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Boote mit Elektro- oder Verbrennungsmotor (alles, was Sie wissen müssen)

Buster und C 8

Elektroboote sind seit einigen Jahren auf dem Vormarsch, aber viele haben noch Fragen zu den Vor- und Nachteilen, die sie mit sich bringen. Selbst die sachkundigsten Bootsfanatiker und erfahrenen Kapitäne fragen sich vielleicht immer noch, ob die Opfer, die heute bei Elektrobooten gebracht werden, sie nur zu einer weiteren Modeerscheinung machen. 

Dieser Beitrag soll einige dieser Fragen beleuchten und die Fortschritte aufzeigen, die im Laufe der Jahre gemacht wurden und zu Booten wie der Candela C-8 geführt haben.


1. Geschwindigkeit

Der leistungsstärkste Außenbord-Elektromotor, der ab 2022 verfügbar ist, ist der Vision Marine E-Motion 180E 134kw-Elektromotor, während Innenbordmotoren von kleinen bis hin zu großen kommerziellen Größen reichen können. Der E-Motion-Motor mit 134 kW entspricht einem 180-PS-Verbrennungsaußenborder wie diesem von Yamaha. Die Geschwindigkeit eines Bootes hängt jedoch von vielen Faktoren ab, von der Rumpfform bis hin zum Gewicht der Passagiere an Bord. Derzeit gibt es bei Motorbooten im Allgemeinen mehr leistungsstarke Verbrennungsmotoren, aber dieser Trend ändert sich gerade. 

Erstens werden die elektrischen Außenborder von Jahr zu Jahr effizienter und leistungsstärker, und Optionen wie der Evoy Hurricane 300+kw werden in den nächsten Jahren verfügbar sein. Darüber hinaus haben neue und innovative Bootskonstruktionen dazu geführt, dass weniger Leistung erforderlich ist, um die gleichen Geschwindigkeiten zu erreichen. Nehmen Sie zum Beispiel die Candela C-8. Die C-8 benötigt nur 55 kW, um eine Geschwindigkeit von bis zu 30 Knoten zu erreichen. Dies entspricht der Leistung von Verbrennungsbooten wie der Vanguard VanDutch 40, die für die gleiche Geschwindigkeit rund 600 kW benötigen. Die C-8 erreicht dieses Effizienzniveau durch eine Kombination aus leichten Materialien, aerodynamischem Design und Tragflügeltechnologie, die eine geringere Wasserreibung und ein insgesamt energieeffizienteres Design ermöglicht.


2. Emissionen

Ein großer Vorteil von Elektrobooten ist die Tatsache, dass sie keine direkten Emissionen verursachen. Das bedeutet, dass beim Betrieb eines Elektroboots keine umweltschädlichen Gase freigesetzt werden, was für den Benutzer ein angenehmeres Erlebnis bedeutet und gleichzeitig die Umwelt schont. Ein herkömmlicher Verbrennungs-Außenbordmotor kann bei leichtem bis mäßigem Gebrauch fast 10.000 Pfund Kohlenstoffemissionen pro Jahr erzeugen. Obwohl die Herstellung der Lithium-Ionen-Batterien, die für den Antrieb eines Elektroboots benötigt werden, mehr Ressourcen erfordert, können die Emissionseinsparungen im Vergleich zu einem herkömmlichen Verbrennungsmotor innerhalb von 6 Monaten nach der Nutzung sichtbar werden. 

Dies kann für eine bewusste Bootsnutzung wichtig sein, aber auch für Einschränkungen. Auf einigen Seen und in einigen Meeresgebieten gibt es jetzt Emissionsbeschränkungen, um die unmittelbare Umwelt zu schützen, so dass viele benzinbetriebene Boote nicht mehr eingesetzt werden können. Elektroboote bieten somit die Möglichkeit, sonst unzugängliche Gebiete auf dem Wasser zu nutzen.


3. Lärmbelästigung

Ein großer Vorteil von Elektromotoren ist die geringere Geräuschentwicklung. Bei einem Boot mit Verbrennungsmotor erzeugt der Motor immer mehr Geräusche, je mehr Leistung vom Motor verlangt wird. Das ist nicht nur unpraktisch, wenn man sich auf dem Wasser unterhalten will, sondern kann auch in Gebieten, in denen die Lärmbelästigung auf ein Minimum reduziert werden soll, ein Problem darstellen. Auf den Schweizer Alpenseen dürfen Boote, die lauter als 72 db sind, oft nur eingeschränkt fahren, was schwierig ist, wenn ein Boot mit Verbrennungsmotor bei Reisegeschwindigkeit bis zu 80 db erreichen kann. Dies ist auf verschiedene negative Auswirkungen des Lärms auf die unmittelbare natürliche Umgebung zurückzuführen, die zu Problemen für die natürlichen Ökosysteme und damit auch für die umliegenden Gebiete führen.

