Solarelektrischer Antrieb in nördlichen Breiten

[Heimfried]

Ist es möglich, in unseren Breiten rein solarelektrisch Boot zu fahren? Also die Antriebsenergie ohne Batterie-Aufladung mit Landstrom nur von der Photovoltaik auf dem Boot zu beziehen, die ja gleichzeitig auch noch den Energiebedarf der anderen Bootsausstattung decken muss?

Das war ganz klar mein Idealziel, als ich den Bau der Marta begonnen habe. Ich habe mich allerdings zu dem Thema, ob es ohne Landstrom funktionieren könnte, immer etwas vorsichtig geäußert und etwa gesagt, je nach Wetterlage müsse man vielleicht ein-, zweimal die Woche mit Landstrom nachladen. Wir sind ja hier im Norddeutschen Tiefland im Allgemeinen nicht mit Sonne verwöhnt.

Heute wurde ich auf einen Artikel gestoßen, der mich dann doch optimistisch stimmt:
ein Boot, zwar doppelt so lang wie die Marta, aber ansonsten in vielen Dingen vergleichbar, hat bereits einige tausend Seemeilen hinter sich und fährt nur aus den eigenen Solarpanels auf dem Dach, die "ganz nebenbei" auch die sehr komfortabel ausgestattete Küche und den sonstigen Haushalt versorgt haben (nur Heizung und Warmwasser wird mit Diesel gemacht). Im letzten Jahr waren sie in Alaska, was ja nicht gerade in sonnenverwöhnten Breiten liegt.

Die Voraussetzung ist natürlich, dass man damit klar kommt langsam zu fahren (9 bis 10 km/h, Katamaran, 11,7 m lang) und die Zeit hat, bei Schlechtwetter auch mal ein, zwei Tage vor Anker zu liegen, um bessere Bedingungen abzuwarten.

Die Links kann ich empfehlen, sind aber in englisch:

https://www.proboat.com/2023/05/electric-philosophy/

https://www.soundingsonline.com/features/nothing-but-the-sun

[Spüli]

Das es funktioniert liegt aber an der großen Batteriebank und weniger an den Solarzellen.

Selbst bei den 9,5kWp kommen da im besten Fall nur um die 40kWh vom Dach. In der Regel düften die Tage mit 20-30kWh überwiegen. Damit weniger als an täglichem Bedarf der Motor prognostiziert wird. Dazu kommt dann noch der Verbrauch in der Kajüte (Kochen, Kühlschrank und Co).

[Libertad]

Man muß halt Zeit mitbringen und unpassendes Wetter aussitzen.....

[Oldskipper]

5kW Dauerleistung sind 5kt. Bei 8 std 40kW/h Verbrauch. 20 kommen vom Dach. 80 sind in der Batterie. Reicht also 4 Tage oder 160sm.

Bei 30 vom Dach sind es 8 Tage und 240sm.
Wenn ich von 8 Tagen nur 5 Tage fahre, reicht es endlos oder ich fahre nur so viel, wie vom Dach kommt, das wären dann 5 bis 6h am Tag.

Find ich jetzt nicht so schlecht.

[electric hydrofoil]

Günter,
danke für die Links, war sehr interessant und aufschlussreich.
Grüße 5

[Tinduck]

Was hier völlig ausser Acht gelassen wird bei 'schlechtes Wetter einfach aussitzen': da kommt per Solar fast nix rein, aber der ganze 'Bootskomfort' soll trotzdem genutzt werden. Man wird also mit noch leereren Akkus wieder losfahren, als man angekommen ist.
Das Problem ist der schlechte Ertrag bei Bewölkung, mal locker Faktor 5 schlechter als bei Sonne. So viel Solar, dass man damit bei Bewölkung noch gut fahren kann, passt auf kein normales Boot...

Selbst wenn man viel Zeit und eine große Akkubank hat, wird man irgendwann mal (wenn das Wetter lange genug schlecht war) an den Landstrom müssen. Im Sommer eher kein Thema, aber Übergangszeit und besonders der Winter drücken den Solarertrag erklecklich in den Keller.

Segelschiffe haben da einen klaren Vorteil, die können bei schlechtem Wetter und gutem Wind Rekuperation über den Elektroantrieb betreiben. Da macht das schon eher Sinn, aber trotzdem fährt da kaum jemand rein elektrisch, weil man (insbesondere auf Langfahrt) zu wenig Reichweite vom elektrischen Flautenschieber bekommt.

bis denn,

Uwe

[Heimfried]

Zitat von Tinduck

[...]
Selbst wenn man viel Zeit und eine große Akkubank hat, wird man irgendwann mal (wenn das Wetter lange genug schlecht war) an den Landstrom müssen. Im Sommer eher kein Thema, aber Übergangszeit und besonders der Winter drücken den Solarertrag erklecklich in den Keller.
[...]

