I takt med at elektrisk fremdrift bliver mere populært, er der en tendens til, at fokus skifter mod højere spændingsniveauer. Mens de fleste fritidsbåde i dag benytter 12 volt elektriske systemer, vinder højere spændingsniveauer indpas, især når det kommer til applikationer med høje belastninger som elektrisk fremdrift.
Forholdet mellem belastningen (ampere), den energi belastningen kræver (watt) og spændingen er afbalanceret, og højere spændingsniveauer betyder færre ampere for at levere en given mængde energi. Dette betyder, at et 12-volts system, der trækker f.eks. 3000 watt (nok til at drive en lille racerbåd i roligt vand), ville kræve 250 ampere (3000 divideret med 12). Men et 48-volts system, der producerer de samme 3 kW, ville kun kræve 62,5 ampere (3000 divideret med 48). Ledningsdimensionerne dikteres af de ampere, ledningen bærer. Kravene til ledningsdimensioner er mindre for 62,5 ampere end for 250 ampere, og spændingsfaldets effekter over lange ledningsstrækninger, der er endnu mere udtalt på længere både, vil være mindre markante. Tykkere ledninger er mere besværlige at føre gennem rør, tungere og dyrere end tyndere ledninger. Jo flere elektroniske apparater eller udstyr en båd har, desto mere ledning kræver de, og alt, der muliggør brugen af tyndere ledninger, er til stor fordel på enhver båd.
STORE FORDELE
Fordelene er imidlertid ikke kun begrænset til ledningsstrækninger. Inden for elektrisk fremdrift af både er der også store fordele ved at skifte til højere spændingsniveauer. Inde i en børsteløs DC-motor (BLDC), som bruges i de fleste VETUS marine fremdriftssystemer, afhænger bevægelsen af samspillet mellem rotorernes magnetfelt og et roterende magnetfelt genereret af tidsstyrede strømme i kobberstatorviklingerne. Når driftsspændingen for motoren øges for en given indgangseffekt, reduceres den effektive værdi af den indgående strøm (RMS), og dermed også tabene i kobberledningerne i statorviklingerne.
Dette åbner op for muligheden for at reducere diameteren af kobberledningerne inde i motoren, hvilket fører til besparelser på vægt, volumen og omkostninger. Kobber er både dyrt og tungt.
Besparelsen i volumen bliver kritisk, når elektrisk fremdrivne både har deres motor under bådens skrog med direkte drev til propelakslen. Motorens diameter bestemmer i praksis størrelsen på propelnavet, og jo mindre vi kan gøre propelnavet, desto mere hydrodynamisk effektiv kan det være.
Som både bliver større, bliver udstyr som bovpropeller også større, så faktorer som spændingsfald og ledningsdimension kommer i skarpere fokus.
HØJERE SPÆNDING?
Et spørgsmål kunne opstå: “Hvis højere spændingsniveauer er så fordelagtige, hvorfor adopterer både ikke de 400 volt eller endda de nyeste 800 volt systemer, som bruges i elektriske biler?” Problemet her er sikkerheden i det maritime miljø. Der er endnu kun lidt lovgivning, der fastsætter “standard” sikre spændingsniveauer for marine systemer, men vand er relativt ledende, så i det maritime miljø er det nemmere at forestille sig en situation med elektrisk stød end med et vej køretøj. Med denne fare for øje ser lovgivere på at fastsætte maritime standarder, hvor EU synes at foretrække en grænse på 50 volt.
Højere spændingsniveauer vil være mulige, men det er sandsynligt, at de vil medføre en betydelig lovgivningsmæssig byrde, måske endda individuel inspektion og certificering, da brug af højere spændinger i vand kræver betydelige yderligere sikkerhedsovervejelser. Andre jurisdiktioner har overvejet 80 volt, men det ser ud til, at den kritiske masse af meninger hælder mod en grænse på 50 volt, hvilket i en praktisk forstand betyder en standard for marineelektronik på 48 volt.
Uden at dykke alt for dybt ned i historiebøgerne er det værd at spørge, hvorfor vi er endt med så mange både med 12 volt systemer, når 12 volt betyder tungere, dyrere, tykkere ledninger og mindre motor effektivitet end højere spændingsniveauer. Tidlige bådsystemer brugte 12 volt, da 12 volt var den faktiske standard inden for bilindustrien. 12 volt var fint for biler; få ledningsstrækninger vil overstige 4 meter i en bil, så problemer som spændingsfald over lange strækninger var ikke et stort problem. Men da bådene blev større, begyndte 12 volt som standard at have svært ved at følge med, og med større både, der brugte lastbilbaserede motorer med deres 24 volts systemer, skiftede vi til 24 volt og nu, i stigende grad, til 48 volt. Hydraulik vandt også popularitet for at afbøde problemerne med spændingsfald, men hydraulikvæske er tungt i lange rørløb, skal skiftes regelmæssigt og kan forårsage dyre skader i tilfælde af lækage.
Læs mere: Optimering af Bådens Ydeevne med Vetus Marine Batterier
Det er imidlertid ikke praktisk at skifte alle bådsystemer til 48 volt endnu. Visse tilbehør som lænsepumper er endnu ikke bredt tilgængelige i 48 volt. Så de fleste moderne sejlbåde, der bygges i dag, vil have en blanding af 24 og 12 volt systemer til mange systemer, ofte med 48 volt tilgængeligt til elektrisk fremdrift og bovpropeller.
