Sie dachten, 1 PS entspricht 735,5 Watt? Das stimmt. Aber wenn TEMO Ihnen sagt, dass sein Elektromotor mit 1000 Watt einem 3-PS-Verbrennungsmotor entspricht, ist das kein Umrechnungsfehler – es ist eine Wahrheit aus der Praxis.
Willkommen hinter den (elektrischen) Kulissen der Leistung.
PS, Watt, Wirkungsgrad: Jeder hat sein Rennen.
Ein Pferdestärke (PS) ist eine alte Leistungseinheit, die 735,5 W entspricht.
Ein Kilowatt (kW) sind 1000 W, was mathematisch ≈ 1,36 PS entspricht.
Also, auf dem Papier: 1 kW = 1,36 PS.
Aber auf dem Wasser reichen die reinen Zahlen nicht aus.
Warum gibt TEMO dann eine Äquivalenz von 1 kW = 3 thermischen PS für seinen TEMO·1000 an? Weil es auf dem Wasser nicht nur um Nennleistung geht, sondern um Nutzleistung, verfügbares Drehmoment und Propellerwirkungsgrad.
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Wussten Sie schon? Die Geschichte der mechanischen Leistung hat ihre Wurzeln im 18. Jahrhundert, als der schottische Ingenieur James Watt die „Pferdestärke“ erfand, um der Kraft seiner Dampfmaschinen eine konkrete Referenz zu geben. Eine anschauliche Einheit, die dazu bestimmt war, ein Publikum zu überzeugen, das noch an seine treuen Zugpferde gebunden war, und die 75 Kilogrammeter pro Sekunde (75 kgf.m/S) entspricht, d.h. die Leistung, die erforderlich ist, um ein Gewicht von 75 kg in 1 Sekunde um 1 Meter vertikal anzuheben. Ihm zu Ehren führte das Internationale System später das Watt (W) als offizielle Leistungseinheit ein. Seitdem koexistieren PS und W… aber Achtung: Die Umrechnung zwischen diesen Einheiten ist eine Frage der Mathematik, einfach und präzise. Kompliziert wird es, wenn man Verbrennungsmotoren mit Elektromotoren vergleicht. Bei gleicher Leistung unterscheiden sich das Gefühl und die Drehmomentverteilung. Kurz gesagt: Ja, 1 PS = ca. 735,5 W. Aber der Elektromotor hat das gewisse Extra, das den Unterschied macht, wenn Sie das Ruder übernehmen. |
Zwei Motorentypen, zwei mechanische Philosophien.
Vor jedem Vergleich ist es wichtig zu betonen, dass Verbrennungs- und Elektromotoren auf sehr unterschiedlichen Funktionsprinzipien basieren:
Der Verbrennungsmotor.
Ein Verbrennungsmotor wandelt die chemische Energie, die im Kraftstoff (Benzin, Diesel...) enthalten ist, in mechanische Energie um. Durch die Verbrennung dieses Kraftstoffs entsteht hauptsächlich Wärme, und ein Teil dieser Energie wird in Bewegung umgewandelt. Dieser Motortyp erbringt seine beste Leistung bei hohen Drehzahlen.
Der Elektromotor.
Der Elektromotor selbst erzeugt keine Leistung. Er empfängt elektrische Leistung, die normalerweise von einer Batterie geliefert wird, die er in mechanische Energie umwandelt. Er bietet sein maximales Drehmoment bereits bei niedrigsten Drehzahlen, was ihm eine sofortige Effizienz ohne progressiven Leistungsanstieg ermöglicht.
Was bedeutet Leistung und wie wird sie gemessen?
Die mechanische Leistung.
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Die Leistung der Energie entspricht dem Produkt aus Drehzahl und Drehmoment (ausgedrückt in Newtonmeter (Nm)), also der Rotationskraft, die der Motor auf die Propellerwelle ausüben kann.
Formel: Leistung = Drehmoment × Drehzahl |
Je höher das Drehmoment, desto besser kann der Motor eine schwere Last bewegen, einem Widerstand standhalten oder – im vorliegenden Fall – den Propeller kraftvoll antreiben, insbesondere beim Start oder bei niedriger Geschwindigkeit.
Durch Multiplikation dieses Drehmoments mit der Drehzahl der Achse erhält man die mechanische Leistung, die tatsächlich am Propeller zur Verfügung steht. Achtung: Bei gleicher Leistung kann die Kombination von Drehmoment und Drehzahl die tatsächliche Leistung verändern.
Der Wirkungsgrad: Was produziert wird vs. was verloren geht.
Die Bruttoleistung allein reicht nicht aus. Man muss auch den Wirkungsgrad berücksichtigen, d.h. die Fähigkeit des Motors, die von der Batterie gelieferte elektrische Energie effizient in nutzbare mechanische Energie umzuwandeln, die ein Boot antreibt – und die somit für den Freizeitskipper von Interesse ist.
