Я протестировал редкую солнечно-электрическую яхту для проверки экологичных судовых двигателей, и вот что из этого вышло

Хотя мы на Electrek часто фокусируемся на том, как электромобили захватывают дороги, важно помнить, что наш неизбежный отказ от ископаемого топлива распространяется на все виды транспорта, будь то по суше, воздуху, или даже по морю. Недавно у меня была возможность отправиться в плавание на 40-футовой парусной яхте Ramblin’ Rose компании Sunwater Marine, которая работает на солнечных панелях и электрической силовой установке. Это одно из немногих судов такого типа на Западном побережье.

Sunwater Marine — морская транспортная компания из Сан-Диего, которая активно продвигает преимущества возобновляемых источников энергии и электрических силовых установок для жителей моря.

Она была основана президентом Джеймсом Ричмондом в 2020 году, в разгар глобальной пандемии. У Ричмонда было немного больше свободного времени, чтобы найти лодку для дальних плаваний, к которой он мог бы добавить солнечные батареи.

Джеймс занимается парусным спортом более 50 лет и имеет почти 40-летний опыт работы в индустрии возобновляемых источников энергии и энергоэффективности.

Реклама — прокрутите, чтобы увидеть больше контента

Вскоре он нашел катамаран Leopard 40 2015 года выпуска и первоначально планировал просто добавить солнечные панели для электрического хода и энергоэффективную установку для опреснения воды.

Однако Джеймс вскоре обнаружил жизнеспособные варианты электрических силовых установок и начал исследовать возможность переоборудования своей новой яхты в солнечно-электрическую.

В результате появилась Ramblin’ Rose — катамаран, который может перевозить 12 пассажиров и вмещает до девяти человек на ночлег. Это также одна из немногих солнечно-электрических яхт на Западном побережье.

Мне представилась возможность вывести солнечно-электрическую яхту из прекрасного Коронадо и самому протестировать эту технологию.

Солнечно-электрическая яхта Ramblin’ Rose

Как упоминалось ранее, яхта Ramblin’ Rose компании Sunwater Marine основана на катамаране Leopard 40, построенном Robertson & Caine в Южной Африке. Затем Ричмонд вложил еще 100 000 долларов в преобразование с использованием возобновляемых источников энергии, оснастив яхту солнечными панелями и электродвигателями.

Хотя исходный катамаран поставлялся с некоторыми традиционными солнечными панелями, опыт Ричмонда в области возобновляемых источников энергии подсказывал ему, что этого будет недостаточно для его солнечно-электрической яхты.

Он добавил более легкую и гибкую солнечную технологию от Sunflare, первой компании, успешно освоившей массовое производство тонких, прочных солнечных панелей CIGS (медь-индий-галлий-селенид).

Панели Sunflare на Ramblin’ Rose работают индивидуально со своим собственным байпасным диодом, поэтому, если одна из них оказывается в тени (например, от паруса), остальные продолжают работать.

Ричмонд также разделил солнечные панели на три отдельные зоны, чтобы, если одна сторона лодки окажется в тени, две другие все равно генерировали солнечную энергию, поступающую в аккумуляторы лодки.

Он также продемонстрировал мне, насколько прочны эти передовые солнечные панели, позволив мне ходить по ним, не беспокоясь о разбитом стекле или их повреждении.

Панели помогают заряжать аккумуляторные батареи электрической яхты во время плавания и сообщают капитану, когда это происходит.

Электрическая силовая установка и аккумуляторные батареи

Для приведения судна в движение и маневрирования в марине и на море президент Sunwater Marine изучил системы электрического привода по всему миру и решил, что OCEANVOLT — лучший вариант.

Солнечно-электрическая яхта теперь оснащена двумя гребными винтами OCEANVOLT 15 кВт ServoProp с уникальными лопастями, которые могут изменять угол наклона для оптимизации эффективности и даже регенерации энергии.

Управляемая программным обеспечением система автоматически регулирует угол наклона каждой лопасти гребного винта, чтобы генерация и выходная мощность всегда были оптимальными. Это намного эффективнее традиционных гребных винтов фиксированного шага.

