schip ombouwen>electrisch

gast022

Het plan is om een 800HP 714Kw V-12 Diesel propulsie-motor te vervangen op een schip.

We vonden een 220V 600kw elektromotor met een gelijkwaardig toerentalbereik en koppel dat deze diesel eventueel kan vervangen.
Want geen haar op mn hoofd denkt eraan om die V12 60liter diesel te laten verbranden op een uur.

.
Vraag 1:
welk Ah is vereist aan 12V(of 24V en waarom?) om die 220V en 600Kw aan te kunnen?
Vraag 2:

Hoe geraakt men aan het vereiste voltage? Serieschakelen? Inverters?
Vraag 3:
Hoe berekent men de capaciteit van een Accu (12v -200Ah) m.a.w.hoelang haalt men er hoeveel stroom uit?

200A gedurende 1uur?

vraag 4:
Wat is de ontlaadsnelheid van de gemiddelde AUTO accu?
Vraag4:
met 12v of 24v accu's, van een vast Ah (neem 200Ah)

hoeveel zouden vereist zijn om 1uur te varen op vol vermogen?

Wetende dat je een giga- accupark vereist om je 600Kw motor aan te drijven,

Wil je natuurlijk zoveel mogelijk doen om de last te verminderen.

Op een ship kom je niet ver met circulerende windmolenwieken.

Verticale windmolens en zonnepanelen zijn efficiënter.

Ga je online in shops neuzen, vindt je de gemiddelde commerciële verticale windmolens +/-12V en een 500W leveren(optimistisch).
Geschikt om 12V loodzuur accu's te laden,

Maar niet echt om 220V te bereiken met een verbruik van 600Kw....
De zwaarste die we vonden levert 50Kw, en heeft zulk een zware start-weerstand dat ze niet geschikt zijn voor op een ship.
we vonden ook 10 en 20 Kw versies, waarvan we echter 2 van zouden kunnen installeren.
Ik vroeg me op dit punt af of tweedehands wasmachine/droogkast motoren een oplossing konden bieden?

Ze draaien op(of leveren) 220V wisselstroom aan 50Hz?
Ze verbruiken 1200W, dus hoop ik op een 1000W vermogen opbrengst?

Hier zit ik met de wisselstroom. kan daar niet veel mee doen denk ik?

Auto-alternatoren darentegen leveren gelijkstroom aan 12V(geen idee qua opbrengst vermogen)

Alle ingevingen en berekeningen zijn op dit punt welkom...

De berekeningen zijn uit gemakzucht met loodzuur bekeken,
We bekeken ook de nieuwe tesla accu(online afgebroken doch een verassend aangename prijs/capaciteit verhouding) en andere opties als Li-ion, Li-po , Li-Fe, NiCD, en een vareiteit van hybride systemen.

Live green and prosper.

Olof Bosma

Wat voor een motor is dat? 220 V suggereert wisselspanning, maar voor zulk vermogen worden 3-fasenmotoren gebruikt en die zijn doorgaans bedoeld voor 400 V.
Realiseer je je verder dat de accu's voor elektrische auto's momenteel in de orde zijn van 30 tot 90 kWh? Daar kan het schip met deze motor nog geen 5 minuten op varen.

CoenCo

Laten we met vraag 4 beginnen. Als we alle verliezen verwaarlozen en dus héél erg optimistisch rekenen.

Een 600kW motor * 1 uur = 600kWh (ongeveer net zoveel als een zuinig huis in een heel jaar gebruikt)

Één accu van 12V met een capaciteit van 200Ah heeft een energieinhoud van 12V*200Ah=2400VAh=2400Wh=2,4 kWh.

Van die accu zou je er dan 600/2,4=250 stuks nodig hebben. Let wel dit is zonder alle verliezen. Reken dus op minimaal het dubbele.

