Elektromotoren für Boote: Die Antriebsart der Zukunft

Klimawandel, Rohstoffknappheit und steigende Preise lassen auch die Motorbootbranche nicht unberührt. Genauso wie auf den Straßen und in der Luft ist auch auf dem Wasser ein Umdenken und Umrüsten gefragt. Im Mittelpunkt stehen dabei neben anderen, grünen Technologien die Elektromotoren. Sowohl im Bereich der Außenborder als auch der Innenborder und anderer Antriebsformen ersetzen die leisen, umweltfreundlichen E-Motoren immer mehr Verbrenner. BOOTE beleuchtet die Vor- und Nachteile von Elektromotoren, stellt neueste Entwicklungen, Marken und Modelle vor und berichtet über ihre Funktionsweisen und Unterschiede.

Vorteile von Elektromotoren: Leise, klimafreundlich, wartungsarm

Den Zweck der E-Mobilität kennen wohl alle, da der Antrieb mittels Elektrik in der Automobilbranche bereits seit Längerem von sich reden macht. Klar, dass der Trend zum umweltfreundlichen Antrieb auch im Motorbootsport ankommt. Zumindest ist die Klimafreundlichkeit von Elektromotoren lange nicht mehr ihr einziger Vorteil. Die Liste der Pluspunkte ist lang:

• Elektromotoren haben eine deutlich bessere Klimabilanz als Verbrennungsmotoren – werden sie mit Ökostrom betrieben (oder etwa durch selbst erzeugten Solar- oder Windstrom), so ist ihr Betrieb sogar völlig klimaneutral.
• E-Motoren erzeugen keine schädlichen oder stinkenden Abgase und es werden keine Öle zum Schmieren der aneinanderreibenden Teile benötigt – darüber freuen sich nicht nur die Gesundheit und der Geruchssinn der Bootsbesatzung, sondern auch die Umwelt. Sie wird zum einen nicht durch Abgase belastet, zum anderen können keine Brennstoffe oder Öle ins Wasser gelangen.
• Der Betrieb von Elektromotoren ist wesentlich günstiger als der von Verbrennungsmotoren: Der Energieträger Strom ist wesentlich preiswerter erhältlich als fossile Brennstoffe wie Diesel oder Benzin – mal ganz abgesehen davon, dass diese immer knapper werden.
• Das ist aber nicht der einzige Grund, aus dem die laufenden Kosten eines E-Motors geringer ausfallen als die eines Verbrenners: Elektromotoren sind praktisch wartungsfrei. Nutzer sparen als auch hier Kosten – und Zeit!
• Ein ganz großer Pluspunkt ist auch die Lautstärke von Elektromotoren: Ihr Betrieb ist fast geräuschlos und man kann sich an Bord problemlos unterhalten oder dem Vogelgezwitscher und Wellenrauschen lauschen.
• Auch der Wirkungsgrad ist bei Elektromotoren viel besser als bei Verbrennern, da sie keine Leerlaufdrehzahl benötigen. Das bedeutet in der Praxis schon ein hohes Drehmoment ab der ersten Umdrehung und somit eine bessere Startbeschleunigung.
• Während man Verbrennungsmotoren teilweise aus eigener Kraft per Seilzug starten muss, reicht beim Elektromotor ein Knopfdruck aus. Auch die Drehzahl und -richtung kann oft stufenlos und ohne Gangschaltung geregelt werden. So sind E-Motoren insgesamt einfacher zu bedienen.
• Der einfache Wechsel von einer Drehrichtung in die andere ganz ohne Schaltung und die stufenlose Regelung sorgen für bessere Manövrierfähigkeiten als bei Booten mit Verbrennungsmotoren.
• Zusätzliche Überwachungs- oder Navigationshilfsmittel wie GPS, Berechnung der Restreichweite oder Stromverbrauch sind bei E-Motoren oft schon integriert, während derartige Extras bei Verbrennern oft nachgerüstet werden müssen bzw. nicht zur Basisausstattung gehören.
• Zu guter Letzt drohen Bootseignern, die auf einen Elektro-Antrieb setzen, garantiert keine Fahrverbote. Während man mit Verbrennern schon jetzt auf manchen Gewässern, wie zum Beispiel auf dem Bodensee, Probleme hat, wird man mit einem Elektromotor garantiert allen Abgasnormen gerecht.