Der Vorteil von Elektromotoren besteht darin, dass sie weniger bewegliche Teile benötigen und, was noch wichtiger ist, keine Verbrennung stattfindet. Elektroboote können von traditionellen Außenbordmotoren mit einer Standardkurbelwelle, die zum Propeller führt, bis hin zu Innenbordmotoren mit Direktantriebssystemen reichen, die im Allgemeinen effizienter und leiser sind. Das Ergebnis sind Boote, auf denen man sich bequem unterhalten kann, mit dem zusätzlichen Vorteil, dass die Elektromotoren weniger Vibrationen verursachen. 

In einigen Fällen, wie im Fall der C-8, ermöglicht die Tragflächenboot-Technologie eine weitere Verringerung der Lärmbelästigung, da das Boot nicht wie ein Gleitboot durch die Wellen pflügt und somit ein noch komfortableres Erlebnis bei unterschiedlichen Seebedingungen bietet. 


4. Wasserverschmutzung

Boote mit Verbrennungsmotor verursachen aufgrund der Chemikalien, die sie ins Wasser abgeben, eher Schäden an der natürlichen Umwelt. In den meisten Fällen ist dies auf schlechte Wartung zurückzuführen, aber auch gut gepflegte Motoren erzeugen mit der Zeit erhebliche Spuren von Verschmutzung. Unverbrannter Kraftstoff von Motoren wird manchmal von Booten ins Wasser abgelassen, um eine Überschwemmung des Motors zu verhindern. Obwohl die Technologie es ermöglicht hat, dass Verbrennungsmotoren den Kraftstoff effizienter nutzen, kommt es immer noch zum Ablassen von Kraftstoff. Darüber hinaus enthalten die in den Motoren verwendeten Überwinterungsprodukte, wie z. B. Frostschutzmittel, scharfe Chemikalien, die die unmittelbare Umwelt stark belasten. 

Elektroboote müssen genauso wie Boote mit Verbrennungsmotor gewartet und regelmäßig gereinigt werden. Die Umweltverschmutzung wird jedoch drastisch reduziert, da insgesamt weniger synthetische Materialien benötigt werden, die ins Wasser gelangen könnten. Da Elektromotoren keinen Treibstoff oder Öl für den Antrieb benötigen, ist es unwahrscheinlicher, dass schlechte Wartung größere Schäden an Umweltsystemen verursacht. 


5. Fahrordnung

In der Vergangenheit galten elektrisch betriebene Boote als langsam fahrende Boote, die sich perfekt für Seeufer eigneten, an denen die Heckwelle begrenzt war. Mit fortschrittlicherer Technologie und besserer Leistung gelten für Elektroboote jedoch weitgehend dieselben Beschränkungen hinsichtlich des Kielwassers wie für ihre konventionellen Pendants. In Meeresschutzgebieten gelten für Elektroboote jedoch im Allgemeinen weniger Beschränkungen als für Boote mit Verbrennungsmotor, da sie weniger Emissionen ausstoßen und insgesamt leiser arbeiten. Im Zuge des technologischen Fortschritts werden die Beschränkungen und Vorschriften, die derzeit für die große Mehrheit der Boote gelten, von den Verbänden neu bewertet. 


6. Kosten für Anschaffung, Wartung und Betrieb

Derzeit sind die Anschaffungskosten für ein Elektroboot höher als für ein entsprechendes konventionelles Motorboot. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die für den Antrieb von Elektrobooten verwendete Technologie noch neu ist und daher nicht so kostengünstig hergestellt werden kann wie ein herkömmliches Boot. Derzeit sind auf dem Markt immer mehr elektrische Außenborder mit eingebauten Batterien erhältlich, die jedoch oft nicht die von vielen Kunden gewünschte Reichweite haben.
Nach den anfänglichen Anschaffungskosten beginnt das Elektroboot jedoch zu glänzen. Der Betrieb eines Elektrobootes ist in den meisten Fällen billiger als der eines Bootes mit Verbrennungsmotor. Obwohl Kraftstoff eine höhere Energiedichte hat als Lithium-Ionen-Batterien, die in Elektrobooten Standard sind, geht ein Großteil der erzeugten Energie durch Schall, Vibration und Wärme verloren. Elektromotoren hingegen sind sehr viel effizienter und können daher auch mit kleineren Batterien eine erstaunlich lange Strecke zurücklegen. Außerdem sind die Treibstoffkosten viel höher als die Stromkosten, so dass das Aufladen eines Elektrobootes deutlich weniger kostet als das Betanken eines entsprechenden Bootes mit Verbrennungsmotor.