Du hast natürlich grundsätzlich recht, aber welche Relevanz hat denn der Winter für Sportboote?

Bei meinem Boot habe ich bisher nur sehr wenig Erfahrung mit den Solarerträgen, weil das Boot im Bauzelt "keine Sonne sah", obwohl die Module schon lange auf dem Dach waren. Aber ich erinnere mich daran, dass ich positiv überrascht war vom Ladestrom bei bedecktem Himmel.

Was für Bootsfahrer die Übergangszeit ist, hängt sicherlich von den persönlichen Umständen und Nutzungsmöglichkeiten für das Boot ab. Da werde ich nächstes Jahr, was mich betrifft, wohl mehr wissen.

[Oldskipper]

Jemand der 24/7/52 unterwegs sein möchte, wird da sicher Probleme haben. Zu meinem Nutzungsprofil würde es aber passen. Das beschränkt sich auf das Sommerhalbjahr.
Ich denke aber, dass bei der verbauten Fläche und Akkukapazität, zumindest für den Wohnbetrieb auch im Winter genug Power da ist. Für Heizung reicht das natürlich nicht.
Man kann das auch etwas größer denken. Ein 20m Hausboot mit 5m Breite kommt auf nahezu 100m² Fläche. Das sind dann schon 20kWpeak.
Es hat bisher nur noch niemand gebaut.

[kapitaenwalli]

Moin

es kommt, wie immer, auf die Umstände an. Begrenztes Revier, begrenzte Fahrzeit und begrenzte Reichweite wird das mit ausreichender Batteriekapazität und möglichst hoher Solarleistung schon gehen. Hier im Norden Berlins gibt es einen Angelverein auf einem abgeschlossenen See und da werden die Batterien alle mit Solar geladen und die kommen wunderbar voran.

Auf der anderen Seite ist die Havel. Möchtest du zur Ostsee gibt es da so viele leistungsfähige Lademöglichkeiten nicht. Will man von dort mit einem 10 Meter Boot losfahren, muss man schon Zeit mitbringen und die Reise gut planen.

Die Eingangsfrage bezog sich auf die Leistungsfähigkeit der Solaranlage in unseren (nördlichen) Breiten. Im Sommer so von Mai bis August kommt da schon was rüber. Je nach dem, wie eben sonniges Wetter ist. Im Frühjahr und Herbst wird das schon deutlich weniger.

Es ist eben alles eine Frage des Bedarfs und der Kapazität des Gesamtsystems gepaart mit dem persönlichen Fahrprofil.

[peterchen66]

Die Beispiele zeigen es ja, es geht wenn man es so will und mag. Als Motorboot hast Du eben keine Segel-Redundanz. Vielleicht einen Kite-Antrieb dazu kombinieren.

[Tinduck]

Zitat von peterchen66

Die Beispiele zeigen es ja, es geht wenn man es so will und mag.

Nein, es geht, wenn das Nutzungsprofil zur Energiebilanz passt. Nur weil man es will, wird es nicht in jedem Fall einfach funktionieren, das nennt man dann Wunschdenken

bis denn,

Uwe

[peterchen66]

Es so will und mag!

[Arzgebirger]

Moin,

17x 4.5 m liegt am Nebensteg bei mir...

Alles drauf was man sich so vorstellt oder vorstellen kann....

Wird es kälter-und das sind-wenn auch "eingedeutschte"-Polen-meint er, wird es schon ganz schön kalt.

Er ist einer der sein Hausboot am Steg liegen hat-täglich drauf wohnt-mit Frau und seinen 2 Kindern.

Er macht im nächsten Jahr-da er mit einem weiteren Kumpel hier in D aktiv ist-3 Ladestationen auf dem Wasser in Berlin, Potsdam und Brandenburg a.H

Ich bin gespannt...eins hab ich dieses Jahr schon gesehen...

Glück Auf !
Gunar

[PongoSE]

Es geht!
Solarexpress hat 20 PV Module auf dem Dach und an den Seiten, 30kWh Akkus an Bord und 2 E-Motoren als Antrieb. 2 x 6 Kw.
Gekocht wird mit Propangas. Die erste Saison begann erst im Juli, da war Junfernfahrt, bis Oktober ca. 300 km nur mit Sonnenstrom gefahren, und im Hafen bei Sonne 3x das E-Auto geladen.
Das Hausboot ist 10m lang und 3,5m breit.
Die kommende Saison wird noch genauere Erkenntnisse bringen.

