Hybridipuuveneen periaatesuunnittelua

Puuveneiden sähkölaitteet. Sytytys- lataus- ja lisälaitteet.
Avatar
Northling
Viestit: 2643
Liittynyt: 23.04.2003 11:16
Paikkakunta: Pori
Viesti:

Re: Hybridipuuveneen periaatesuunnittelua

Viesti Kirjoittaja Northling » 14.11.2009 14:24

Moro

Tämä ketjuhan on "Mielenkiintoista, mutta korkealentoista" flow reasonointia...

Hybridipuuvene?

Wikipedia: "Moottoriajoneuvona hybridi tarkoittaa kahden eri voimanlähteen yhdistelmää käyttävää ajoneuvoa. Esimerkiksi Toyota Prius käyttää ottomoottorin ja sähkömoottorin yhdistelmää."

No hitsi, mullahan on jo hybridiperinnepuuvene! Se käyttää voimanlähteenään tuulivoimaa ja diisseliä.

No joo, jos nyt jatketaan aloittajan idean jäljillä:

Hybridi ajattelu ja perinnepuuvene ei mielestäni istu hyvin yhteen.
HybridiKomposiittipuuvene, joka olisi myös ekologinen on mielestäni nykymaailmaa.

Itse olen aina inhonnut kaikenlaisia diisseleitä ja peräprutkuja, "krääsmoottori o kamala värk!"
Jos Ottilianaa rakennettaessa olisi ollut saatavilla toimiva valmis ratkaisu sähkömoottorilla toimivaan järjestelmään olisin vakavasti harkinnut sellasen asentamista.
Sauli Särkkä kirjoitti:Hoplaa.
Päässäni on olemassa visio hyvällä hyötysuhteella toimivasta puuveneestä ja tämä idea on saanut myös isännän kiinnostuksen heräämään. Tällä hetkellä on alkuvaiheen periaatesuunnittelu käynnissä ja tärkeimpiä suuntaviivoja ollaan vetämässä projektin tehontarpeen, mittakaavan ja yleisen teknisen toteutuksen osalta. Tähän kaipaisin hieman osaavampien, enemmän käytännön kokemusta omaavien apuja.
Veneen tulisi olla suhteellisen vähäisellä energialla etenevä, mutta tähän ei kuitenkaan perusteta muotoilua sataprosenttisesti. Kun veneellä tulee olemaan pituutta 8-10 metriä, leveyttä sopivasti ja arvioitu massa noin 2000-2500 kg kaikkine varusteineen, pitäisi päättää veneen edustama tyylisuunta. Matkanopeudeksi kaipailtaisiin noin 8 solmun nopeutta.
Kyydissä tullaan kuljettamaan sopivan kokoista dieselmoottoria, jonka tehtävänä on toimia generaattorina, maksimihyötysuhteella. Generaattori tuottaa akustolle ja sähkömoottor(e)ille tarvittavan sähköenergian ja tällä ketjutuksella pyritään taas kerran hyvään hyötysuhteeseen. Akusto mitoitetaan siten, että yksistään sen varassa päästään tarvittaessa noin 30 km matka.
Minkätyylinen perinteinen puuvene voisi sopia lähtökohdaksi projektiin?
Minkä verran moottoritehoa tarvittaisiin tämän kokoluokan veneen viemiseen aiotulla 8 KTS matkanopeudella?
Vaihtoehtoja on kaksi: rakentaa paatti alusta lähtien tai ostaa projekti. Jättimäistä kokemusta veneenrakennuksesta ei allekirjoittaneella vielä ole, mutta puutöistä yleisesti on kuitenkin suht. vahva ote. Projektin toinen vastuurakentaja on veistellyt pari limilautaista merisoutuvenettä hyvällä menestyksellä. Eniten ehkä kiinnostaisi rakentaa paatti alusta loppuun itse, kun siinä voisi samalla yrittää hieman optimoida tiettyjä osia rakenteesta käyttötarkoituksen mukaan.
-Sale
Mikäs tuo "Isäntä" on tuossa ensimmäisessä lauseessa?

