ELärkan, en plug-in-hybrid-båt

Idé: Att glida fram ljudlöst i en snipa med tjära och terpentin i näsan. Höra vågornas kluck mot det klinkerbyggda skrovet. Känna havets doft och beundra sjöfåglarna utan att störa. Möjlighet att samtala utan att höja rösten.

Sökte efter lämplig båt i några år. Funderade ett tag på att nytillverka en snipa i lärk.
Hösten 2008 hittade jag den ideala snipan på Blocket. En vacker träsnipa byggd i Mariestad kring 1980. Skrov i lärk på ekspant. Inombordmotor: Yanmar 2QM20H med 4000 gångtimmar, troligtvis i drift sedan båten var ny. Hydralisk styrning med ratt samt traditionell pinn på roderstocken. Skrov och motor var i mycket gott skick. Styrpulpet och motorhuv i enklare utförande. Båten har haft 2-3 ägare och huvudsakligen används som fiskebåt. Tidigare ägare har förbättrat och kompletterat både skrov och teknisk utrustning. 

Åren 2009 och 2010 kördes båten i befintligt skick och fungerade utmärkt och en viss tveksamhet uppstod inför planerna att genomföra en om -fattande konvertering till en tystgående och miljöanpassad snipa.

Elmotor eller ångmaskin? Ångmaskinen kräver mer utrymme och tar tid att starta. Alternativa bränslen finns men om skall undvika petrokemiska produkter återstår skrymmande skogsprodukter. Elmotorn är smidig men kräver utrymme för ackumulatorer för tyst gång. I låga farter, 2,5-3,5 knop skulle, enligt preliminära beräkningar, effektuttaget bli relativt begränsat. Kraftförsörjning med enbart eldrift skulle kräva mycket energi och hög effekt om räckvidd och maxfart ska bli acceptabla.  Med en marschfart på 6 knop (toppfart ca 7 knop) med eldrift krävs en elmotor med 6- 8 kW effekt. Drifttid med enbart ackumulatorer blir då mycket begränsad. Vid en sådan lösning behövs ett elkraftverk om 7-9 kW, diesel eller bensindrivet. Vid längre turer måste då kraftverket arbeta kontinuerligt. Ett 7-9 kW kraftverk väger ca 100kg och upptar mer volym en marindiesel på 20 kW.
 
Valet blev en 30 hk diesel (Beta Marin) med backslag generator och startbatteri samt en 3 kW elmotor asynkron 24 volt (C.F.R Modena)  som även fungerar som generator. Hela eldriftpaketet är framtaget av Nordstrom Electric Hybrid / Svenska Batterilagret. Elmotorn driver propelleraxeln med kuggrem. Den mekaniska tranmissionen är alltid inkopplad. En avancerad elmotorstyrning (Curtis) modererar laddning och tillsammans ett varvtalsreglage (Teleflex) regleras elmotorns varvtal vid eldrift. Batteripacket som består av 4 st 6 V blyackumulatorer 215 Ah / 20h (Deka GC15G) placerades framför dieselmotorn.

Ombyggnadsarbetet startade hösten 2010 i Stockholms Båtsnickeri. Motor-bädden anpassades till den nya dieseln. Särskild bädd för elmotor och startbatteri byggdes bakom backslaget. Ett syrafast låda byggdes för driftbatterierna. Ny motorlåda och styrpulpet tillverkades. Dessutom  renoverades skarndäcket.

Våren 2011 sjösattes Elärkan. Eldriftinstallationerna var ej helt kompletta så den första turerna gick med den nya dieselmotorn som fungerade perfekt. Senare kopplades eldriften in och de tysta turerna kunde avnjutas. Nästan som att segla.

Vid eldrift styrs hastighet/ varvtal och rotationsriktning med reglaget på styrpulpetens topp. Eldrift på propelleraxeln kan bara ske när dieselns backslag är i neutralläge (förreglad). Båda motorerna kan inte köras samtidigt utan risk för skador. Båda systemen är i övrigt oberoende av varandra.