[baffe]

Aus
Eigener Erfahrung kann ich sagen, daß sich meine Emma mit 80 Watt elektrischer Eingangsleistung (!) in einen Minn-Kota DC Motor mit PWM Regler (auch MinnKota) in Bewegung setzt. Und damit meine ich, daß sie sich bewegt und lenkbar ist

Die Emma ist eine Delanta75, hat 7,5m und 2t gut so wie sie bei mir schwimmt.

Also wie soll das in einem Gewässer ohne Strömung und Wind nicht funktionieren.

[Oldskipper]

Hier mal ein Update zum Thema. Die Dinger sind zwar noch lange nicht serienreif, aber im Labor gibt es schon Solarzellen, die 50% Wirkungsgrad haben. Teilweise sind die schon bei Satelliten im Einsatz. Das bedeutet, der Platzbedarf halbiert sich, bzw die Leistung verdoppelt sich. Dann lägen wir bei 500W/m². Wenn sich Batterien, bzw Akkus ebenso weiter entwickeln, wird niemand mehr ein Boot mit Verbrenner kaufen wollen, sofern das preislich im Rahmen bleibt. Allerdings wird man sich an ein neues Design gewöhnen müssen. Weg vom klassischen Schönheitsideal einer Yacht hin zu Modellen, die aussehen als wäre Captain Future der Kommandant.

Wer sich das mal anschauen möchte: https://www.nrel.gov/pv/interactive-...fficiency.html

Im konkreten Fall der ISE-Zelle handelt es sich um eine sogenannte Tandemkonstruktion. Die obere Solarzelle besteht aus Gallium-Indium-Phosphid (GaInP) und Aluminium-Gallium-Arsenid (AlGaAs), die untere aus Gallium-Indium-Arsenid-Phosphid (GaInAsP) und Gallium-Indium-Arsenid (GaInAs). Das ISE spricht auch von Vierfachsolarzelle.

Bei Silizium Zellen, wie wir sie aktuell verwenden, ist physikalisch bei rund 29% Schluss. 27% gelten als das Maximum, was in der Serienfertigung erreichbar ist. Spitzenmodelle erreichen aktuell 24%.

Es geht also weiter. Das Boot, was ohne tanken immer fährt, rückt näher.

[Erposs]

Zum Akku, 14Kwh kosten derzeit 999€ (PaidLink). Ich bin echt verblüfft wie die Preise für LiFePo4 gefallen sind. Damit könnte ich sicher 10h mit 8km/h (Höchstgeschwindigkeit hier auf den Kanälen) fahren.

[Oldskipper]

Wenn wir das mal 10 muliplizieren, haben wir 140Kwh und ca 500kg Gewicht. Ein anständiger Verdränger tankt schon mal 1t Diesel. Also kein Problem, was das Gewicht angeht.
Dann rechnen wir mal....
Ein solar betriebenes Hausboot 15x5m wird sich bei Marschfahrt vielleicht 10kW genehmigen. Bei super Wetter sind das 15x5x0,2 =15kw. Fährt also ohne Batterie und lädt noch etwas dazu.

Wetter ist aber nicht immer toll. Also rechnen wir mit der Hälfte und nehmen 5Std Fahrtzeit an.
Verbrauch in 5 Std =50kWh
Stromerzeugung in 12 Std 15x5x0,1x12 =75kWh
Man könnte also sogar 7,5h fahren, ohne an der Batterie zu knabbern oder man kann auch etwas schneller fahren. Und das bei nur angenommen 50% Ertrag der Solaranlage.

Selbst ohne Solarertrag, könnte ich nur mit Batterie 14h fahren, das wären bei der angenommen Nutzung 3 Tage.

An einer normalen 1ph Steckdose kann ich maximal 3,5kW ziehen. Ladezeit 40 Std. An einer 3ph Kraftstromdose, könnte ich den Akku schon über Nacht voll bekommen.

Dazu müsste der Akku aber ganz leer sein.
Lange Rede kurzer Sinn: Für eine Atlantiküberquerung reicht das noch nicht. Für normalen Betrieb für Wasserwanderer, ist das eine echte Alternative. Denke ich jetzt mal an ein Revier wie Friesland in NL mit den dort üblichen Tagesetappen, ist das schon voll überdimensioniert.

Wenn man jetzt noch statt Ölfässern anständige Rümpfe baut und die Wundersolarzellen in Serie gehen, geht es auch über den Atlantik. Lediglich im polaren Winter, ist das alles hinfällig. Aber das war ja auch nicht die Aufgabe.

Fazit: Es ist jetzt schon möglich. Es scheitert an ansprechenden Bootsformen und dem Brett vorm Kopf.