"Eine stille Revolution unter der Erde"
Außenborder mit Verbrennungsmotor sind laut, erfordern eine teure Wartung, kosten ein kleines Vermögen im Betrieb und stoßen mehr CO2 pro Kilometer aus als die meisten Straßenfahrzeuge.
Der revolutionäre Candela C-POD, ein elektrischer Pod-Antrieb, der von der Stockholmer Technologiefirma Candela, Europas führendem Hersteller von Elektrobooten, entwickelt wurde, wird all dies ändern.
- Was wäre der beste Bootsantrieb, den man sich vorstellen kann? Hier sind einige Ideen: elektrisch, völlig geräuschlos, ohne Ölwechsel und mit einer fast unbegrenzten Lebensdauer. Dazu kommt, dass es fast keine Verluste gibt - die meiste Energie wird in Schubkraft umgewandelt, sagt Gustav Hasselskog, Gründer und CEO von Candela
Bei herkömmlichen Bootsmotoren, ob elektrisch oder mit fossilen Brennstoffen betrieben, sitzt der Motor in der Regel in einem Kasten über der Wasserlinie und überträgt die Schubkraft über ein komplexes System von Wellen, Lagern und Getrieben auf den Propeller. Der Candela C-POD kommt ganz ohne Getriebe aus. Stattdessen werden zwei ultrakompakte und dennoch leistungsstarke Elektromotoren unter Wasser in einem torpedoähnlichen Sockel montiert und treiben die Propeller direkt an. Jeder Motor ist direkt mit einem Propeller verbunden, wodurch Reibungsverluste minimiert werden, während gegenläufige Propeller die Effizienz der Propeller weiter erhöhen.
- Die technische Herausforderung bestand darin, die Elektromotoren kompakt genug zu gestalten. Da sie untergetaucht sind, müssen sie einen sehr kleinen Durchmesser haben, um einen minimalen Luftwiderstand zu verursachen, erklärt Hasselskog.
Um dies zu erreichen, mussten die Ingenieure von Candela die Konstruktion von Elektromotoren von Grund auf neu überdenken. Die Lautstärke eines Elektromotors wird nicht durch die Leistung bestimmt. Stattdessen ist sie weitgehend proportional zum Drehmoment. Und Leistung ist Drehmoment mal Drehzahl. Bei den Candela C-POD-Motoren entschied sich Candela, die Drehzahl zu erhöhen und das Drehmoment zu senken, um die Leistungsdichte des Candela C-POD zu erhöhen. Der beste Weg war, den benötigten Schub auf zwei Propeller aufzuteilen. Der Grund dafür ist, dass die maximale Drehzahl durch die Geschwindigkeit der Propellerspitze, die sich durch das Wasser bewegt, begrenzt wird. Bei einer Propellergeschwindigkeit von etwa 45 m/s erreicht der Druck in der Strömung um den Propeller ein Vakuum und beginnt zu kochen. Dies führt zu Lärm, Schäden und Ineffizienz. Die Geschwindigkeit an der Propellerspitze ist ein Produkt aus Drehzahl und Propellerdurchmesser. Die Aufteilung der Last auf zwei Propeller ermöglicht daher Propeller mit kleinerem Durchmesser und damit höheren Drehzahlen - und damit auch kleinere Motoren.
Durch die Unterbringung der Motoren unter Wasser hat Candela auch das Problem aller Elektromotoren elegant gelöst: Hitze. Die Candela C-POD-Ingenieure haben den schlanken Pod-Antrieb so konstruiert, dass er direkt und effizient durch den Seewasserstrom gekühlt wird, was höhere Betriebstemperaturen ermöglicht und mehr Leistung aus den Motoren herausholt.
- Das erste Hindernis auf dem Weg zu einem sehr kleinen Hochleistungsmotor ist die Wärme. Sie können einen beliebigen Motor nehmen und ihm dreimal mehr Strom geben, als für ihn vorgesehen ist. Er wird funktionieren. Aber nur ein paar Sekunden lang. Dann schmilzt er. Mit dem Candela C-POD haben wir eine fast unbegrenzte Kühlleistung - wir müssen nur die Wärme von den Spulen an den umgebenden Wasserstrom abgeben, sagt Hasselskog.