PLUG AND PLAY
VETUS, som skaber af bådsystemer, støtter 48 volt som et fremtidigt “standard” spændingsniveau for elektrisk marinefremdrift. Med fokus på højere spændingsniveauer, der tiltrækker yderligere lovgivningsmæssige byrder, er VETUS-systemer stort set “stik og spil”. For at imødekomme VETUS ‘decarboniseringsmål om at engagere så mange bådsejere som muligt i en elektrificeringsproces, er “stik og spil” systemer nødvendige. Som Arthur Roeling, VETUS ‘direktør for forskning og udvikling, siger: “En bådejer, der ombygger en dieselbåd, bør ikke have meget sværere ved at vælge elektrificering end at erstatte med endnu en diesel. Produkter som vores E-Line og E-POD-drev, der begge er tilgængelige i 48 volt konfiguration, har deres kontrolenheder i kabinettet og er direkte drev, hvilket i høj grad fjerner gættearbejdet fra et projekt med marine elektrificering. Den kompakte E-LINE-motorserie er designet til at passe til eksisterende propelgrundlag og installationer af propelaksler. De medfølgende Swap & Go monteringsbeslag, med motorholdere specielt udviklet til elektriske fremdriftsmotorer, kan let justeres i højden og indstilles til at vinkle akslen til 0° eller 8°. Dette gør ombygning og tilslutning til en eksisterende propelaksel til en simpel opgave. Nogen, der bygger eller ombygger en yacht med elektrisk fremdrift, ønsker den tryghed, som en sikker spænding giver, og har ikke brug for besværet med specialudstyr og omfattende papirarbejde, der tillader en mindre sikker spænding at blive brugt.”
Læs mere: Optimer din bådmestring med VETUS Retractable
På fordækket har VETUS og dets datterselskaber i mange år været førende inden for bovpropeller og spil, så deres valg om at gøre en stor del af sortimentet kompatibelt med 48 volt er en bevægelse, som resten af industrien har lagt mærke til. VETUS BOW PRO 48VDC-serien og BOW PRO Boosted-serien (modeller med bovtræk på 180 kgf – 400 kgf) er alle kompatible med 48 volt, ligesom Maxwell Power- og Sailboat-sortimentet af spil fra RC8 til RC12-modeller og matchende capstaner.
I takt med at industrien skifter til højere spændingsniveauer, er det afgørende ikke at efterlade eksisterende både bagud. For at imødekomme dette inkluderer alle BOW PRO Boosted (BOWB) bovtrækkere en eksklusiv indbygget, patenteret DC-til-DC smart opladningsfunktion, der giver mulighed for at oplade 24 VDC-batteribanker for bovtræk med en 12 VDC-strømforsyning og i tilfældet med 48 VDC BOWB, for at oplade fra en eksisterende 24 VDC-strømforsyning. BOWB bovtrækkere gør dette gennem en tredje opladningsforbindelse på bovtrækkeren. Denne opladningsforbindelse overvåges konstant og aktiveres kun, når spændingsniveauet for strømkilden når et passende niveau. Denne funktion forhindrer, at strømkilden bliver udtømt; en vigtig overvejelse, hvis kredsløbet inkluderer motorens startbatteri. Derefter øger de den indgående strømkilde til et højere spændingsniveau og regulerer det på en intelligent måde for at oplade bovtrækkerens batteribank. I praksis betyder det, at skippere kan tilslutte en 24 VDC BOWB med en 12 VDC-strømforsyning eller en 48 VDC BOWB med en 24VDC-strømforsyning for at oplade batteribanken. Den indbyggede smarte trestegs opladningsproces sikrer, at bovtrækkerbatterierne opretholdes på deres optimale niveau. Når bovtrækkeren ikke er i brug, oplader den indbyggede oplader automatisk batteriet, hvilket fordobler dets værdi som både bovtrækker og oplader. VETUS tilbyder også de nødvendige batteribanker til at drive disse produkter.
Alle VETUS 48V produkter kan forbindes med VETUS V-CAN CAN bus-netværket. Udviklingen af dette proprietære V-CAN-protokol gør det muligt for VETUS at opretholde de implementerede sikkerhedsfaktorer, der er indbygget i deres produkter.
Firmaet har også designet en række produkter, der vil kommunikere mellem dette proprietære V-CAN-system og J1939 eller NMEA2000-netværk, igen for at understrege fordelene ved deres “stik og spil” systemer.
Afslutningsvis siger VETUS’ marketingdirektør, Sander Gesink: “Der har været meget debat om højere spændingsniveauer for både, især i det sidste årti, da elektrisk fremdrift er kommet i forgrunden. Som med alle områder af debat, er det markedet, der til sidst beslutter, og flere og flere 48 volt marineudstyr bliver tilgængelige dag for dag, hvilket indikerer, at bevægelsen mod en 48 volt ‘standard’ nu har nået en kritisk masse. Hos VETUS er vi glade for at se og være en del af dette. Vedtagelsen af en højere grad af standardisering på markedet betyder, at producenter som VETUS kan have tillid til at udvikle flere og bedre produkter, hurtigere, for at drive afkarboniseringsprocessen, hvilket i sidste ende er det, det handler om.”
