1.2 Sähkövenemoottoreiden teho ja nopeus

Seuraavasta videosta ja artikkelista löydät tietoa uppoumarunkoisten (moottori- ja purjeveneiden) sekä liuku-, puoliliuku- ja hydrofoil-veneiden tehosta.

Tehon tarve riippuu veneestäsi ja ajotavastasi. Virtaviivaisilla purjeveneillä tai monirunkoisilla veneillä tarvitaan usein vähemmän tehoa hyvään ohjattavuuteen kuin yksirunkoisella teräsveneellä. Jos etsit vain apumoottoria (tyynen kelin moottoria) kiinnittymiseen ja irrottautumiseen, vähempikin teho riittää. Liuku- ja puoliliukuveneissä tarvitaan kuitenkin selvästi enemmän tehoa, ja laskenta on tällöin hieman monimutkaisempaa.

Käsite minimiteho tarkoittaa veneelle ominaista tehoa, jota se tarvitsee hyvään ohjattavuuteen. Tähän vaikuttaa pääasiassa paino. Mitä raskaampi vene on, sitä suurempi moottorin teho tarvitaan. Muita tekijöitä ovat virtaus ja sääolosuhteet sekä rungon muoto.

Maksiminopeus riippuu pääasiassa veneestäsi, eikä niinkään moottorista. Sähkömoottori vie veneesi ongelmitta samaan nopeuteen kuin polttomoottori. 

Korkeilla nopeuksilla energiankulutus on kuitenkin myös erittäin korkea. Jos sinulla on vene, jonka runkomuoto soveltuu liukuun ja olet asentanut riittävän tehokkaan moottorin, voit luonnollisesti saavuttaa liukuajon veneelläsi.

Erotaan uppoumarunkoisiin, puoliliukuviin ja liukuviin veneisiin. Uppoumarunkoisessa ajossa tarvitaan vähiten sähköä. Esimerkiksi noin 0,5 kW tonnia veneen painoa kohden riittää tuomaan veneen jo 70 % runkonopeudesta. Nopeuteen, joka on noin 80 % runkonopeudesta, sähkönkulutus on suhteellisen pieni. Sen jälkeen sähkönkulutus kasvaa nopeasti, vaikka vene ei enää merkittävästi nopeudu.

Jos nopeus halutaan kaksinkertaistaa, tarvitaan noin kahdeksankertainen teho. Tästä syystä erityisesti sähkömoottoreilla kannattaa kiinnittää huomiota taloudelliseen nopeuteen, jotta ajoaika olisi mahdollisimman pitkä. Usein tämä nopeus on jopa alueellisen nopeusrajoituksen yläpuolella. Jos painat kaasun pohjaan, uppoumarunkoinen veneesi ei juuri nopeudu, mutta kuluttaa eksponentiaalisesti enemmän sähköä. Tämän yhteyden näet hyvin seuraavasta kaaviosta:

Periaatteessa veneiden runkomuodoissa erotetaan uppoumarunkoiset ja liukuvat veneet. On myös puoliliukuvarunkoisia ja aivan hiljattain on tullut mukaan myös lentorunkoisia veneitä.

Uppoumarunkoisille veneille suosittelemme noin 2 kW tehoa venekiloa kohden, jotta veneesi ohjattavuus säilyy hyvänä. Jos liikut rannikolla tai vesillä, joissa on voimakas virtaus, suosittelemme jopa 3 kW. Jos käytät moottoria vain apumoottorina, voit käyttää myös pienempää moottoria. Suosittelemme kuitenkin vähintään 1 kW tehoa venekiloa kohden.

Uppoumarunko tarkoittaa venettä, joka syrjäyttää aina täsmälleen saman verran vettä kuin sen paino on. Yksikään uppoumarunko ei voi ylittää runkonopeuttaan, eli ohittaa keulan aiheuttamaa aaltoa perällään ajon aikana. Runkonopeus riippuu ainoastaan veneen vesilinjan pituudesta. Mitä pidempi vesilinja, sitä suurempi on myös teoreettinen runkonopeus.

Periaatteessa jokainen vene käyttäytyy paikallaan tai hitaassa vauhdissa kuin uppoumarunko. Liukuvarunko taas pystyy rungon muodon ansiosta nousemaan veden pinnalle ja liukumaan sitä pitkin nopeuden kasvaessa. Liukuun pääsemiseksi on eduksi sileä, pitkä runko ja leveä perä. Tällöin runkonopeus ylitetään reilusti, koska vedestä nousemisen jälkeen myös veden vastus katoaa. Liukuvan veneen maksiminopeus määräytyy sekä moottorin tehon että ilmanvastuksen mukaan.

Veneen paino on tärkein tekijä, joka vaikuttaa moottoritehon mitoitukseen. Jos veneellä halutaan saavuttaa liukuva ajo, on erityisen tärkeää tietää veneen likimääräinen paino. Jos haluat tietää sen tarkalleen, voit käyttää sopivaa vaakaa. Esimerkiksi nosturivaakaa voidaan käyttää tähän tarkoitukseen.

