygger själv.
Ja, jag räknar med att det nog kommer bli extremt dyrt och inte speciellt värt. men man vet ju inte säkert förrän man räknat på det och har alla fakta på bordet. :)

Nödvändig räckvidd är ju relativ. Om båten går i yrkesmässig trafik behöver dom ju stora mängder energi som snabbt kan fyllas på (diesel), men går den privat och tuffar runt nån timme per dag på sin höjd så är det ju helt andra krav på energiförvaringen.
Helt klart bör det vara en diesel-elhybrid med soppa för 36timmars drift i sträck eller liknande. (solceller, batteribank, elmotor samt dieselgenerator för när "det skiter sig" med väder o.s.v.)

Om vi dedikerar det mesta av solelen till framdrift så är det ju teoretiskt möjligt att kunna köra 2h och sen stå still 2dygn (vid fint väder, 2x8h sommartid) för att ladda. inte helt orimligt om man tuffar runt i stockholms skärgård eller kanaler i europa och hittar en skuggfri plats.

Om vi även antar att bodelen har låg elförbrukning och är välisolerad (får dock aldrig glömma luftspalten mot skrovet!), ledlampor överallt så kommer nog bodelen dra under 5kw el per dygn förutsatt att man är kreativ med uppvärmningen (oljebrännare t.ex, en värmepump ökar antagligen förbrukningen en hel del men är nog ett bättre alternativ över längre tid.)
Elen för bodelen bör alltså produceras på lite under en timme från solcellerna om man kör energisnålt i övrigt.
Jag får fram 5kw el per dygn genom att jämföra med strömförbrukningen i lägenheten, 209kw/månad, snitt på 7kw per dygn med glödlampor, stereo igång 24/7, elspis o.s.v.

Dessutom bör man ju kunna köpa landström när man står i hamn.
Kostar det 1kr per kwh att köpa elen i hamn (är jag optimistisk här?) så blir det i runda slängar 200kr för att ladda batterierna fullt, att jämföras med om man kör dieselmotorerna 2h, minst 60liter som då kostar runt 800kr i dagsläget.
18 timmar i hamn med landström ger 192kw / 18h = 10.6kw per timme, så en 3fas 16a handske borde räcka.

2 timmar * 7knop ger c:a 14distans eller 26km. det skulle då ta lite drygt 160dygn att frakta sig till medelhavet om man stannar efter 2h och enbart laddar från landström, så årlig pendling får man nog glömma.
Kostnaden för landström skulle bli c:a 32000kr för hela transportsträckan dit ner, hamnavgifter, slussning o.s.v tillkommer.

Det känns som att jag inte är helt fel ute?
Har man en bobåt och "jobbar hemifrån" (behöver bara internetaccess) så tuffar man ju inte runt hela dagarna utan man ligger oftast still i olika hamnar.
cetex
Inlägg: 160
Blev medlem: 5 september 2010, 06:49:54
Ort: Stockholm/Sumpan

Re: Drömmar om elkonverterat skepp

Inlägg av cetex »

becker skrev:Nu vet jag inget om båtar. :oops: Men vill man inte ha motorerna igång när det går riktigt höga vågor, för att inte driva iväg. Och blåsigt / dåligt väder kan ju hålla i sig rätt länge.... Jag skulle då vilja vara säker på att ha bränsle för minst ett dygn.

Du får köpa en gammal atomubåt från öst ;)
Det är inte en ren elkonvertering jag har tänkt. dieseldrift bör finnas kvar då man där kan lagra upp energi för konstant gång i flera dygn om så behövs utan att behöva anstränga sig så fasligt mycket mer än att öppna plånboken, men driften skulle i så fall vara indirekt via batteribanken. Dieselgeneratorn används alltså för att ladda batterierna om vädret är tråkigt eller om man behöver gå längre sträcka än 14distans en dag.
Skriv svar