Yhtälö 8-10 m vene, joka liikkuu vähäisellä energialla 8 Kn lienee haaveajattelua.

Veneen koon kasvattaminen 8:sta 10:een metriin nostaa veneen hinnan lähes kaksinkertaiseksi.
Rakenteet ja varusteet pitää olla vasttaavasti lujempia ja se nostaa hinnan.

Veneen tulis olla kevyt, kestävä, uppoumarunkoinen, nopea, käyttää kahta eri voimanlähdettä...

No sehän on purjevene, jossa akusto toimii paarlastina ja painon säästämiseksi diisseli on heivattu verkonpainoksi.
Akkuja ladataan rantasähköstä, auringosta, akseligenerattorilla purjehdittaessa ja tuulimyllyllä.

Runko tehtäisiin komposiittityypisesti laminoimalla puukuidusta ja epoksista.
Muotoilua olis hyvä lainata jo jostain valmiista ratkaisusta jo ihan rakenteiden kestävyyden takia.
(tuollaiset Punkaloiden ufot pikkasen arveluttavat, koska vesillä joskus pikkasen tuuleekin, niin mitäs niillä siten tehdään)

...

Nortti
PS. Yllä oleva teksti on minun näkemykseni asiasta, eikä välttämättä edusta yleistä näkemystä. Sinulla on oikeus olla eri mieltä. Pidätän oikeuden muuttaa käsitystäni. Scylla Ottiliana, https://www.youtube.com/ottilianasailing

Pellis
Viestit: 434
Liittynyt: 10.09.2007 20:57
Paikkakunta: Espoo
Viesti:

Re: Hybridipuuveneen periaatesuunnittelua

Viesti Kirjoittaja Pellis » 14.11.2009 23:47

Yksi asia joka estää sähköisen propulsion vaihtoehdon omassa veneessäni on kevättulva :-)
Oksa on puun kukkanen.

Kuha
Viestit: 49
Liittynyt: 24.01.2009 16:11
Paikkakunta: Turku

Re: Hybridipuuveneen periaatesuunnittelua

Viesti Kirjoittaja Kuha » 15.11.2009 23:54

Sauli Särkkä kirjoitti: Rakensin tämän paremman hyötysuhteen oletuksen lähinnä muutaman asian varaan:
- sähkömoottor(e)illa voidaan kääntää isompaa potkuria (en siis suunnittele niitä itse, CAD-kuvissa oli jonkinlaiset kapulat vain illustraatiomielessä, eli käytetään sieltä puolelta valmiita ja toimivia ratkaisuja) --> parempi potkurihyötysuhde
Väärin, runko rajoittaa potkurin koon. Myös dieselin perään voi laittaa vaihteen. Tehokkain tunnettu propulsiojärjestely on 2-t diesel ilman vaihdetta kiinteälapaisella potkurilla. Näissäkin runko sanelee potkurin koon. Tämä tehokkuus pätee toki vain tietyllä nopeudella, hitaasti mentäessä voidaan ottaa säätösiipipotkurit ja sähkö puheeksi.

EDIT:
Sähkö on parhaimmillaan monimoottoriasennuksissa. Jos kuormaa on vähän voidaan moottoreita sammuttaa kunnes jäljellejääville jää sopiva kuorma. Yhden moottorin sähköinen järjestelmä ei ole hyötysuhteeltaan hyvä vaikka kone kävisi vakiokierroksilla.
Vakiokierroksia voi ajaa myös suoralla potkurivedolla jos käytössä on säätösiipipotkuri. Kun veneen nopeus lähestyy nollaa heikkenee vakiokierroskoneen ja säätösiipipotkurin hyötysuhde varsin nopeasti (vispataan vettä paikallaan). Suunnanvaihdot yms. onnistuvat toki näppärästi.

Sähköinen propulsiojärjestelmä on hyvä myös niissä tapauksissa missä ns. hotellikuorma on suuri suhteessa keskimäärin käytössä olevaan propulsiotehoon. Jos haluat lillua kalastamassa polttaen samalla 2000W edestä lamppuja, voi sähköinen järjestelmä olla hyvä.

