Global Solo Challenge: Wie bekommt man Energie, wenn man um die Welt segelt?
von Global Solo Challenge 10. September 01:37 PDT
Sonnenkollektoren in einer Yacht © Global Solo Challenge
Während die Segelwelt Unternehmen wie Raymarine zweifellos dankbar ist für die unglaublichen Sicherheits- und Informationstechnologien, die wir heute auf See als Standard verwenden, müssen wir uns daran erinnern, dass jedes dieser Geräte Strom benötigt.
Die elektronische Selbststeueranlage, der Kartenplotter, das Radar, das Radio und andere Geräte benötigen alle Strom, ebenso wie die traditionellen strombetriebenen Geräte wie der Kühlschrank, der Gefrierschrank, die Beleuchtungssysteme, der Entsalzer.. .
Auf Yachten kommt diese Leistung typischerweise von einer Reihe von Batterien, und im Allgemeinen gibt es zwei unterschiedliche Systeme. Die erste ist die Motorbatterie, die wie eine Autobatterie zum Starten des Motors verwendet wird, und die andere ist das „Haus“- oder „Hotel“-System, bei dem es sich um eine Batteriebatterie handelt, die alle anderen Geräte mit Strom versorgt. Diese befinden sich normalerweise in Bänken, und die Anzahl der Batterien und ihre Leistung hängt von den Anforderungen des jeweiligen Bootes ab.
Das Aufladen dieser Batterien und die Bereitstellung ausreichender Energie, um die Batterien aufgeladen und damit für eine lange Reise gesund zu halten, ist ein Thema, über das die Teilnehmer der Global Solo Challenge (GSC) nachdenken werden, da sie dafür keinen Landstrom benötigen mehrere Monate und in sehr unterschiedlichen klimatischen Bedingungen von Ozean zu Ozean.
Herkömmlicherweise würden die Batterien einfach durch den Betrieb des Motors oder einer Dieselgeneratoreinheit aufgeladen, und dann würde Strom über die Lichtmaschine gezogen, um beide Batteriesätze aufzuladen.
Abgesehen von ordnungsgemäß installierten Dieselgeneratoren wagen sich einige kleinere Boote an die Verwendung von Benzingeneratoren, diese sind jedoch sowohl wegen ihrer Abgase als auch wegen der Gefahren beim Transport von Benzinkanistern gefährlich, die im Gegensatz zu Diesel explodieren können und ihre Dämpfe leicht entzündlich sind.
Die Global Solo Challenge verbietet die Verwendung von Motoren und fossilen Brennstoffen zur Energieerzeugung nicht insgesamt, aber unter Berücksichtigung von Nachhaltigkeit und Umwelt wurde für diese Ausgabe zu Beginn eine Obergrenze von 300 l Kraftstoff pro Boot eingeführt. Die meisten Skipper werden in den kältesten Abschnitten der Veranstaltung einen Teil dieses Diesels auch zum Heizen der Kabine verwenden, so dass dieser Kraftstoff insgesamt nicht ausreicht, um die Herausforderung zu meistern und den gesamten Energiebedarf zu decken, insbesondere für die langsameren Boote.
Dies ermutigt alle Skipper, alternative Möglichkeiten zur Stromerzeugung (und sogar Wärme zum Aufwärmen) zu erkunden.
Die erste und naheliegendste Möglichkeit, die Batterien aufzuladen, ist über Solarenergie. Auf der Oberfläche der Yacht wird ein Solarpanel angebracht, das in Richtung Sonne zeigt, und schwupps, Strom wird produziert. Diese Systeme funktionieren gut, besonders wenn sich Ihr Boot, wie ich, in einer Gegend Spaniens befindet, in der wir jedes Jahr über 300 Sonnentage genießen. Nahezu alle Teilnehmer des GSC, mit denen ich gesprochen habe, werden eine Solarstromanlage in ihre Yachten einbauen.
Das größte Problem für die Boote, die an dieser Herausforderung teilnehmen, ist, dass sie die meiste Zeit ihrer Weltumsegelung die Boote im Südpolarmeer sehen werden, einem Gebiet, das für seinen fast ständig dunklen, grauen Himmel und den Mangel an Sonnenschein bekannt ist. Das bedeutet, dass für diesen Teil der Herausforderung alternative Energiequellen benötigt werden.
Eine Alternative ist die Installation eines Windturbinengenerators, und in der Tat haben sich diese Einheiten in der jüngeren Vergangenheit als beliebt erwiesen, jedoch gibt es Einschränkungen hinsichtlich der Effektivität dieser Einheiten, insbesondere wenn die Yacht vor dem Wind läuft. Die Teilnehmer des GSC hoffen, den größten Teil ihrer Zeit damit zu verbringen, vor dem Wind zu laufen und den vorherrschenden Passatwinden zu folgen, während sie um den Globus reisen.