Diesel is zo gek nog niet

Benm

Zeker niet bij dit soort vermogens. Ik heb afgelopen jaar een keer op een electrische boot gevaren in slovenie - werkt prima, heel stil, maar het hele ruim bestond uit accu's en het ding haalde wellicht 5 km/h... geen idee over het exacte vermogen, maar vernam wel dat die accu's overnacht opgeladen moeten worden om een paar uur overdag te kunnen varen. Hoeveel het er waren was wat lastig te zien door het dek heen, maar zeker wel het equivalent van honderden auto-accu's.

Uiteraard zijn het geen auto accu's, die kun je niet diep ontladen, maar eerder grote tractie accu's zoals je ze wel ziet op vorkheftrucks etc.

De reden dat men hier een elecrische boot gebruikt was eigenlijk zuiver vanwege wetgeving, het meer ligt in een natuurgebied en je mag daar niet met motorboten varen (wel met zeg roeiboten of een zeilboot). Overigens is het wel krom, langs dat meer loopt een weg waar je gewoon met een dieselvrachtwagen mag rijden, al is het niet echt een doorgaande route.

Olof Bosma

CoenCo schreef:
Van die accu zou je er dan 600/2,4=250 stuks nodig hebben. Let wel dit is zonder alle verliezen. Reken dus op minimaal het dubbele.

Het ging om autoaccu's. Die moet je niet verder dan 30% ontladen wil er wat langer plezier van hebben. Dan zitten we dus al op 1500 stuks.
Het schip wordt wel lekker stabiel van zo'n gewicht.
Maar dan lukt een uur nog steeds niet, want die 200 Ah geldt voor een ontlading in 10 uur. Autoaccu's zijn simpelweg niet geschikt.

gast022

oke,
de 220v 600kwh elektromotor is idd een 3-fase motor.

Deze kwam het dichtst in de buurt van de 714kw V12 diesel.

Doch, deze kan gereduceerd worden met de helft. Dit door verlies in -snelheid, -gewicht aan diesel en de motor, -PTFE romp-coating, -en een verstelbare, geoptimaliseerde prop.

De ruwe berekeningen lezend zie ik dat veel zorgen gemaakt worden over de loodzuuraccu's.
nogmaals, dit is slechts een rekenmaatstaf. Ik weet uit ervaring wat een 12V 200Ah loodzuur kan en niet kan. vandaar.

De Tesla en Mercedes Benz Li-ions staan me veel meer aan, MAAR.
Een Mercedes Li-Ion heeft een opslagcapaciteit van 6Kwh en een ontlaadsnelheid van 3.7Kw

Tesla powerwall 's opslagcapaciteit is 13.5kwh en heeft een continu verbruik van 5kwh en piek van 7kwh

tprobleem met die dingen is -dat ik niets wete over de operating voltages. (tesla vereist zelfs login voor de F.A.Q.)
-dat ik ze niet kan vergelijken met mijn vertrouwde 12v 200Ah loodzuur.
Bovendien.

Die V12 dronk 60liter/uur. Het schip heeft daarvoor een 3000 liter dieseltank die ten volle benut kan worden als accu storage,
Al was het maar om de balast van 3Ton te evenaren.
Nogmaals, Hybride systemen worden bekeken,

-Kheb gewoon geen flauw idee wat 600kw verbruik aan accu-capaciteit vereist.
en
-hoe dát amperage/wattage
-aan 220V

-in 3fasen

-uit batterijen te krijgen

-(last but not least) zonder ze te koken/op te blazen

En hoelang me die dan varende houden (nog zonder laadsystemen gerekend)

CoenCo

Dat heb ik je net voorgerekend.

Een 600kw motor voor een uurtje kost je zonder verliezen 600kwh aan batterijen.

Of dat nu 1 batterij van 600V*1000Ah is. Of 250 autoaccus van elk 12v 200Ah.

Wanneer je naar li-ion batterijen kijkt zit de top zo rond de 700Wh per liter. Dan heb je 960 liter (1 kubieke) meter aan topkwaliteit (dure) lithium cellen nodig. Excl verliezen, excl rekening houden met maximale ontlading, excl ruimte voor koeling. Dus reken op ruim 3m3.