Nyt kannattaisi kysyä vielä kerran mihin projektilla pyritään:
-Polttomoottoririippuvuuden poistamiseen? Purje ja sähköperämoottori ajavat tuon asian. Sähkömoottorilla ja paneeleilla voi pärjätä yksistäänkin.
-Ympäristöystävällisyys? Valitsemalla polttoaineen sopivasti (etanoli, kaasu) voi asian hoitaa olemassaolevalla tekniikalla. Purjeet ja/tai sähkö ovat toinen keino.
-Alhaiset käyttökulut? Purjeet tulevat tässäkin esiin kuten vaihtoehtoiset polttoaineet. Sähköä rasittaa investointikulut.
Sauli Särkkä kirjoitti: - kontrarotatoiva potkuriratkaisu on energiatehokkaammaksi osoitettu, joskin on mekaanisesti monimutkaisempi
---> tarvittavan lisämekaniikan hyötysuhde on oltava loistava, ettei kahden potkurin hyöty huku mekaanisiin häviöihin (ymmärrettävästi)
Potkureiden tulisi olla eri kokoisia ja suunniteltu toistensa pariksi kyseiselle rungolle ja nopeudelle. Jos yrität niin kokeile saako toisen potkurin kierrosluvun säädettyä optimoimalla kokonaisvirrankulutus, voisi olla yksi tapaa mitata häviöiden minimikohta. CRP on luultavasti helpompi toteutta sähköllä kuin mekaanisesti. Grim wheel on helpompi toteuttaa mutta kummatkaan eivät ole helppoja.

Teoriassa vastakkain pyörivät potkurit säästävät laivassa sellaiset 8%-10% polttoainetta. Niitä olisi kaikkialla jos ne olisi helppo toteuttaa. Grim Wheel säästää teoriassa 2-3 prosenttia on on mekaanisesti helpompi toteuttaa (jälkimmäinen 'potkuri' on passiivinen). Nämäkään eivät ole yleisiä koska laskemista on paljon ja tuloksia ei voi taata ihan varmasti.

Tämän jälkeen tarvitaan vielä peräsin hukkaamaan hyötysuhdetta. Yksi tapa ratkaista asia on käyttää kiinteää akselivetoa ja vetävää podia vastapotkurina. Podi toimisi manööveerauksessa.

On myös huomattava että akselivedossa potkuri on harvoin optimaalisessa kulmassa suhteessa ohivirtaavaan veteen. Suuret risteilyalukset saavat osan sähköpropulsion häviöistä takaisin sillä että azipodit saa asennettua optimaalisesti virtaukseen nähden. Kokonaisuus ei siis kärsi, on vain kallis ratkaisu.
Sauli Särkkä kirjoitti: - oletan dieselmoottorin toimivan matkanopeudella alle parhaan hyötysuhteensa ja muilla nopeuksilla vieläkin alhaisemmilla hyötysuhteilla
---> diesel säädetään pyörimään optiminopeudellaan, sopivalla kuormituksella ja sitä myös parhaalla mahdollisella hyötysuhteella
Hupiveneillä näin voi olla. Laivoissa hyötysuhde optimoidaan yleensä 80%-85% maksimitehosta. Tällä teholla saavutetaan matkanopeus (no, hieman enemmän koska tiedetään että runkoon kasvaa näkkiä). Ehkä moottorin optimointia voisi kokeilla?
Sauli Särkkä kirjoitti: ----> geneneraattori --> akusto + moottori -ketjun pitää olla hyötysuhteeltaan, taas kerran, loistava, ettei tämä moottorin [marginaalisesti] parempi käyttöhyötysuhde huku muuntohäviöihin
Se häviää. En halua masentaa mutta ainakaan kylmiltään sen toteuttaminen ei onnistu. Samalla vaivalla voisit mahdollisesti parantaa moottorin hyötysuhdetta.
Sauli Särkkä kirjoitti: Siksi pitää tutkia tosiaan noita vaihtoehtoja. Eilen viimeksi kauhistelin perinteisen aggregaattien hyötysuhteita nettikaupoissa. Kymppiheppainen kone ja ulos saadaan noin 55..60% hyötysuhteella sähkövirtaa.
Sehän on fantastisen hyvin, en edes usko siihen! Suuren voimalakoneen hyötysuhde on hiukan alle 50% ja genun häviöt lisättynä olemme jossain 45% paremmalla puolella.