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Konkret berechnet sich der Wirkungsgrad wie folgt:
Formel: Wirkungsgrad = Mechanische Ausgangsleistung / Elektrische Eingangsleistung |
Die Übertragung, der Schlüssel bei Elektroantrieben.
Nehmen wir einen Verbrennungsmotor mit einer Leistung von 3 PS (3 CV). Auf dem Papier kann er diese Leistung tatsächlich erbringen, aber nur unter sehr spezifischen Bedingungen: Gashebel auf Anschlag, hohe Motordrehzahl (oft über 5000 U/min), gut dimensionierter Propeller, Boot fährt mit hoher Geschwindigkeit. Mit anderen Worten: man muss die Maschine an ihre Grenzen bringen, um diese berühmten 3 PS zu erreichen. Das heißt: ein seltenes Szenario bei Freizeitskippern, die bei niedriger Geschwindigkeit manövrieren oder Häfen anfahren und verlassen. Unterhalb dieser optimalen Drehzahl ist die tatsächlich an den Propeller übertragene Leistung deutlich geringer, trotz dessen, was das Etikett verspricht.
Hinzu kommen Verluste aufgrund des Wirkungsgrads des Motors selbst, aber auch der Übertragungskette: Kupplung, Getriebe, Welle... alles Gelegenheiten, Energie in Wärme oder Reibung abzuleiten.
Im Gegensatz zu einem Verbrennungsmotor, der "hochdrehen" muss, um sein maximales Drehmoment zu erreichen (und unter 1000 U/min abgewürgt werden kann), liefert ein TEMO-Elektromotor sein Drehmoment bereits bei niedrigsten Drehzahlen, fast im Stillstand. Dank einer direkten Übertragung zwischen Motor und Propellerwelle, ohne Kupplung oder Getriebe, wird die Energie nahezu vollständig an den Propeller übertragen, ohne nennenswerte Verluste. Ergebnis: Es ist nicht notwendig, die Drehzahl zu erhöhen, um effizient zu sein.
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Verbrennungsmotor |
TEMO Elektromotor |
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| Motordrehmoment | Verfügbar bei hoher Drehzahl | Maximal beim Start |
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Nutzleistung |
zwischen 30% und 40% der angegebenen Leistung |
85 bis 90 % werden für den Antrieb genutzt |
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Reaktivität |
Verzögerung zwischen Beschleunigung und Reaktion |
Instantane |
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Getriebe |
Mechanische Verluste |
Direkt, ohne Getriebe |
Das Ergebnis? Der Großteil der in der Batterie gespeicherten Energie wird tatsächlich genutzt, was die Reichweite erheblich optimiert. Der TEMO·1000 kann somit bis zu 4 Stunden Fahrzeit mit einer 1000-W-Batterie ermöglichen, im sparsamen Betrieb, und 27 kg statischen Schub für 1 Stunde Autonomie liefern, davon 45 Minuten bei voller Leistung ab den ersten Umdrehungen dank der sofortigen Verfügbarkeit des Drehmoments.
Autonomie des elektrischen Außenborders TEMO·1000.
Der Einfluss des Fahrverhaltens auf den Energieverbrauch.
Elektrisch zu fahren bedeutet auch, anders fahren zu lernen. Im Gegensatz zum Verbrennungsmotor, der dazu neigt, „Gas zu geben, um vorwärtszukommen“, schätzt der Elektromotor die Flüssigkeit.
Bei einem Verbrennungsmotor erfordert jeder Neustart, jeder Ruck oder jedes Wiederanfahren, dass der Motor hochdreht, um das nötige Drehmoment zu erreichen – das ist energieaufwendig, laut und oft ungenau bei niedrigen Geschwindigkeiten. Im Gegensatz dazu liefert ein Elektromotor von TEMO sein Drehmoment sofort, selbst bei sehr niedrigen Drehzahlen, was sanfte Manöver, progressive Beschleunigungen und einen natürlich optimierten Verbrauch ermöglicht.
Und vor allem sollte man eine einfache Regel beachten: Die maximale Geschwindigkeit eines Bootes hängt viel mehr von seinem Rumpf als von seinem Motor ab. Sobald die Rumpfgeschwindigkeit erreicht ist, dient jede zusätzliche Leistung nicht mehr dazu, schneller zu fahren, sondern mehr Wellen zu erzeugen. Mit anderen Worten: Energie geht im Kielwasser verloren.
In diesem Fall führt ein leichtes Reduzieren des Gas (oder hier eher des Rades!) zu einem geringeren Verbrauch… ohne Geschwindigkeitsverlust. Eine sauberere, leisere und effizientere Navigation. Ganz einfach.
Lärmbelastung auf See: Verstehen, um besser zu verlangsamen.
