Besondere Elektroboote

Ausgehend von der Idee, dass Bootfahren ohne Segel leiser und sauberer sein sollte, haben wir uns auf die Elektromobilität auf dem Wasser gestürzt. In enger Zusammenarbeit mit mehreren ausgesuchten Bootsherstellen, wollen wir deren Produkte im Sinne unserer Kunden stetig optimieren. Gleichzeitig wollen wir eine so breite Palette von verschiedenen Booten und Marken anbieten, dass jeder Interessent das passende für sich findet und wir möglichst markenunabhängig beraten können. Deshalb sind uns die persönlichen Gespräche mit unseren Kunden und Interessenten besonders wichtig.

Dabei stellen wir nicht nur den aktuellen Bedarf fest, der mit unserer Auswahl möglichst perfekt erfüllt wird, sondern wir können auch besser erkennen, wo wir Verbesserungen beim Hersteller voranbringen sollten. Bei den Werften bringen wir dann nicht nur unsere Kundenerfahrung, sondern auch konkrete Markt-, Produkt- und Entwicklungskenntnisse ein, um deren Elektroboote noch attraktiver und relevanter zu machen.

Bei Booten mit einer Leistung bis ca. 1kW gibt es sehr oft Lösungen mit abnehmbaren Batterien, die zuhause mit einem Netzteil geladen werden. 

Leistungsstärkere Elektroboote können an Landstromsteckdosen, die an Steganlagen üblich sind, aufgeladen werden. Einphasig sind das die gleichen 230V einer Haushaltssteckdose nur mit einem leistungsfähigeren und wassergeschützteren Stecker. 

Bei Batteriekapazitäten über 40kWh genügt einphasiges Laden kaum, um über Nacht wieder voll zu laden. Daher werden entweder zwei Ladegeräte parallel eingebaut oder sogar ein 3-phasiges. Dies kann bei vorhandenen Drehstromsteckdosen (CEE rot mit 16 oder 32A) angeschlossen werden. 

Seit sich die Elektromobilität auf der Straße mit Typ2-Stecker für AC-Laden (Wechselstrom) bis 22kW Ladeleistung und CCS-Anschluss für DC-Ladung (Gleichstrom) quasi als Standard durchgesetzt hat, halten diese Lademöglichkeiten bei Booten mit über 60kWh Batteriekapazität Einzug. Erste Anbieter beginnen nun vereinzelt, öffentliche Wechsel- und Gleichstromschnellladestationen in prädestinierten Revieren aufzustellen.

Die erste richtige Antwort zur Frage der Reichweite eines Elektroboots ist: es kommt darauf an! 

Natürlich vor allem auf die Batteriekapazität und die Geschwindigkeit. Es lässt sich sicher sagen, je langsamer man fährt, desto höher ist die Reichweite (wenn man Strömungen und Wind außenvor lässt. So kann man recht sicher verhindern, entladen zu stranden, jedoch sollte das in der Praxis die Ausnahme sein. Daher vermittelt man für die praktische Nutzung die maximale effiziente Cruising-Geschwindigkeit. Bei Einrumpfbooten (Monohull), vor allem bei Verdrängern und Semiverdrängern, liegt diese üblicherweise bei ca. 80% der Rumpfgeschwindigkeit. Darüber steigt der Verbrauch extrem - Faktor: Verdoppelung der Geschwindigkeit benötigt die Verachtfachung der Leistung.

Bei sehr effizienten Gleitrümpfen oder sogar Tragflächen-/Hydrofoil-Booten kann die Cruising-Geschwindigkeit sogar viel höher liegen. Dann steigt jedoch zusätzlich der Einfluss von Wasserwiderstands z.B. von Antriebsschaft oder Ruder - hier haben Jet-Antriebe ihren Vorteil - und sogar Luftwiderstand.  

Egal bei welcher Konfiguration - Reichweite kommt von Effizienz, die vor allem von Gewichtsersparnis und optimierten Antrieben/Propellern beeinflusst wird. Je besser die mitgeführte Energie in Bewegung umgesetzt werden kann, desto größer ist die Reichweite. Mit diesen Faktoren im Hinterkopf kann man für einfache Vergleichbarkeit bei jedem Boot fragen, wie schnell man fahren kann (mit welcher Antriebsleistung), damit man 5 oder 10 Stunden Reichweite schafft. Sofern genug Platz vorhanden ist, kann die Batterie größer dimensioniert werden. Das zusätzliche Gewicht wird dabei etwas Effizienz kosten.

Photovoltaik zur nachhaltigen und unabhängigen Stromerzeugung für ein Elektroboot ist naheliegend. Gerade offshore, z.B. bei elektrischen Katamaranen, die eine große Dachfläche haben, sind Solarzellen auf dem Boot als Energiequelle ideal. Im Binnenbereich können Solarzellen - neben langsamer autonomer Fahrt mit der Sonne - vor allem während der Liegezeiten zum Aufladen der Batterien genutzt werden, was für Bojenlieger oder Stegplätze ohne Stromanschluss großartig ist. Für die Unabhängigkeit benötigt man ein festes, unverschattetes Solardach auf dem Boot, das dann immer Schatten spendet. Jedoch wird dadurch der Schwerpunkt des Bootes und die Windangriffsfläche erhöht. Damit wird es schwerer und unter Umständen "schaukeliger". 

