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Wo ist denn hier der Propeller? © Hy-Generation
Elektro-Bootsmotoren

Motoren des Fortschritts

Diese drei Motor-Innovationen könnten die Effizienz und Qualität elektrischer Bootsantriebe demnächst spürbar steigern.

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Es war einmal … der Propeller. Vor rund 200 Jahren erfunden, musste er seine wirtschaftliche Überlegenheit gegenüber Segeln und Schaufelrädern erst beweisen. Heute gehört er ans Bootsheck wie die Insel aufs Wasser. Wird auch der Propeller bald Geschichte sein? Zumindest könnte seine Hegemonie als universell verwendbarer Antrieb unter Wasser demnächst enden. Denn diese drei Innovationen haben das Zeug dazu, ihm bald Konkurrenz zu machen.

Nr. 1 sieht aus wie ein futuristischer Eierschneider: Rim 6 ist ein innovativer Bootsmotor, der das Prinzip des Propellers umdreht. Statt einer zentralen Achse mit Flügeln daran, die sich dreht und damit Vortrieb erreicht, sind seine Flügel an einem äußeren, ringförmigen Rahmen angebracht. Eine zentrale Nabe entfällt. Auch das Ruderblatt kann man sich sparen. Apropos Sparen: Bis zu ein Drittel effizienter soll der Antrieb im Verhältnis zum konventionellen Propeller-Außenborder sein.

Hy-Generation Rim 6
Der Rim 6 ist auch als Außenborder für kleinere Boote gedacht © Hy-Generation

Seine Flügel sehen wie Zähnchen eines kleinen Seeungeheuers aus. So ließe sich mit den acht PS von Rim 6 vermutlich auch eine Currywurst oder eine Gurke schreddern. Der Clou an dem französischen Unterwasser-Häcksler: Seine Rotorblätter sind frei drehbar aufgehängt. Je nach Drehgeschwindigkeit des umlaufenden Rings richten sich die Antriebsmodule passend aus. Das hat den Vorteil, dass der optimale Anstellwinkel automatisch erfolgt, je nach Einfluss des durchströmenden Wassers.

Ohne Nabe und Welle

Rim 6 spart also doppelt Energie im Vergleich zum konventionellen Motor. Es entfallen Nabe und Welle, die Strömungsenergie ablenken, und darüber hinaus passt sich der Anstellwinkel von selbst dem umgebenden flüssigen Element an. Der Verzicht auf eine Nabe und flexible Dichtungen daran verspricht außerdem eine längere Haltbarkeit. Gegen Schäden bei Grundberührung geschützt ist er durch den umgebenden Ring auch. Kompakt ist er obendrein: Rim 6 wiegt nur 14 Kilogramm.

Rim 6 ist ein Produkt von Hy-Generation. Das Start-up ist in Vanne bei Lorient an der nördlichen Biskaya beheimatet und hält seine Entwicklung sowohl als Bugstrahlruder wie auch als Außenborder für kleinere Boote geeignet. Obwohl Rim 6 bisher nur als Vorserien-Produkt erhältlich ist, wird bereits eine Integrationslösung angeboten, um ihn als Außenborder am Heckspiegel anzubringen.

Die Innovation aus Frankreich gibt es natürlich nicht umsonst. Das Komplett-Paket mit Steuer-Elektronik und Halterung kostet 6.931 Euro. Für den notwendigen Satz Batterien sind noch einmal 5.712 Euro fällig. Ladeelektronik nicht inklusive. Man sieht: Auch die Preise sind (noch) zum Durchdrehen.

Hybrid-Motor Bluespin

Nach einem ähnlichen Prinzip arbeitet der Antrieb von Bluenav, die weiter südlich in Arcachon bei Bordeaux ihren Sitz haben. Das junge Unternehmen positioniert seinen Elektroantrieb als unkomplizierte Ergänzung zu einem großen Verbrennungsmotor – macht aus einem Boot also ein Hybridboot.

Hy-Generation Rim6
Der elektrische Hilfsmotor arbeitet, der Außenborder ist hochgeklappt © Bluenav

Mit einem Knopfdruck lasse sich der elektrische Ringmotor einschalten, sobald die Yacht im Hafen manövriert werden muss. Ist die hohe See erreicht, kann ebenso schnell wieder zurück zum Verbrenner gewechselt werden.

Als Juniorpartner in einem Hybridantrieb hat der Ringmotor Bluespin von Bluenav rund 20 PS, doch es werden auch Versionen mit 30, 45 und 70 PS angeboten. Testweise erhielt die zwölf Meter lange Motoryacht „Rock Emperor“, konventionell mit zweimal 250 PS angetrieben, zusätzlich zwei Bluespin-Maschinchen der kleinsten Leistungsstufe.

Innovativer Motor von Bluenav
Drei verschiedene Motorgrößen zwischen 30 und 70 PS bietet Bluenav © Bluenav

Sie lösen die Verbrennermotoren ab, wenn unter Land und im Hafen die letzten Meter zurückzulegen sind. Der eigentliche Vorteil: Die Umwandlung vom Verbrenner zum Hybridboot erfolgt im Handumdrehen, berichtet Bluenav.

