1.2 Leistung und Geschwindigkeit von E-Bootsmotoren

Im nachfolgenden Video und im Artikel finden Sie Informationen über die Leistung bei Verdrängern (Motor- und Segelbooten), sowie von Gleitern, Halbgleitern und Fliegern.

Die Leistung hängt von Ihrem Boot und Ihrer Fahrweise ab. Bei stromlinienförmigen Segelbooten oder Mehrrumpfbooten wird für eine gute Manövrierfähigkeit oft nur weniger Leistung benötigt, als bei einem Einrumpf-Stahlschiff. Wenn Sie nur einen Hilfsmotor (Flautenschieber) zum An- und Ablegen suchen, reicht bereits weniger Leistung aus. Bei Gleitbooten und Halbgleitern wird hingegen deutlich mehr Leistung benötigt, hier ist die Berechnung jedoch etwas komplexer.

Der Begriff Mindestleistung ist die für jedes Boot spezifische Leistung, die es zum Antrieb mit guter Manövrierfähigkeit benötigt. Diese wird hauptsächlich vom Gewicht beeinflusst. Je schwerer ein Boot ist, desto größer muss zwangsläufig die Leistung des Motors sein. Weitere Faktoren sind Strömung und Wettereinflüsse, sowie die Rumpfform.

Die maximale Geschwindigkeit hängt hauptsächlich von Ihrem Boot ab und nicht wirklich vom Motor. Ein Elektromotor bringt ihr Boot ohne Probleme auf die gleiche Geschwindigkeit wie ein Verbrennungsmotor. 

Bei hohen Geschwindigkeiten ist der Energiebedarf aber auch sehr hoch. Wenn Sie ein Boot mit einer zum Gleiten geeigneten Rumpfform haben und einen ausreichend leistungsstarken Motor montiert haben, können Sie selbstverständlich auch Gleitfahrt mit Ihrem Boot erreichen.

Unterschieden wird in Verdränger, Halbgleiter und Gleiter. In Verdrängerfahrt wird am wenigsten Strom benötigt. Beispielsweise reichen ca. 0,5 kW pro Tonne Bootsgewicht aus, um ein Boot bereits auf 70 % der Rumpfgeschwindigkeit zu bringen. Bis zu einer Geschwindigkeit von ca. 80% der Rumpfgeschwindigkeit ist der Strombedarf relativ gering. Dann steigt der Stromverbrauch schnell, ohne dass das Boot signifikant schneller wird.

Um die Geschwindigkeit zu verdoppeln, wird circa die achtfache Leistung benötigt. Aus diesem Grund empfiehlt es sich gerade bei Elektromotoren auf eine ökonomische Geschwindigkeit zu achten, damit eine längere Fahrzeit erreicht werden kann. Meist liegt diese sogar über der regionalen Geschwindigkeitsbegrenzung. Wenn Sie den Hebel auf den Tisch legen, wird Ihr Verdränger nur unwesentlich schneller, verbraucht aber exponentiell mehr Strom. Diesen Zusammenhang können Sie in der folgenden Grafik gut erkennen:

Grundsätzlich wird bei Rumpfformen von Booten zwischen Verdränger und Gleiter unterschieden. Es gibt auch die Zwischenform eines Halbgleiters und seit kurzem den Flieger.

Bei Verdrängerbooten empfehlen wir circa 2 kW Leistung pro Tonne Bootsgewicht, um eine gute Manövrierbarkeit Ihres Bootes zu gewährleisten. Wenn Sie an der Küste oder auf Gewässern mit großer Strömung unterwegs sind, empfehlen wir sogar 3 kW. Falls Sie den Motor nur als Hilfsmotor verwenden, können Sie auch einen kleineren Motor verwenden. Allerdings empfehlen wir dann wenigstens 1 kW Leistung pro Tonne Bootsgewicht.

Ein Verdränger ist ein Boot welches permanent genau so viel Wasser verdrängt, wie es wiegt. Kein Verdränger kann die Rumpfgeschwindigkeit überschreiten, also mit dem Heck die durch den Bug erzeugte Welle überholen während der Fahrt. Die Rumpfgeschwindigkeit ist dabei ausschließlich von der Wasserlinienlänge des Bootes abhängig. Je länger diese ist, desto höher ist auch die theoretische Rumpfgeschwindigkeit.

Grundlegend verhält sich jedes Boot in Ruhe oder langsamer Fahrt wie ein Verdränger. Ein Gleiter ist jedoch in der Lage durch seine Rumpfform bei zunehmender Geschwindigkeit sich aus dem Wasser zu heben und auf diesem zu gleiten. Zum Gleiten ist ein glatter, langgestreckter Rumpf und ein breites Heck von Vorteil. Dabei wird die Rumpfgeschwindigkeit weit überschritten, da nach dem Herausheben aus dem Wasser auch der Wasserwiderstand wegfällt. Die Maximalgeschwindigkeit eines Gleiters ist zum einen durch die Antriebsleistung aber auch durch den Luftwiderstand begrenzt.

Das Bootsgewicht ist der Hauptfaktor, der zur Dimensionierung der Motorleistung relevant ist. Wenn mit einem Boot die Gleitfahrt erreicht werden soll, ist es umso wichtiger das ungefähre Gewicht seines Bootes zu kennen. Wenn Sie es ganz genau wissen möchten, dann können Sie auch eine geeignete Waage verwenden. Beispielsweise kann eine Kranwaage dazu verwendet werden.