Panosta runkoon niin saat parhaimman hyötysuhteen. Katsopas vielä haku sanoilla efficiency rudder. Myös ilmakuplien puhaltaminen rungon läpi vähentää vastusta ( http://pof.tnw.utwente.nl/1_home/newsfi ... on_PRL.pdf" onclick="window.open(this.href);return false; )

Jos kaikki luvatut säästöt toteutuisivat pääsisimme varmaan yli 100% hyötysuhteeseen toteuttamalla kaikki eksoottiset tekniikat. Valitettavasti vertailukohteena on usein keskimääräisen huonosti toteutettu alus/moottori/komponentti.
Sauli Särkkä kirjoitti: Aivan...sanonko mistä. Jos meinaa päästä paikasta A paikkaan B hieman nätimmin, niin melkein pitäisi unohtaa nuo polttomoottorivehkeet ja mennä suoraan sähköllä, mars mars, eteenpäin. Ehkä sitten varasysteeminä joku helkkarin pikkuruinen varageneraattori kyytiin, muuten maasähkölatauksella ja aurinkokennoilla.
Niin minä tekisin tai sitten PTO/PTI akkujen kera satamamoottoriksi suoravetoisen dieselin rinnalle.
Sauli Särkkä kirjoitti: p*****e. Tästähän näyttää tulevan Shalom.
Aton oli aiemmin minun suosikkini, esiteltiin taannoin TM:ssä.
Shalomiin en ole vielä perehtynyt.

Viilari
Viestit: 101
Liittynyt: 21.07.2009 11:16

Re: Hybridipuuveneen periaatesuunnittelua

Viesti Kirjoittaja Viilari » 16.11.2009 18:54

http://doku.b.tu-harburg.de/volltexte/2009/689/" onclick="window.open(this.href);return false;
Tietoa Grimm potkurisysteemistä.

stablo
Viestit: 35
Liittynyt: 14.07.2009 21:20

Re: Hybridipuuveneen periaatesuunnittelua

Viesti Kirjoittaja stablo » 17.11.2009 18:28

Albica on tehnyt tuota (yhteistyössä Ponkalan kanssa) jo vuosia, vuosia... Sielä kannattaa kysellä, jakavat mielellään infoa sähkökoneista.

http://www.albica.com/" onclick="window.open(this.href);return false;

Sauli Särkkä
Viestit: 55
Liittynyt: 16.08.2009 19:06
Paikkakunta: Oulunsalo
Viesti:

Re: Hybridipuuveneen periaatesuunnittelua

Viesti Kirjoittaja Sauli Särkkä » 18.11.2009 14:58

Jahas, pyörän keksiminen onkin tapahtunut lähempänä kuin uskalsin toivoa :)

Pitäneepäs olla yhteydessä tuonne suunnalle, josko sieltä saisi merkittävästi apuja projektiin. Ainakin siellä näyttäisi olevan nuo lataus- ja moottorointiratkaisut jo aika hyvällä mallilla ja valmiiden ratkaisujen hyödyntäminen ei välttämättä olekaan ihan kauhea kirosana.

