Hybridní motor: kdy se ho dočkáme?


Nebylo by příjemné, kdyby vaše jachta vyklouzla z přístavu a tiše proplula až na moře, aniž byste potřeboval nastartovat dieselový monotor? Je to možné, pokud máte zakomponovaný elektrický motor. Podívali jsme se na některé hybridní dieslově-elektrické motory, zda jsou životaschopnými alternativami klasických pohonných jednotek.

Většina z nás má na lodi dieselový motor směrující vpřed, který dává hybnou sílu na otáčení  lodního šroubu, buď skrz přímou hřídel nebo Saildrive. Jedinou elektřinou na palubě (mimo pobřežní přípojky) je okruh DC, napájený alternátorem, nicméně dnes už narůstá počet lodí majících invertory, které mění stejnosměrný proud z 12V baterie na 240V střídavý proud hlavního vedení. Na jachtách mají taková zařízení nezřídka omezenou energii, a to kvůli potřebě pro velkých baterií; jaké jsou tedy možnosti pro využití elektřiny k řízení lodi?

Prostý dieselově/elektrický motor

Místo dieselového motoru, který pohání šroub mechanicky, využívá tento systém pro provoz elektrického motora AC generátor. Ten je umístněn v akustickém boxu a může být namontována na lodi dle libosti stavitele či vlastníka. Jednotka pohonu může být instalována na krátký šroubový hřídel jenom uvnitř lodi za záďovým těsněním nebo na ekvivalentý Saildrive.

Řiditelný AC motor, který se vysouvá pod trupem a má schopnost dodat energii, je k dispozici také. Propojení mezi generátorem a motorem je tvořené pouze kabeláží. Je ale potřebné, aby generátor běžel nepřetržitě. Pro plachtící jachty je na „trupovou rychlost“ potřebných 2,5 kW elektrické energie na tunu výtlaku, pro normální plavby (70 procent trupové rychlosti) je potřebných jen 20 procent z této hodnoty.

Proč není standardem?

Proč každý z nás nevlastní dieselově-elektrický pohon? Možná proto, že třebaže tato technologie není nová, nebyl doposud dostupný ke koupi. To se nyní změnilo, a ačkoli stojí o 25 % více než přímočarý dieselový motor, má mnoho výhod. Těžký motor můžete připevnit do středu lodě kvůli lepšímu rozložení váhy, díky akustickému izolačnímu plášti bude jeho chod tichý. Co víc, může být nastaven tak, aby běžel v optimálních otáčkách s ohledem na spotřebu paliva.

Flexibilita s DC

Používáním jednosměrné elektřiny (DC) je možné dodat systému ještě větší flexibilitu. Typický DC systém se skládá se 48V DC generátoru – opět umístněného v akustickém boxu, který je možné připevnit kamkoliv – a DC hnacího motoru. Můžete přidat články baterií, díky kterému můžete na krátké trase využít pouze tuto energii. Stále jsou přitom k dispozici veškeré výhody elektrického pohonu – tichý chod, silnější tah, zlepšené manévrování – až na to, že nemusíš startovat diesel.

Hlavní stinnou stránkou DC systému je to, že kabeláž propojující generátor, baterie a motory, musí být silná. Pro jakýkoli současný typ platí jednoduché pravidlo: čím vyšší voltáž, tím je potřeba menší velikosti kabelů.

Schéma fungování hybridního motoru

Díky spolupráci o krok dál

Již dva výrobci námořních motorů – Beta Marine a Steyer – ve spolupráci s výrobcem hybridního pohonu Hybrid Marine, postoupili o krok dále s hybridními hnacími jednotkami, které obsahují velký DC motor/nabíječku. Tyto systémy zachovávají přímočarý pohon dieselového motoru přes hřídel šroubu a také poskytují možnost chodu na elektrickou energii po celkem dlouhé období s dieselovým motorem. Tyhle systémy mohou mít význam pro plachtící lodě, ale prozatím jsou zaměřené na úzké lodě, kde není problém s uskladněním baterií.

Den zpravidla začínáte energií s baterií a za tichého klouzání po vodě. Když kapacita baterie dosáhne nastavenou úroveň, automaticky se nastartuje diesel, přičemž nedodává hybnou energii, ale jenom poskytuje vysoko-kapacitní dobíjení potřebné na budoucí období s bateriovým pohonem. Když je baterie na 100 procent dobita, diesel se vypne a můžete pokračovat dále na bateriový pohon.

Energie pro katamarany

Lagoon Catamarans vytvořil kompletní hybridní systém pro jejich 420-tku, která využívá AC generátor, AC/DC nabíječku, obsažné baterie a 72V DC hnací motory. Elektrické motory pohánějí loď, když je kapacita baterie v rozmezí 100 procent až 80 procent, generátor se automaticky nastartuje. Vypíná se ve chvíli, když opětovně dosáhne úroveň 100 procentního nabití.  Baterie tak v praxi naakumulují dostatek elektrické energie na to, aby se loď dostala ven z kotviště a překonala krátkou vzdálenost do doby, než je možné vztyčit plachty.

Hlavní výhody dieselově elektrického pohonu

  1. Velmi tichý chod.
  2. Větší tah skrz otáčkový rozsah. Benzinový nebo naftový motor dává maximální sílu jen s vysokými otáčkami, přičemž elektrický motor dává maximální točivý moment při všech otáčkách.
  3. Dokonalejší manévrování – přímý tah a více síly z příďových vrtulí (když jsou namontovány).
  4. Jeden generátor pro více pohonů – motor(y), vrtule, klimatizace.
  5. Generátor může být umístněn uprostřed lodi.
  6. Množství AC energie pro domácí použití.