Das Gewicht Ihres Bootes im beladenen Zustand sollte jegliches Gewicht durch Equipment und Personen mit einschließen. Ein wichtiger Anhaltspunkt ist das Leergewicht Ihres Bootes. Ausgehend von der Maximalanzahl von Personen addieren Sie dann das Personengewicht dazu (Richtwert = 75 kg pro Person). Weitere Komponenten wie Motor, Batterien und Anker sollten Sie ebenfalls berücksichtigen. Abschließend schätzen Sie das Gewicht des restlichen Equipments auf Ihrem Boot. Sie können auch mit einer zusätzlichen Sicherheit rechnen.

Für die Gleitfahrt wird bedeutend mehr Motorleistung benötigt, als bei der Verdrängerfahrt. Wichtig ist, dass Ihr Boot eine Rumpfform hat, die zum Gleiten geeignet ist. Des weiteren sollte Ihr Boot möglichst leicht sein, bzw. wenig Zuladung haben, da die Leistung auch massiv vom Bootsgewicht abhängig ist. Da der Übergang zum Gleiten massiv von der Rumpfform des Bootes abhängig ist und wir dies sehr schlecht in der Rechnung berücksichtigen können, ist dies lediglich ein Richtwert.

Der Wert ist sehr niedrig angesetzt und errechnet sich auf Grundlage der Leistung, die benötigt wird, um das 2,8-Fache der Rumpfgeschwindigkeit zu erreichen, wo ein Boot normalerweise in den Gleitzustand übergeht. Konservativere Richtwerte sind 50-70 PS pro Tonne Bootsgewicht, die zum Gleiten benötigt werden. Wir möchten Ihnen einen ersten Überblick verschaffen, welche Motoren und Hersteller es in diesem Bereich gibt und beraten Sie gern in Ihrem individuellen Projekt.

Der Übergang zur Gleitfahrt findet bei ca. dem 2,8-fachen der Rumpfgeschwindigkeit statt, was natürlich je nach Boot unterschiedlich ist. Daher kommen Boote mit einer geringeren Rumpfgeschwindigkeit auch schneller in den Gleitmodus. Der aktuelle Weltrekord für das schnellste Elektroboot liegt bei 142,6 km/h. Dies ist natürlich mit einem speziell dafür umgebauten Boot und auf einer Teststrecke erreicht worden. Aber es werden auch schon serienmäßig Elektroboote produziert, die fast 50 Knoten, also 92,6 km/h, erreichen können. Wie Sie sehen, können Sie auch mit einem Elektromotor schneller fahren als die Polizei erlaubt. Für längere Bootstouren empfiehlt sich jedoch eine moderate Geschwindigkeit. Daneben gelten natürlich auch noch die Geschwindigkeitsvorgaben auf den Gewässern

Es gibt darüber hinaus auch noch Halbgleiterrümpfe, die eine Mischform zwischen Verdrängern und Gleitern darstellen. Halbgleiter sind in der Lage auf Ihre Bugwelle „aufzufahren“ und sie teilweise zu überholen. So können sie höhere Geschwindigkeiten von dem 2- bis 2,5-fachen der Rumpfgeschwindigkeit erreichen. Sie können jedoch nicht vollständig in Gleitfahrt übergehen. Die Idee hinter dem Konzept der Halbgleiterrümpfe ist, dass höhere Geschwindigkeiten bei gleichem Energieeinsatz erreicht werden.

Wenn Sie ein Gleitboot haben, dann sollten Sie entweder in Verdrängerfahrt fahren oder in Gleitfahrt. Die Halbgleiterfahrt ist sehr unökonomisch, da sich eine hohe Bugwelle auftürmt, die Ihrem Boot einen großen Widerstand bietet. Wenn Ihr Boot nicht zum Gleiten geeignet ist, oder aber die Motorleistung nicht hoch genug ist, dann können Sie diese Bugwelle nicht überwinden und schieben diese vor sich her.

Bei Halbgleiterfahrt geht viel Energie verloren und Ihr Boot wird nur unwesentlich schneller. Bei Elektrobooten steigt der Stromverbrauch stark an, Ihre Reichweite bzw. Fahrzeit sinkt dadurch extrem. Zusätzlich stören Sie mit dieser großen Welle andere Bootsfahrer und Wassersportler und können Uferbefestigung beschädigen.

Die Neuste Kategorie in dieser Rubrik der Rumpfformen sind „Flieger“. Die Boote verfügen über Foils (Kufen) die das Boot im Wasser halten und stabilisieren. Das Boot hebt sich mit steigender Geschwindigkeit aus dem Wasser und wird nur von den Kufen im Wasser gehalten. Das Boot tippt nicht wie bei der Gleitfahrt immer wieder auf dem Wasser auf, sondern fliegt auch über größere Wellen. Daher sieht es aus als würde das Boot Fliegen.

Der Motor sitzt in der Regel unter Wasser und sorgt für den Vortrieb. Für die Übergangsphase ins Fliegen wird kurzzeitig viel Leistung benötigt. Bei der Candela 7 (circa 1.700 kg beladen) werden kurzzeitig rund 50 kW benötigt um es zum Fliegen zu bringen. Anschließend wird für die Flugphase nur 5 kW pro Stunde benötigt um das Boot auf eine Fahrgeschwindigkeit von 22 Knoten zu bringen (30 Knoten maximal). Das macht das Boot rund 10 Mal effizienter als ein herkömmliches Gleitboot. Foiling gibt es natürlich schon länger bei Segelbooten und Surfboards. Dank der neusten Technik und Software wird es Foiling künftig auch bei größeren Booten und Fähren geben und somit die Mobilität auf dem Wasser grundlegend verändern. Am bekanntesten sind die Boote von Candela aus Schweden.