Daarnaast heb je een lader/omvormer/regelaar nodig. Die kan je gewoon kopen / laten bouwen.

Olof Bosma

De enige oplossing hier is het gebruik van Li-ion accu's. Accu's bestemd voor elektrische auto's zijn niet groot genoeg, maar misschien zijn een aantal exemplaren die in bussen gebruikt worden wel toereikend. De spanning die dergelijke accu's afgeven ligt rond een paar honderd volt.
Om die motor te voeden zul je gebruik moeten maken van een frequentieregelaar. Die zijn in allerlei vermogensklassen te verkrijgen. Een leverancier is bijv. Emerson. Zo op internet te vinden. Normaal worden die dingen vanuit het 3-fasennet gevoed, maar zij hebben ook een gelijkspanningsingang. Die ingang vraagt ca. 550 volt. Die spanning moet dus van de accu's komen.
Het lijkt erop dat voor een uur varen die accu's wel in de ruimte van de huidige brandstof tank passen. Alleen kon je op die tank 50 keer zo lang varen. Dat geeft een idee van de mogelijkheden.

Benm

De energiedichtheid van accus, zowel per m3 als per kg, is aanzienlijk lager dan die van diesel. Het is dus absoluut niet het geval dat je in de vrijgekomen ruimte van de dieseltank accu's kunt plaatsen met een vergelijkbare energieinhoud, wellicht op zn best een tiende.

Uiteraard is er nog de technische kwestie van hoe je komt van gelijkspanning in de accu's tot 3-fase voor de motor, maar dat is geen onoverkomelijk probleem: het idee erachter is om eerst te gaan naar de topspanning van de sinus voor je motor en dan middels pwm de fasen te creeren. Controllers daarvoor zijn commercieel verkrijgbaar, bijvoorbeeld voor het instelbaar maken van het toerental van een draaibank en dergelijke. Niet dat je deze in 600 kW varianten uit het schap kunt trekken, maar in principe is het te bouwen (of een tweedehandsje uit een nuclear aangedreven oorlogsschip?!).

Probleem is vooral het grote vermogen hier, 600 kW is bepaald niet niets.

Er zijn zeker tamelijk compacte boten (zeg een ferry voor 50 passagiers) met een dergelijk vermogen, met een megawatt of meer aan motoren. Zoiets haalt 50, misschien 60 km/h in kalm water, maar is ook niet zo idioot zwaar. Als je er een uur mee zou willen waren dan zouden de accu's al meer wegen dan de rest van het schip.

gast022

oke.
wat niemand hier aanhaalt, is de ontlaadsnelheid.
ik stel me voor dat,
zoals by de li-po'tjes uit de modelbouwwereld, je verschillende ontlaadsnelheden hebt (uitgedrukt in C)
Kheb nu een idee van wat vereist is aan vermogen om één uur te varen (250 loodzuur of equivalent)

Nu, die 250 200Ah accu's, kunnen die dat wel snel genoeg afgeven? neen.

Of Lithium varianten for that matter.
Want, uit mijn ervaring met R/C heli's is dat de batterij maar beter je vereiste ontlaadsnelheid aankan...
Onze quick-fix destijds was 2x20C lipo ipv de duurdere 40C lipo die we niet hadden...

Maar ik heb intussen een leuk idee.

Ruw genomen kan ik een dag op lithium varen, mits ik alle beschikbare ruimte benut, het onder 10 knopen hou, en de computer de ecostand laat uitzoeken. We vonden intussen elektrische vrachtwagen en boot bedrijven, welke ons een stuk verder kunnen helpen qua battery management en omvorming aan zulke vermogens.
Het laden... das nog een ander paar mouwen.