Akkus einbauen und verkabeln

Die einzige Umbaumaßnahme sei der Einbau der Akkus sowie die Verkabelung, teilt das Unternehmen mit. Zum System gehört auch eine Schnittstelle mit Bedienoberfläche, über die sich Daten zu Strömung, Position und Geschwindigkeit auswerten lassen, um den optimalen Zeitpunkt zum Umschalten zu finden.

Bluenav arbeitet nach eigenen Angaben an weiteren Funktionen. So sollen bald autonomes Parken und „Dynamic Positioning“ möglich sein, also das permanente Verweilen an einer zuvor definierten Position. Diese revolutionäre Funktion hatte kürzlich Volvo Penta mit seinem Assisted Docking System (ADS) vorgestellt. Auch der Bluespin-Motor ist dabei als Festeinbau möglich, ebenso wie als einziehbare Variante.

Die Ringmotoren, wie Bluenav die Antriebe nennt, sind besonders bei niedrigen Drehzahlen hoch effizient. Das Verdränger-Lotsenboot „Strad“ mit acht Tonnen Gewicht und einer 65 PS starken Maschine erhält durch zwei einfahrbare Bluespin-Motoren mit je 16 PS eine Reichweite von vier bis fünf Stunden bei sechs bis sieben Knoten Reisegeschwindigkeit, teilt Bluenav mit.

Bionischer Delfin-Motor von Finx

Noch einen Flossenschlag weiter geht Finx, und zwar wortwörtlich. Das Antriebskonzept verabschiedet sich gänzlich vom Propeller. Bewegt wird hier nur noch eine Membran, die wie ein Wellendichtring aussieht. „Meerestiere brauchen schließlich auch keinen Propeller, um von der Stelle zu kommen“, sagt Finx-Gründer Harold Guillemin aus Paris. Seine Erfindung ist ein Musterbeispiel der Bionik, also von Tier- und Pflanzenwelt abgeleiteter Technologie.

Innovativer Motor von Bluenav
Die Membran imitiert den Wellenschlag der Delfine © Finx

Seine Membran ist in ihrer Arbeitsweise der Schwanzflosse von Delfinen nachempfunden. Guillemin hat das Funktionsprinzip von Pumpen, die beispielsweise zur Unterstützung der Herztätigkeit entwickelt wurden, übernommen. Zehn Jahre und fünfzehn Patente später hält er die Technologie für marktfähig. Eine wellenförmige Membran aus Elastomer schwingt in niedriger Frequenz, pumpt so das Wasser durch den Ring und erreicht Vortrieb.

  • FinxQuerschnitt des Membran-Motors: Durch die schmalen Einlässe außen strömt das ... © Finx
  • Finx... Wasser, ebenso durch den zentralen Kanal. Elektromagneten (gelb) bewegen die Membran (rot)
  • FinxDie schlängelnden Bewegungen der Membran erzeugen Vortrieb durch Sog © Finx

Finx dreht das Delfin-Prinzip allerdings auf den Kopf. Die Membran oszilliert mit hoher Frequenz und niedriger Amplitude. Die schlängelnden Bewegungen erzeugen einen Sog, der das Wasser durch kleine Kanäle rund um den Ring ins Innere des Kreises zieht. Von dort wird es durch einen horizontalen Auslasskanal ausgestoßen. So entsteht Vortrieb. Die oszillierende Vor- und Rückwärtsbewegung rufen zwei Elektromagneten hervor.

Das Delfinprinzip auf den Kopf gestellt

Die Leistungssteigerung wird damit erreicht, dass der Wasserstrahl in einer Richtung in Bewegung gesetzt wird – während ihn ein Propeller zusätzlich in Rotation versetzt, was mehr Energieeintrag verlangt. Laut Finx spart das Verfahren bis zu 30 Prozent Energie. Weitere Vorteile: Wartungsaufwand und Verschleiß sind weit niedriger als beim Schraubenantrieb. Während beim rotierenden Propeller die Verletzungsgefahr immer präsent ist, spielt sie beim bionischen Delfinmotor keine Rolle. Offen bleibt, wie Guillemin die empfindlichen Einlasskanäle vor Verstopfung schützen will.

Aktuell arbeitet Finx an zwei Modellen. Der marktreife Fin5 leistet zwei kW/fünf PS und kann an Segelbooten bis drei Tonnen Gewicht eingesetzt werden. Die zweite Finanzierungsrunde läuft. Bis zu den Olympischen Spielen in Paris 2024 soll der Fin150 einsatzbereit sein. Der E-Motor wird mit Wasserstoff-Zellen angetrieben und erreicht 100 kW Leistung.

Ob Haifisch-Zähne oder Delfinflosse, dem konventionellen Propeller geht es an die Flügel. Das schützt die Umwelt und spart Energie – ein wichtiger Lichtblick für das arg gebeutelte Element Wasser.

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