Batterierna laddas i första hand med landström 240 V (Cetek XT 14000 max 14 A). Vid dieseldrift laddas batterierna (24 voltssystemet) när propelleraxeln snurrar och elmotorn/generatorn varvtal är högre 800 varv / minut. Laddningseffekten (20 - 60 ah) och startvarvtal är inställbara parametrar. Om eldriftssystemet ej är aktiverat så snurrar elmotorn/generatorn utan laddningsmotstånd.

Fulladdade batterier (215 Ah) kan nyttjas till 75 % vilket innebär ca tre timmars gångtid vid ett effektuttag på 40 A/ 3,5 - 4 knop. Vid lägre effektuttag förlängs drifttiden samtidigt som farten minskar. Räckvidden blir något längre vid lägre effektuttag. Effektbehovet ökar exponentiellt vid farter över 3 knop.
Träarbetena har utförts av Stockholms Båtsnickeri och motorinstallationerna av Lars Boquist

Om du laddar med vindkraft så kommer du ännu närmare en segelbåt... :) Men jag antar att det inte är du som bestämmer vilken el som köps in?

Jag kan inte påverka inköpet av el. En mindre solcell kommer att placeras i båten för laddning av startbatteriet som försörjer två automatiska länspumpar. Laddningsaggregatet  för 24-voltssystemet laddar inte startbatteriet (12 V).
Planerar att ev. sätta upp solceller vid hemmahamnens brygga.

Intressant projekt!

1. Vad har du för toppfart med dieseln resp elmotorn nu?
2. Vet du hur mycket hela kalset väger? 

Elärkans mått är 2,6 x 8,0 m .  Vattenlinjelängden är ca 7 m.
Optimal toppfart ca 7 kn. Det går naturligtvis att pressa farten något men det kräver mycket kraft åka fortare.

Toppfart med elmotor har jag inte provat  kanske  ca 5 kn men då räcker inte batterierna länge. Effektbehovet ökar exponentiellt vid farter över 3 knop.
Vind och vågor påverkar givetvis.

Har inte vägt ekipaget. Tror att vikten ligger mellan 1300-1600 kg.
Gamla motorn vägde 240 kg. Den nya dieseln väger 140 kg, elmotorn 30 kg och batteripacket 120kg. Totalt sett har vikten ökat med 50 kg. Batteritpacket är placerat framför dieseln. Tyngdpunkten för maskineriet har flyttats framåt vilket minskar akterns tendens att "gräva ner sig".

Tack för info!

De rena elbåtar vi kör är 6,7 långa med toppfart 5,3 knop och marschfart 4,3 knop. Håller sig man under 4,3 knop så klarar man sig 10-12 timmar utan problem med 16x 6-voltsbatterier. 

Ska bli spännande att höra hur el-lärkan fungerar i sommar under en längre säsong!

Om era elbåtar har liknanade 6 V batterier, som Elärkan har, så har ni över 800 Ah energi i "tanken". Vore intressant att höra mer om era elbåtar, skrov, elmotor och dito styrning mm.

Hej Åke, såg nu att jag inte svarat på detta. Hur har det gått med Elärkan? Här är en film med info om våra elbåtar från Duffy boats http://www.youtube.com/watch?v=_uWRVBj-yCQ

Elärkan har fungerat bra. Nytt profilerat roder har förbättrat styrförmågan. Dessutom har jag kompletterat med en solcell för laddning av startbatteriet som även förser två länspumpar med el. I övrigt pågår  årligt underhållsarbete på skrov och däck.
Jag vill gärna veta mer om era elmotorer, motorstyrning, effekt, transmission etc.

Vad trevligt att den fungerar bra. Klicka dig runt på denna site så ska du nog hitta det du söker http://www.duffyboats.com/about/factory/electrical/ som inte är med i filmklippet jag länkade till innan.