Электрический привод работает от 48-вольтовой системы, что означает, что его можно безопасно касаться без риска поражения электрическим током (идеальная ситуация для морских развлечений).

Каждый электродвигатель яхты питается от блока из 12 литий-железо-фосфатных (LFP) аккумуляторов с каждой стороны, всего 24. Аккумуляторы обеспечивают 21 кВт·ч мощности с каждой стороны судна, всего 42 кВт·ч.

Ричмонд объяснил, что он расположил каждый аккумуляторный блок в восьми дюймах от днища лодки, так что, если вода попадет внутрь, аккумуляторы все равно будут в порядке. Кроме того, капитан показал мне резервное хранилище из восьми дополнительных аккумуляторов на случай непредвиденных ситуаций в море.

Состояние каждого аккумулятора круглосуточно контролируется системой управления батареями (BMS), которая отключит аккумуляторный блок, если какой-либо отдельный аккумулятор начнет работать некорректно. Огонь — это последнее, что вам нужно на лодке, даже если вы окружены водой.

Кроме того, система была реализована для безопасного выполнения минимальных электрических функций в любых условиях, так что, если электрическая яхта перевернется, питание для отправки сигнала бедствия все равно останется.

Мысли о будущем электрического привода

После управления штурвалом Ramblin’ Rose, есть много поводов для оптимизма относительно будущего электрического привода на море, особенно на такой великолепной яхте.

Само плавание было на удивление плавным и тихим по сравнению с дизельными двигателями, с полным отсутствием вибрации по всей лодке. Если бы вы не посмотрели назад и не увидели след от электродвигателей, вы могли бы и не заметить, что яхта движется.

Электрический привод имеет огромный потенциал, особенно в отношении гребных винтов, которые могут дистанционно изменять свой угол, как OCEANVOLT ServoProps. Это значительно облегчает маневрирование электрической яхтой, особенно при движении задним ходом, по сравнению с гребными винтами фиксированного шага, предназначенными для движения вперед.

Возможность отправляться в плавание и регенерировать энергию от гребных винтов также является большим преимуществом и хорошо сочетается с передовыми солнечными панелями. Кроме того, у вас всегда есть береговое питание в качестве резервного варианта, когда вы находитесь в затруднительном положении.

Судя по тому, что я видел, самым большим препятствием на пути вперед будет емкость аккумуляторов и обеспечение достаточного запаса энергии для питания систем электрического привода яхты.

Солнечные панели действительно сильно помогают, но это относительно медленный процесс. Более компактные и легкие варианты аккумуляторов будут иметь решающее значение для более дальних и быстрых морских путешествий в будущем. А пока, однако, у нас есть солнце и ветер, чтобы компенсировать.

В настоящее время дальность плавания и максимальная скорость по-прежнему ограничены этим недостатком избыточной энергии под палубой. Мы не поднимали Ramblin’ Rose выше 7,5 узлов (приблизительно 8,6 миль в час), потому что не хотели исчерпать весь запас аккумулятора (это также было сделано с учетом чартера, отправляющегося после нас в тот день).

Солнечно-электрическая яхта по-прежнему имеет на борту дизельные двигатели для экстренных случаев, но основатель Sunwater Marine согласился со мной, что они хотели бы увидеть день, когда эти двигатели больше не понадобятся. К сожалению, технология еще не совсем готова.

К счастью, такие люди, как Ричмонд и Sunwater Marine, используют свои знания и ресурсы (и личные средства) для решения этих вопросов для широкой публики, распространяя информацию об электрическом приводе. Это стало по-настоящему жизнеспособным вариантом на море, даже если пока он используется только в поддержку других форм движения, таких как парусный спорт.

Если вы когда-нибудь будете в районе Сан-Диего, я очень рекомендую связаться с Sunwater Marine и зафрахтовать Ramblin’ Rose или одну из других солнечно-электрических яхт, над которыми работает капитан Ричмонд.