Elektroboote haben auch einen Vorteil bei der Wartung. Jedes Boot muss regelmäßig gewartet werden, um den Aufbau und den Propeller vor Muscheln, Korrosion, Rost und anderem zu schützen. Bei Booten mit Verbrennungsmotor gibt es aufgrund der verschiedenen Chemikalien und beweglichen Teile, die für den Betrieb benötigt werden, viele Wartungspunkte. Da die meisten Bootseigner ihr Boot nicht regelmäßig benutzen, bedeutet dies oft, dass sie ihr Boot vor dem Verlassen des Hafens auf schlechten Kraftstoff, verstopfte Systeme, einen guten Ölstand, Rost und Korrosion usw. überprüfen müssen. Eine regelmäßige monatliche Wartung des Bootes kann vor Alterung und Problemen schützen, führt aber im Laufe der Zeit zu hohen Kosten. Allein beim Motor ist mit verschlissenen Zündkerzen, verstopften Luftfiltern, verschlissenen Antriebsriemen und dem Austausch von Schmiermitteln zu rechnen, um die Funktionsfähigkeit zu erhalten. 

Ein Elektroboot hat im Vergleich dazu viel weniger Wartungspunkte, da es viel weniger bewegliche Teile hat. Dies ist auf das Fehlen eines Getriebes und eines Kraftstoffsystems zurückzuführen. Dennoch ist es wichtig, Dichtungen und freiliegende Kabelgehäuse regelmäßig zu überprüfen, da Seeluft und Sonneneinstrahlung manchmal dazu führen können, dass die Kabelgehäuse brechen und Drähte freiliegen, die rosten können. Wie bei allen Wasserfahrzeugen ist auch hier regelmäßiges Waschen und Reinigen der Schlüssel zur Pflege. 

Cost Comparison Combustion vs Electric Boats Electric Engine Boats Combustion Engine Boats Higher acquisition costs due to advanced technology Lower operation costs due to lower price of electricity Lower maintenance costs Fewer moving parts and lack of fuel system Seals and exposed wire housing Regular washing and cleaning Body and propeller check for corrosion and rust Various chemicals and moving parts Fuel quality and fuel level Clogged systems, rust, and corrosion Body and propeller check for corrosion and rust Worn spark plugs and drive belts Lubricant replacement Lower acquisition costs Higher operation costs due to higher price of fuel Higher maintenance costs A combustion engine generally lasts about 5000 hours given the amount of needed maintenance explained above.

7. Auflade- und Betankungszeit

Normale Hafenpumpen können etwa 132 Liter pro Minute auftanken. Bei einem Standard-Daycraft, wie z. B. einer Finnmaster t-8, würde dies eine Betankungszeit von 2 Minuten bedeuten. Dies erfordert jedoch eine gewisse Sorgfalt und Vorsicht, da auslaufender Kraftstoff sowohl für das Boot als auch für die Personen an Bord gefährlich sein kann. Daher sind oft ein paar Minuten Vorbereitung erforderlich, um mögliche Probleme beim Tanken zu vermeiden. 

Ein Elektroboot wie das Candela C-8 benötigt dagegen etwa 2 Stunden zum vollständigen Aufladen. Bei Elektrobooten hat sich die Ladezeit in den letzten Jahren deutlich verkürzt, da schnellere Ladegeräte und effizientere Batterien auf den Markt gekommen sind. Ein Elektroboot braucht zwar viel länger als ein Boot mit Verbrennungsmotor, hat aber den Vorteil, dass es in den meisten Yachthäfen oder Docks leichten Zugang zu Strom hat. Da die meisten angedockten Boote Strom für verschiedene Systeme an Bord benötigen, während die Motoren ausgeschaltet sind, haben Elektroboote den Vorteil, dass sie an der Anlegestelle aufgeladen werden können, ohne dass sie eine Tankstelle aufsuchen müssen. Das bedeutet, dass man das Boot nach einem Tag des Fahrens und Erkundens einfach zum Aufladen an der Anlegestelle liegen lassen kann und das nächste Mal, wenn man das Boot benutzen möchte, ganz entspannt sein kann, da es immer voll aufgeladen ist. 