Ich sollte erklären, dass Windgeneratoren bei höheren Windgeschwindigkeiten am besten funktionieren und es auf die „scheinbare“ Windgeschwindigkeit ankommt. Die scheinbare Windgeschwindigkeit auf einem Boot ist das, was der Skipper fühlt. Sagen wir also, wir haben einen Wind von 20 Knoten und wir laufen davor und segeln schön mit 12 Knoten, die „scheinbare“ Windgeschwindigkeit an Bord wäre nur 8 Knoten. Dies ist die Windgeschwindigkeit, die auf das Windrad treffen würde, was wahrscheinlich nicht ausreichen würde, um die Batterien voll geladen zu halten.
Eine kürzlich eingeführte Alternative ist die Installation von einem oder vielleicht zwei Hydrogeneratoren. Diese Einheiten haben einen umgekehrten Propeller (ein Laufrad), der sich dreht, wenn die Yacht entlangsegelt. Diese Drehung wird an eine Lichtmaschine angelegt und es wird Wechselstrom erzeugt. Dieser Strom wird dann in Gleichstrom gleichgerichtet, um die Batterien aufzuladen.
Frühe Modelle dieser Einheiten wurden buchstäblich hinter den Booten geschleppt, aber offensichtlich gab es Probleme damit, dass diese verschmutzt wurden, und tatsächlich verwechselten einige große Fische diese Einheiten mit Ködern und fraßen sie!
Die heutigen Modelle sind im Allgemeinen klein am Heck montiert und sehen am Heck wie ein kleiner Außenbordmotor aus. Boote entscheiden sich oft für zwei dieser Einheiten. Diese Art von Einheiten wurde erstmals in der Ausgabe 2008 des Vendée Globe gesehen, als sie auf einer Reihe der konkurrierenden Imoca 60s installiert wurden.
Es gibt einen gewissen Luftwiderstand, aber dem muss die Gewichtsersparnis gegenübergestellt werden, die dadurch erreicht wird, dass man nicht das volle Dieselgewicht tragen muss. Der Luftwiderstand wurde so berechnet, dass er oft nicht mehr als einen halben Knoten beträgt, und wenn die zusätzliche Leistung, die diese Einheit erzeugt, nicht benötigt wird, können sie natürlich wie ein Außenbordmotor leicht aus dem Wasser gehoben werden.
Durch den Einsatz moderner effektiver Technologie können diese Einheiten auf einer 40-Fuß-Yacht problemlos alle 24 Stunden 200 Ah erzeugen, während sie mit 6 Knoten segeln, und es wird allgemein angenommen, dass eine solche Yacht bei dieser Geschwindigkeit zwischen 180 und 240 Ah pro verbraucht Tag.
Das Hauptproblem bei diesen Einheiten ist, dass sie nicht besonders effizient sind, wenn die Yacht mit niedrigeren Geschwindigkeiten gesegelt wird, aber hoffentlich können die Yachten bei wenig Wind und damit weniger Geschwindigkeit Solarenergie verwenden, um ihre Batterien zu warten oder die Skipper können sich dafür entscheiden, den Motor unter solchen Bedingungen zu verwenden.
Mindestens ein Teilnehmer des GSC untersucht ein kombiniertes Servoprop-Saildrive-System, das ein patentiertes System verwendet, bei dem das Boot bei Bedarf einen Elektromotor hat, der jedoch zu anderen Zeiten als effizienter Hydrogenerator dient. Diese wird dann um eine Solarstromanlage ergänzt.
Mit Ethanol betriebene Brennstoffzellen sind ebenfalls leicht erhältlich und eine sehr beliebte Wahl für Mini 6.50s. Die bekannteste Marke ist EFOY, sie sind teuer, aber sehr effizient, leise und produzieren nur ein bisschen Wasser als Abfall. Natürlich muss der Kraftstoff mitgeführt werden, um einen zu verwenden, aber das wäre weniger als der zum Betrieb benötigte Diesel Motor über Lichtmaschinen laden.
Die meisten GSC-Teilnehmer, mit denen ich gesprochen habe, werden eine Kombination aus mindestens zwei der oben genannten Systeme verwenden.
Zu den Zukunftstechnologien, die nach und nach eingeführt werden, gehören Wasserstoff-Brennstoffzellen-basierte Antriebe, aber es wird wahrscheinlich noch einige Jahre dauern, bis diese verfügbar und allgemein erschwinglich sind.