Benm

De maximale snelheid voor laden en ontladen is natuurlijk ook nogal afhankelijk van hoe je het precies bouwt. Bij 1 losse cel kun je prima specificeren, maar bij een enorme accubank ligt dat toch een beetje anders - je hebt relatief minder oppervlak om de boel te koelen, zult dat mogelijk actief moeten gaan doen etc.

Vergelijk het met de lipo packs: 2x 20C aan elkaar plakken om 40C te behalen lukt nog wel. Maar stel dat je er 100 aan elkaar plakt om 2000C te behalen, dan vermoed ik dat je vrij snel een brandje te blussen hebt... dat ergens midden in dat accupack ontstaan is.

gast022

Na met wat specialisten te praten, blijkt dat, ondanks haalbaar,

Het schip een beperkte vaartijd heeft.
Deze specialisten verwezen ons door naar een bedrijf dat waterstofmotoren bouwt, omvormt, en alle randapparatuur verzorgt.
Blijkt dat we de diesel kunnen ombouwen naar een pure waterstof motor, én meer dan 60liter waterstof per uur kunnen genereren en opslaan. Uit zeewater.
Dit uit een elektrisch systeem, voorzien in energie door wind en zonne energie.

Dit is zo een ..."haja.. dat ik daar niet eerder aan dacht" -momentje.

Benm

Klinkt als een interessante oplossing, als het daadwerkelijk door gaat ben ik benieuwd naar het resultaat en vooral hoe dat precies werkt met die waterstofgeneratie en opslag.

klazon

Pekkie85 schreef: Blijkt dat we de diesel kunnen ombouwen naar een pure waterstof motor, én meer dan 60liter waterstof per uur kunnen genereren en opslaan. Uit zeewater.
Dit uit een elektrisch systeem, voorzien in energie door wind en zonne energie.

Dat lijkt me een omweg. Het traject van waterstof uit zeewater halen door elektrolyse en vervolgens verbranden in een motor heeft een laag rendement.
Dan kan je beter alles elektrisch houden en de energie uit wind en zon gebruiken om de accu bij te laden.

Michel Uphoff

Gemiddeld schijnt er in deze omgeving op een vierkante meter per dag 2,7 kWh zonne-energie in. Bij een rendement van de zonnepanelen van 20% dus zo'n 0,5 kWh per dag per m². Dit is een heel rooskleurig getal, uitgaande van blijvend optimale omstandigheden. In de praktijk ligt twee á driehonderd Wattuur per dag per vierkante meter meer in de rede.

Ook als het schip langzaam vaart en zeg eens zo'n 100 kW vermogen vraagt, dan komt dat neer op 2400 kWh per dag. Dan heb je ruim een hectare zonnepanelen nodig op dat schip. Waar laat je die? Met een prijs van zeg eens 160 euro per vierkante meter een krappe 2 miljoen euro investering.

Windenergie op een schip? Dat is natuurlijk niet onmogelijk, maar voor het benodigde vermogen gelden soortgelijke rekensommetjes. Een windmolen van 10.000 euro (5 meter rotordiameter) levert zo'n 7 kWh per dag op. Dat wordt het equivalent van driehonderd kleine windmolens op een schip plaatsen (waar laat je die?), tegen een investering van pakweg 3 miljoen euro.

In bovenstaande is dan nog geen rekening gehouden met het lage rendement dat Klazon meldt.

Ik vrees dat die specialisten niet zo specialistisch zijn als jij hoopt.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

schip ombouwen>electrisch

schip ombouwen>electrisch

Re: schip ombouwen>electrisch

Re: schip ombouwen>electrisch

Re: schip ombouwen>electrisch

Re: schip ombouwen>electrisch

Re: schip ombouwen>electrisch

Re: schip ombouwen>electrisch

Re: schip ombouwen>electrisch

Re: schip ombouwen>electrisch

Re: schip ombouwen>electrisch

Re: schip ombouwen>electrisch

Re: schip ombouwen>electrisch

Re: schip ombouwen>electrisch

Re: schip ombouwen>electrisch

Re: schip ombouwen>electrisch