Wenn die Reichweite mit Batterien bereits ausreicht, sollten bei Möglichkeit Solarzellen an Land zum Laden genutzt werden, was deutlich günstiger und meist auch effizienter ist.

Elektroboote können mit beliebiger Batterie-Zellchemie ausgerüstet werden, solange die verfügbare Dauerleistung für den Antrieb ausreichend ist. Bei kleineren Motoren werden zum Teil noch günstigere AGM-Batterien eingesetzt. Gute zyklische Akkus sind für häufige Lade- und Entladezyklen ausgelegt. Wenn sie nicht über 50% der Nennkapazität entladen werden, sind ca. 500-600 Entladezyklen unter idealen Bedingungen möglich, also bis zu 10-12 Jahre. Normale AGM-Batterien lassen hingegen oft schon nach 4-5 Jahren deutlich nach. Wichtig dafür ist, die Selbstentladung vor allem im Winter zu begrenzen. AGM-Batterien günstiger als Lithium, dafür aber viel schwerer und wegen der 50% Entladegrenze nur halb so energiehaltig wie nominell angegeben.

Die viel leichteren Lithium-Batterien liefern bis zu 100% der nominellen Kapazität (mit geringem Tiefentladeschutzpuffer). Bei Antriebsbatterien sind 2 Lihtium-Ionen Zellchemien vorherrschend: die leichtere NCM = Nickel-Cobalt-Manganoxid und die deutlich zylkenfestere LiFePO4 = Lithiumeisenphosphat. Neben der kalendarischen und thermischen Alterung ist vor allem die Zyklenzahl für die Alterung maßgeblich. Die Hersteller der leistungsoptimierten NCM Batterien nennen vorsichtig 500 Zyklen für verbleibende 80% Restkapazität, Bei LiFePO4 sollen es über 3000 Zyklen sein. Langzeittests bei Tesla lassen sogar mehr erhoffen. Somit sind bereits für NCM Batterien 10 Jahre bei recht häufiger Nutzung zu erwarten.

Die Lithium-Batteriezellen in Elektroautos werden tatsächlich auch in Antriebsbatterien von Booten eingesetzt. Neben zylindrischen Zellen werden auch prismatische Zellen verwendet. Während kleinere Elektroboote häufig maximal 48V für die Antriebsbatterien verwenden, was als berührungssicher und weniger anspruchsvoll bei Installation und Wartung gilt, nutzen Elektroauto wegen höherer Leistung vor allem beim Schnelladen 400-800V-Systeme. Tatsächlich werden 48V-Blöcke, die in Fahrzeugen in Serie geschaltet zu 400V zusammengeschaltet werden auch in Booten eingesetzt. Dafür erhalten Sie ein eigenes Batterie-Management-System (BMS) und werden marinisiert verpackt, um "seetauglich" zu sein.

Die Marinisierung einschließlich notwendiger Zertifizierungen und Herstellergewährleistungen macht Bootsantriebsbatterien aufgrund der geringen Stückzahlen im Vergleich zu E-Autos kostenintensiv.

Bei Hochleistungsanwendungen vor allem bei Hochvolt-Systemen auf Booten, kommen analog zu Elektroautos auch aktive Flüssigkeitskühlungen für Batterien, Ladegeräte und Antriebe zum Einsatz.

Grundsätzlich bezieht sich diese Aussage nur auf die Anschaffung, nicht aber auf den viel günstigeren Unterhalt für Energie und Service bei Elektrobooten. Elektroboote haben bisher noch einen extrem kleinen Marktanteil, verglichen mit Verbrenner-Motorbooten. Die daraus resultierenden kleineren Stückzahlen können kaum Skaleneffekte bei der Produktion erzielen und die Entwicklungskosten verteilen sich entsprechend auf weniger Einheiten. Die Motorenkosten weichen im Mittel weniger voneinander ab. Die Batterien, insbesondere Lithium-Ionen, sind der Hauptkostentreiber und tragen erheblich zum Bootsgewicht bei. Insofern erspart ein effizientes und leichtes Design die Notwendigkeit großer Batteriekapazität. Bei Neubooten mit entsprechender Gewährleistung, werden vor allem zertifizierte, marinisierte Batterien eingesetzt. Durch das geringe Marktvolumen können diese im Einkauf nicht mit den Großbestellern aus der Automobilindustrie mithalten und die Zertifizierungs- Gewährleistungs- und Entwicklungskosten haben einen hohen Anteil an den Kosten. Dafür ist gerade bei den neueren LiFePo4-Batterien durch ihre hohe Zyklenfestigkeit eine extrem lange und intensive Nutzungsdauer gegeben. Langfristig erreichen der geringere Energie- und Servicebedarf, die Verschleißfreiheit und leichtere Handhabung sowie die Emissionsfreiheit einen sehr guten Ausgleich zu den anfänglich höheren Investionskosten.

Natürlich wird eine pauschale Antwort nicht allen Spezialfällen gerecht, von den es viele im Bootsbereich gibt. Für das allgemein bessere Verständnis, bleiben diese hier unberücksichtigt. Elektroboote sind nicht nur Motorboote, bei denen der Verbrenner gegen einen Elektromotor getauscht wurde. Denn dann ist die Fahrleistung kaum vergleichbar.