Katalog 2009

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Vortriebsleistung und Gesamtwirkungsgrad
Was Sie über die Leistung eines Bootsantriebes
wissen sollten
In der Berufsschifffahrt wird die Leistung eines Antriebs seit
über 60 Jahren daran gemessen, wie viel Leistung er tatsächlich
zur Bewegung des Schiffes zur Verfügung stellt. Diese
Leistung heißt Vortriebsleistung. Sie ist physikalisch definiert
als Schub, der auf das Schiff ausgeübt wird, mal Geschwindigkeit,
und kann in Watt oder PS ausgedrückt werden.
Auch für Bootsantriebe ist die Vortriebsleistung, also die
Leistung, die dem Boot tatsächlich zur Verfügung gestellt wird,
die sinnvollste Leistungsangabe. Dennoch werden Sie in den
Katalogen anderer Hersteller von elektrischen oder Benzin-betriebenen
Außenbordern keine Angaben zur Vortriebsleistung
finden. Stattdessen finden Sie andere Kennzahlen, die eine
geringere Aussagefähigkeit haben und die darüber hinaus
keinen Vergleich verschiedener Antriebsarten zulassen:
• Die Hersteller elektrischer Antriebe geben typischerweise
deren Eingangsleistung in Watt an. Dies ist zwar eine
wichtige Verbrauchsinformation, sagt aber wenig darüber
aus, wie viel der verbrauchten Leistung dem Boot zur Verfügung
steht. Einen Motor allein anhand seiner Eingangsleistung
zu beschreiben, hat in etwa die gleiche Qualität als
würde man die Motorleistung eines Autos allein an dessen
Verbrauch messen.
• Andere Hersteller elektrischer Antriebe geben allein den
Standschub als Leistungsgröße an, typischerweise ausgedrückt
in Pfund. Der Standschub beschreibt die Fähigkeit
eines Motors, ein Boot aus dem Stand in eine beliebig langsame
Bewegung zu versetzen. Isoliert betrachtet ist er als
Leistungsindikator eines Antriebs völlig ungeeignet: Da die
Vortriebsleistung eines Antriebs, wie oben erwähnt, physikalisch
als Schub mal Geschwindigkeit definiert ist, ist bei einer
Geschwindigkeit von Null auch die Vortriebsleistung gleich
Null. Aus unserer Sicht verschleiert die Betrachtung von
Standschüben elektrischer Antriebe nur den Vergleich mit
den Pferdestärken der Benzin-Außenborder.
• Hersteller von Benzin-Außenbordern geben ebenfalls keine
Vortriebsleistungen ihrer Antriebe an, sondern die Wellenleistung,
gemessen an der Propellerwelle. Die Verluste des
Motors durch Hitze, unvollständige Verbrennung, Reibung
etc. sind an dieser Stelle bereits berücksichtigt. Nicht berücksichtigt
sind hingegen die Propellerverluste. Da diese für verschiedene
Antriebe zwischen 30% und 78% variieren können,
ist auch die Wellenleistung zum Vergleich verschiedenartiger
Antriebe nur sehr eingeschränkt aussagefähig.
Ebenso wie die Berufsschifffahrt orientieren wir uns immer
an der Vortriebsleistung eines Antriebs, d.h. an der tatsächlich
im Boot ankommenden Leistung nach Abzug aller Verluste
einschließlich der Propellerverluste. Das hat zwei Gründe: zum
einen können wir Transparenz schaffen und unsere Motoren
sauber mit Benzin-Außenbordern vergleichen. Zum anderen
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muss man sich an der Vortriebsleistung orientieren, weil man
nur mit dieser Perspektive die effizientesten Außenborder der
Welt bauen kann.
Neben der Vortriebsleistung ist der Gesamtwirkungsgrad
eine wichtige Kennzahl. Er beschreibt die Effizienz, mit der ein
Antriebssystem die vorhandenen Energiequellen in Vortriebsleistung
umwandelt, und errechnet sich aus dem Verhältnis
zwischen verbrauchter Eingangsleistung und Vortriebsleistung.
Für Benzin-Außenborder ist der Gesamtwirkungsgrad interessant
– für elektrische Antriebe ist der Gesamtwirkungsgrad neben
der Vortriebsleistung die wichtigste Kennzahl: Da Batterien
nur einen Bruchteil der Energiedichte von Benzin haben, ist die
Batteriekapazität für einen elektrischen Antrieb fast immer der
limitierende Faktor. Und der effiziente Umgang mit der Batterieversorgung
entscheidet darüber, wie viel Leistung und Reichweite
ein elektrischer Antrieb aus einer Batteriebank herausholen
kann. Ein doppelt so hoher Gesamtwirkungsgrad bedeutet
dabei doppelte Reichweite oder höhere Geschwindigkeit.
Elektrische Angelmotoren haben typischerweise Gesamtwirkungsgrade
von rund 20%. Das heißt 80% der Eingangsleistung
gehen in Motor, Kabeln und Propeller verloren. Sehr teure,
schwere und starke elektrische Antriebe mit konventioneller
Technik liegen bei Gesamtwirkungsgraden von 30-35%. Torqeedo
Antriebe weisen dagegen Wirkungsgrade zwischen
44% und 51% auf und markieren damit den aktuellen Stand
der Technik. Besonders ineffizient sind Benzin-Außenborder
insbesondere in Verdrängungsfahrt: Über 80% der im Benzin
gespeicherten Energie kommen dabei nicht an der Welle an,
sondern gehen im Motor verloren; von der verbleibenden Wellenleistung
gehen wiederum über 70% anschließend im Propeller
verloren, so dass sich für Benzin-Außenborder Gesamtwirkungsgrade
von rund 4% ergeben. Anders ausgedrückt: Rund
96% der im verbrauchten Benzin enthaltenen Energie werden
nicht in Vortrieb umgewandelt, sondern gehen als Ineffizienz
verloren.
Unsere Angaben zu Vortriebsleistungen und Gesamtwirkungsgraden
wurden nicht nur von unabhängigen Zeitschriften in
Tests bestätigt, sie wurden auch von einer akkreditierten Prüfungsanstalt
in einem Schlepptank-Versuch bestätigt.