Charging and refuelling time Combustion vs Electric Boats A Combustion Engine Boat It takes approximately 10-15 minutes to get to the fuel station. It takes approximately 5-10 minutes to prepare for fuelling. It takes approximately 2 minutes to refuel. A Candela C-8 There are usually outlets docks. Leaving you fully charged, always. No preparation is necessary. One just needs to plug in the boat. It takes approximately 2 hours to recharge.

8. Bereich

Die Reichweite hängt von vielen Faktoren ab, wie z. B. Gewicht, Motorgröße, Kraftstoffverbrauch, Seegang usw. Beim Vergleich der Reichweite von Booten ähnlicher Klasse kann die Geschwindigkeit ein wichtiger Faktor sein. Das liegt daran, dass Boote bei langsamen Geschwindigkeiten eine viel größere Reichweite haben können, während die Reichweite bei höheren Geschwindigkeiten deutlich abnimmt.

Bei Reisegeschwindigkeit (20-30 Knoten) hat ein 27 Fuß langes Tagesboot wahrscheinlich eine Reichweite von etwa 125 Seemeilen. Im Vergleich dazu haben Elektroboote aufgrund der schweren Batterien, die für den Antrieb des Bootes benötigt werden, in der Regel eine viel geringere Reichweite, die bei etwa 30 Seemeilen liegt. Es gibt jedoch auch Ausnahmen wie das Candela C-8, das die Vorteile der Tragflügeltechnologie und der modernen Konstruktion nutzt, um Reisegeschwindigkeiten und eine Reichweite von über 50 Seemeilen zu erreichen. Ein Boot mit Verbrennungsmotor hat zwar mehr als die doppelte Reichweite, aber 50 Seemeilen sind immer noch mehr als genug für einen Tag auf dem Wasser oder sogar eine Nachtfahrt.


9. Gewicht

Es überrascht nicht, dass Elektroboote viel schwerer sind als Boote gleicher Größe mit Verbrennungsmotor. Obwohl durch die Verringerung der beweglichen Teile viel Gewicht eingespart wird, bedeutet die erforderliche Batterie, dass Elektroboote in der Regel schwerer sind als ihre Gegenstücke mit Verbrennungsmotor. Dies ist von Bedeutung, wenn man an die Schleppanforderungen denkt und daran, wie das Boot im Wasser betrieben wird. Bei Booten mit Verbrennungsmotor kann sich das Verhalten des Bootes ändern, wenn der Kraftstoffvorrat abnimmt. Ein leichteres Boot lässt sich zwar leichter manövrieren, ist aber bei rauer See und hohen Geschwindigkeiten schwieriger zu steuern. Elektroboote haben dagegen ein gleichmäßigeres Gewicht, was jedoch beim derzeitigen Stand der Technik zu langsameren Geschwindigkeiten und einer geringeren Reichweite führen kann. 

Candela hat eine einzigartige Lösung für dieses Problem gefunden. Durch die Kombination von Hydrofoiling-Technologie und Elektrifizierung überwindet die Bootsserie von Candeladie Schwierigkeiten, mit denen herkömmliche Elektroboote zu kämpfen haben, und macht sie zu den bisher effizientesten Elektrobooten. 


10. Betrieb

Ein großer Vorteil von Elektrobooten ist die einfache Bedienung im Vergleich zu Booten mit Verbrennungsmotor. Herkömmliche Verbrennungsmotoren müssen aufgewärmt, geschmiert und manchmal sogar mit einem Choke versehen werden, um zu starten. Je nach Alter und Zustand des Motors kann dies ein langwieriger Prozess sein. Elektromotoren brauchen nur einen Schalter oder einen Knopf, um zu starten. Außerdem sind Elektroboote sowohl für erfahrene Kapitäne als auch für absolute Anfänger benutzerfreundlicher. Da es kein Getriebe gibt, können Elektroboote mit einem einfachen Vorwärts-Rückwärts-Schalter betrieben werden, im Gegensatz zu einem traditionellen Getriebe, das mehr Geduld, Übung und vor allem Wartung erfordert. Bei vielen Elektrobooten, einschließlich des Candela C-8, kann man sogar die Reichweite, den Stromverbrauch und vieles mehr berechnen, was bei Booten mit Verbrennungsmotor nicht so leicht zugänglich ist. 