Homma jatkuu, nykyisistä kiireistä huolimatta.. ;)


-Sale

Kuha
Viestit: 49
Liittynyt: 24.01.2009 16:11
Paikkakunta: Turku

Re: Hybridipuuveneen periaatesuunnittelua

Viesti Kirjoittaja Kuha » 19.11.2009 14:22

Ameriikan ihme on tehty lasikuidusta mutta suoritusarvot ovat suunnilleen sitä mitä olet etsinyt: http://www.duffyboats.com/

Sellaiset 6h / 4 solmua vaikuttaa hyvältä mutta uusin Båtnytt kirjoitti että laitteessa ei välttämättä ole ylimääräisiä tehoja huonoon keliin. Vastaavissa veneissä (pienempi testattu ~7m) kun yleensä on ylimitoitetut 10hv-15hv dieselit. Kuulemma kätevä peli jos haluaa 12 henkeä (suurempi testatuista) kuljettaa sohvalla istuen jonnekin, ilman kiirettä, hyvällä säällä.

Tekniikkaa voi vähän luntata, on kuulemma vastaava kuin golfautoissa.

Mile
Viestit: 1176
Liittynyt: 25.02.2005 11:44

Re: Hybridipuuveneen periaatesuunnittelua

Viesti Kirjoittaja Mile » 19.11.2009 14:27

Tuossa voisi olla melko pienellä energialla kulkeva veneen malli. Siitä skaalaten sopivaan kokoon , ja hyttiä päälle tarpeen mukaan.
Puuvene001_1_05 Piirustuksessa lukee N:ro 23
http://kartat.kotka.fi/puuvenepiirustus/Standard/" onclick="window.open(this.href);return false;
Mile

Pellis
Viestit: 434
Liittynyt: 10.09.2007 20:57
Paikkakunta: Espoo
Viesti:

Re: Hybridipuuveneen periaatesuunnittelua

Viesti Kirjoittaja Pellis » 20.11.2009 0:21

Yksirunkoveneen pitää olla todella kevytrakenteinen kapea ja matala, jotta sähköpropulsio on kannattavaa, eli runkovastus riittävän pieni=pieni konetehon tarve. Yleensä näin tulee myös varsin kiikkeriä veneitä... Niinpä hyvin äkkiä päädytäänkin monirunkoisiin ratkaisuihin, koska pituus/leveyssuhteen kasvaessa 5-6 paremmalle puolelle alkaa tapahtua ihmeellisiä asioita 8} . Monirunkoisilla taas on suurempi ilmanvastus...Puusta rakentamalla saadaan kohtuullisen kevyttä, mutta sähköveneen kyseessä ollessa päätyisin kyllä suosiolla rimarakenteiseen, esim Duracoresta (sormijatkettua balsarimaa) tehtyyn sandwich-rakenteeseen, jossa on multiaksiaalit E-lasit pintakerroksina. Akuista saa kuitenkin melkoisen kivasti paarlastia, jolloin kapeallakin rungolla saavutetaan kohtuullinen vakavuus. Tutustu toki myös ns. box-keel runkorakenteeseen joka on helpohko tehdä vaikka vansasta. Sellainen Skiffi-tyypin runko jossa akut ja koneen saisi köliin, vähän kuin albatrossissa ikään....Haittapuolena on vain suurehko kitkavastus suuren vesipintapinta-alan ansiosta. Suosittelen jonkin veneensuunnitteluopuksen ostamista. Esim Rolf E Eliassonin ja Lars Larssonin Principles of Yacht Design on aika hyvä, jos tykkää suunnitella. Mikäli tekniikasta olet kiinnostunut niin osta jokin vanha Hyvä runko ja perehdy vain tekniikkaan, koska jo veneenrakennus ottaa tuhansia tunteja.
Oksa on puun kukkanen.

Avatar
terhohalme
Viestit: 212
Liittynyt: 15.04.2003 20:59
Paikkakunta: Kotka

Re: Hybridipuuveneen periaatesuunnittelua

Viesti Kirjoittaja terhohalme » 29.11.2009 12:23

Edellä olevissa kommenteissa on paljon myös asiaa, mutta ehkä vähän turhan sekavasti.

Jos tämä juttu on vielä akuutti, voitko ottaa yhteyttä:

Terho Halme
Veneteknologian koulutusohjelma
Kymenlaakson ammattikorkeakoulu
terho.halme(at)kyamk.fi
Vain jaettu tieto voi lisääntyä.

Vastaa Viestiin