Veneesi painon kuormattuna tulisi sisältää kaiken varusteiden ja henkilöiden painon. Tärkeä lähtökohta on veneesi omapaino. Lähde liikkeelle veneen suurimmasta henkilömäärästä ja lisää henkilöiden paino (ohjearvo = 75 kg per henkilö). Ota huomioon myös muut osat, kuten moottori, akut ja ankkuri. Lopuksi arvioi muun varustuksen paino veneessäsi. Voit myös laskea mukaan lisäturvamarginaalin.

Liukuajoon tarvitaan merkittävästi enemmän moottoritehoa kuin uppouma-ajoon. On tärkeää, että veneesi runkomuoto soveltuu liukuun. Lisäksi veneen tulisi olla mahdollisimman kevyt tai siinä tulisi olla vähän kuormaa, sillä teho riippuu myös voimakkaasti veneen painosta. Koska liukuun siirtyminen riippuu voimakkaasti veneen runkomuodosta ja tätä on vaikea ottaa tarkasti huomioon laskelmissa, on tämä arvo ainoastaan suuntaa-antava.

Arvo on asetettu hyvin matalaksi ja se lasketaan sen tehon perusteella, joka tarvitaan saavuttamaan 2,8-kertainen runkonopeus, jossa vene yleensä siirtyy liukuun. Konservatiivisempia suunta-arvoja ovat 50–70 hv per tonni veneen painoa, jota liukuun tarvitaan. Haluamme antaa teille ensikatsauksen siitä, millaisia moottoreita ja valmistajia tällä alueella on, ja neuvomme teitä mielellämme yksilöllisessä projektissanne.

Liukuun siirtyminen tapahtuu noin 2,8-kertaisella runkonopeudella, mikä vaihtelee tietysti veneestä riippuen. Siksi veneet, joiden runkonopeus on pienempi, pääsevät myös nopeammin liukuun. Tällä hetkellä nopeusennätys sähköveneellä on 142,6 km/h. Tämä on tietenkin saavutettu erityisesti tätä tarkoitusta varten rakennetulla veneellä ja testiradalla. Markkinoilla on kuitenkin jo sarjavalmisteisia sähköveneitä, jotka voivat saavuttaa lähes 50 solmun eli 92,6 km/h nopeuden. Kuten huomaatte, sähkömoottorillakin voi ajaa nopeammin kuin poliisi sallii. Pidemmille venematkoille suositellaan kuitenkin maltillista nopeutta. Lisäksi vesillä on luonnollisesti noudatettava voimassa olevia nopeusrajoituksia.

Lisäksi on olemassa myös puoliliukuvia runkoja, jotka ovat yhdistelmä siirtymä- ja liukuvista rungoista. Puoliliukuvat veneet pystyvät nousemaan keula-aallolleen ja osittain ohittamaan sen. Näin ne voivat saavuttaa suurempia nopeuksia, noin 2–2,5-kertaisen runkonopeuden. Ne eivät kuitenkaan pysty täysin siirtymään liukuun. Puoliliukuvien runkojen ideana on, että suurempia nopeuksia saavutetaan samalla energiamäärällä.

Jos sinulla on liukuvarunkoinen vene, sinun tulisi ajaa joko siirtymänopeudella tai liu'ussa. Puoliliuku on hyvin epäekonomista, koska suuri keula-aalto muodostuu ja aiheuttaa veneellesi suuren vastuksen. Jos veneesi ei sovellu liukuun tai moottoriteho ei riitä, et pysty ylittämään tätä keulaaaltoa vaan työnnät sitä edelläsi.

Puoliliukuessa menetetään paljon energiaa ja veneesi nopeus kasvaa vain vähän. Sähköveneissä virrankulutus kasvaa huomattavasti, jolloin toimintamatka ja ajoaika vähenevät merkittävästi. Lisäksi suuri aalto häiritsee muita veneilijöitä ja vesiliikkujia sekä voi vahingoittaa rantavalleja.

Uusin kategoria tässä runkomuotojen luokassa ovat "lentäjät". Veneissä on foilit (kellukkeet), jotka pitävät veneen vedessä ja vakauttavat sitä. Vene nousee veden pinnalle nopeuden kasvaessa ja pysyy vedessä vain kellukkeiden varassa. Vene ei kosketa vettä kuten liukuessa, vaan lentää myös suurempien aaltojen yli. Siksi näyttää siltä, että vene lentäisi.

Moottori sijaitsee yleensä veden alla ja huolehtii etenemisestä. Siirtymävaiheessa lentoonlähtöön tarvitaan hetkellisesti paljon tehoa. Esimerkiksi Candela 7:ssa (noin 1 700 kg kuormattuna) tarvitaan hetkellisesti noin 50 kW, jotta vene saadaan lentoon. Tämän jälkeen lentovaiheessa tarvitaan vain 5 kW tunnissa, jotta vene saavuttaa 22 solmun matkanopeuden (maksimi 30 solmua). Tämä tekee veneestä noin 10 kertaa tehokkaamman kuin perinteinen liukuvene. Foiling on toki ollut jo pitkään käytössä purjeveneissä ja surffilaudoissa. Uusimman tekniikan ja ohjelmistojen ansiosta foilaus tulee tulevaisuudessa myös suurempiin veneisiin ja lauttoihin, mikä muuttaa vesiliikennettä perusteellisesti. Tunnetuimpia ovat ruotsalaisen Candela-yhtiön veneet.