"Een stille revolutie eronder"
Buitenboordmotoren met verbrandingsmotor zijn lawaaierig, vereisen duur onderhoud, kosten een klein fortuin om te gebruiken en stoten meer CO2 per kilometer uit dan de meeste wegvoertuigen.
De revolutionaire Candela C-POD, een elektrische pod-aandrijving ontwikkeld door het in Stockholm gevestigde technologiebedrijf Candela, Europa's toonaangevende fabrikant van elektrische boten, zal dit allemaal veranderen.
- Wat zou de beste bootaandrijving zijn die je je kunt voorstellen? Hier zijn enkele ideeën: elektrisch, volledig stil, zonder olieverversing en met een bijna onbeperkte levensduur. Voeg daar bijna geen verliezen aan toe - het grootste deel van de energie wordt omgezet in stuwkracht, zegt Gustav Hasselskog, oprichter en CEO van Candela.
Bij traditionele bootmotoren, elektrisch of op fossiele brandstof, zit de motor meestal in een kast boven de waterlijn, waarbij de stuwkracht via een complex systeem van assen, lagers en tandwielen wordt overgebracht op de propeller. De Candela C-POD maakt volledig komaf met tandwielen. In plaats daarvan worden er twee ultracompacte maar krachtige elektromotoren onder water in een torpedoachtige houder gemonteerd die de propellers rechtstreeks aandrijven. Elke motor is direct verbonden met een propeller, waardoor wrijvingsverliezen worden geminimaliseerd, terwijl contra-roterende propellers de efficiëntie van de propeller verder verbeteren.
- De technische uitdaging was om de elektromotoren compact genoeg te maken. Omdat ze onder water zijn, moeten ze een zeer kleine diameter hebben om minimale weerstand te veroorzaken, legt Hasselskog uit.
Om dit te bereiken, moesten de ingenieurs van Candela het ontwerp van de elektromotor van onderaf heroverwegen. Het volume van een elektromotor wordt niet bepaald door het vermogen. In plaats daarvan is het grotendeels evenredig met het koppel. En vermogen is koppel maal toerental. Voor de Candela C-POD motoren koos Candela ervoor om het toerental te verhogen en het koppel te verlagen om de vermogensdichtheid van de Candela C-POD te verhogen. De beste manier was om de benodigde stuwkracht over twee propellers te verdelen. De reden hiervoor is dat het maximale toerental wordt beperkt door de snelheid waarmee de propellertip door het water beweegt. Bij ongeveer 45 m/s propellersnelheid bereikt de druk in de stroming rond de propeller vacuüm en begint te koken. Dat veroorzaakt lawaai, schade en inefficiëntie. De snelheid van de punt van de schroef is een product van het toerental en de schroefdiameter. Door de belasting over twee propellers te verdelen, zijn propellers met een kleinere diameter en dus een hoger toerental mogelijk - en dus ook kleinere motoren.
Door de motoren onder water te plaatsen, loste Candela ook op elegante wijze het probleem op waarmee alle elektrische motoren te kampen hebben: warmte. De ingenieurs van Candela C-POD ontwierpen de slanke pod-aandrijving om direct en efficiënt gekoeld te worden door de stroming van zeewater, waardoor hogere bedrijfstemperaturen mogelijk zijn en meer vermogen uit de motoren gehaald kan worden.
- Het eerste obstakel voor een zeer kleine motor met hoog vermogen is warmte. Je kunt elke motor drie keer zoveel stroom geven als hij aankan. Hij zal werken. Maar alleen voor een paar seconden. Daarna smelt hij. Met Candela C-POD hebben we een bijna onbeperkt koelvermogen - we hoeven alleen maar de warmte van de spoelen naar de omringende waterstroom te leiden, zegt Hasselskog.