11. Effizienz und Energieverbrauch

Seit vielen Jahren werden Bootsmotoren immer effizienter, was zu einer größeren Reichweite, weniger Vibrationen und mehr Leistung führt. Die heutigen modernen Motoren haben einen Wirkungsgrad von bis zu 35 %, wobei 14 % der Energie auf den Propeller selbst entfallen. Die nachstehende Infografik zeigt, wo ein Großteil der Energie verloren geht, darunter Reibung, Wärme und Schall. Da Benzin eine hohe Energiedichte hat, wird dieser Wirkungsgrad von den Bootsbenutzern oft nicht bemerkt, obwohl steigende Kraftstoffpreise und neue Alternativen dies heute offensichtlicher machen als in der Vergangenheit. 

Elektroboote bieten ein starkes Angebot in diesem Sektor. Da Elektroboote häufig über einen Direktantrieb verfügen, bei dem die Energie aus der Batterie fast direkt in Vortrieb umgewandelt wird, wird die Energieeffizienz um bis zu 90 % und mehr gesteigert, was zu geringeren Energieverlusten beim Vortrieb und geringeren Kosten pro Seemeile führt.

 Candela Die C-8 geht hier noch einen Schritt weiter. Durch die Straffung und Konzentration auf jede einzelne Komponente des Bootes konnte bei der C-8 die Reibung um 80 % reduziert, der Wirkungsgrad des Antriebs um 79 % gesteigert und eine Gesamtenergieeffizienz von 72,3 % erreicht werden. Das Ergebnis: Die C-8 ist das leiseste, sanfteste und effizienteste Motorboot aller Zeiten. 

Wirkungsgrad eines Benzinbootes v1
Energy Efficiency of a Candela C-8 27.7% 72.3% 92% Motor efficiency 99.5% Transmission efficiency 79% Propeller efficiency Heat Air resistance Vibrations Sound Total energy loss Total efficiency

12. Stabilität

Die Stabilität hängt von allen Faktoren ab, von der Form des Schiffsrumpfes bis hin zum Gewicht von Ausrüstung, Treibstoff, Vorräten und Ladung. Diese Kräfte können auch durch die vorherrschenden Wetterbedingungen und den Seegang beeinträchtigt werden. Ein wichtiger Faktor ist die Gewichtsverteilung, bei der das Gewicht an einer bestimmten Stelle des Rumpfes dazu führen kann, dass sich das Boot zu dieser Seite neigt. Viele Segelboote und einige Motorboote haben einen Kiel, der sich von der Mitte des Rumpfes nach unten erstreckt, um die Stabilität unter verschiedenen Bedingungen zu gewährleisten. Bei Booten mit Verbrennungsmotor sinkt mit abnehmendem Treibstoffstand auch die Stabilität, da der Treibstoff im Tank mehr Platz hat und das Gewicht in der Mitte des Rumpfes (wo die Treibstofftanks üblicherweise platziert sind) schwächer ist, um einen starken Schwerpunkt aufrechtzuerhalten. Dies führt dazu, dass die Boote bei bestimmten Wetterbedingungen unberechenbar sind, was selbst für die erfahrensten Kapitäne gefährlich sein kann. 

Ein Vorteil von Elektrobooten ist die Batterie, die sich im Allgemeinen im Schwerpunkt des Bootes befindet. Die Batterie verliert zwar an Gewicht, wenn sie sich entlädt, aber im Vergleich zu einem gewöhnlichen Kraftstofftank ist der Gewichtsverlust verschwindend gering. Daher sind Elektroboote in der Regel zuverlässiger in ihrer Leistung als herkömmliche Boote. Darüber hinaus ist es keine Überraschung, dass Elektrobatterien im Vergleich zu ihren Pendants mit Kraftstoff schwer sind, aber das zusätzliche Gewicht hat auch Vorteile. In diesem Fall kann der starke Schwerpunkt der Batterie es einigen Motorbooten ermöglichen, auf einen Kiel zu verzichten, so dass Elektroboote manchmal in flacheren Gewässern als herkömmliche Boote fahren können.


Schlussfolgerung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Elektroboote derzeit auf dem Weg sind, in allen Bereichen, die für Bootseigner und die maritime Transportindustrie von Interesse sind, führend zu werden. Boote mit Verbrennungsmotor sind zwar immer noch billiger, leichter zu beschaffen und haben insgesamt eine größere Reichweite, aber der Paradigmenwechsel vollzieht sich schnell. Elektroboote gehen über den Motor hinaus, wie das Beispiel der C-8 zeigt. Sie stellen eine Zukunftsvision dar, die das Boot, wie wir es kennen, verbessert und perfektioniert.