Das hört sich beinahe danach an, als ob nichts gegen den Austausch von Verbrennern gegen E-Motoren spräche. Und das, obwohl in der Auflistung von Vorteilen noch nicht einmal das gute Gewissen als Pluspunkt mit aufgenommen ist: Klimafreundlichkeit. Die allermeisten Skipper möchten heutzutage nicht mehr nur Spaß um jeden Preis, sondern auch morgen noch saubere Gewässer und eine intakte Natur.

Nachteile: Was gegen Elektromotoren spricht

Obwohl sowohl der Klimagedanke als auch die fortschreitende Entwicklung, die immer mehr Nachteile der E-Mobilität in den Griff bekommt, klar für Elektromotoren sprechen, gibt es immer noch einige Kehrseiten der emissionsarmen Antriebsart. Die allermeisten Minuspunkte drehen sich um die Batterien oder Akkus, die als Stromspeicherquellen an Bord dienen und den Betrieb der E-Motoren erst möglich machen. Sehr kleine Elektroaußenbordmotoren haben meist einen integrierten Akku, den man herausnehmen und wechseln kann. Größere, elektrische Bootsmotoren werden in der Regel durch fest an Bord installierte Batterien betrieben.

Folgende Nachteile hindern Elektromotoren bislang noch daran, Verbrenner gänzlich zu verdrängen:

• Begrenzte Reichweite: Batteriebetrieb begrenzt die Strecke im Vergleich zu Verbrennungsmotoren
• Längere Aufladezeiten: Batterieaufladung kann zeitaufwendig sein, längere Ausfallzeiten
• Leistungsbeschränkung bei hohen Geschwindigkeiten: Weniger Leistung und Beschleunigung bei hohen Geschwindigkeiten
• Ladeinfrastruktur fehlt: Mangelnde Ladestationen können die Planung einschränken
• Gewicht der Batterien: Batteriegewicht beeinflusst Manövrierfähigkeit und Geschwindigkeit
• Anschaffungskosten: Anfangsinvestitionen sind oft höher
• Eingeschränkte Modellvielfalt: Auswahl an Elektromodellen ist begrenzt

Viele der Nachteile von Elektromotoren werden durch neue Entwicklungen immer mehr wettgemacht. Bereits in den letzten Jahren hat sich unglaublich viel getan und es ist noch viel mehr zu erwarten in Zukunft.

Bei manchen Mankos schaffen Mischsysteme wie zum Beispiel Hybridantriebe bereits Abhilfe, wo sowohl Elektro- und Verbrennungsmotoren am Werk sind. Auch die Hinzunahme eines Generators zum System kann für größere Reichweiten sorgen und Boote mit Elektromotoren hochseetauglich machen. Aber auch neue Technologien, die bereits in den Startlöchern sind, werden künftig für noch bessere Lösungen bei der Batterien-Problematik sorgen.

Unterschiede und Kennzeichen: Welche Arten von Elektromotoren gibt es?

Hat man sich erst einmal dazu entschieden, auf Elektro umzurüsten oder möchte man das neue Boot mit E-Motor kaufen, so steht man vor der Frage: Welcher Elektromotor ist der richtige?

Wieviel Leistung braucht mein E-Motor?

Vor allem gilt es herauszufinden, wie viel Leistung der E-Motor bringen muss. Ist man untermotorisiert unterwegs, so bedeutet das nicht bloß ein schlechtes Vorankommen, insbesondere bei Wind und Wellengang, sondern vor allem auch unzureichende Manövrierfähigkeit. Bei der Wahl der Motorleistung müssen Rumpfform, Länge und Gesamtgewicht des Bootes berücksichtigt werden. Außerdem spielt das Gewässer, das befahren werden soll, eine Rolle. Um gegen Strömungen anzukommen oder um mit stärkerem Seegang fertig zu werden, braucht ein Motor logischerweise mehr Leistung als in stehenden Gewässern oder bei nur leichten Strömungen.

Als Faustregel kann man sich dazu merken: Pro Tonne Verdrängung, also Bootsgewicht, werden auf Gewässern ohne Strömung mindestens ein Kilowatt Leistung benötigt, auf offener See oder Gewässern mit Strömung mindestens 2,5 Kilowatt. Nochmal einiges drauflegen muss man, wenn man ein Boot ins Gleiten bringen möchte – da der Verbrauch bei der hierfür benötigten Power auch extrem steigt, sind Elektromotoren für diesen Zweck noch immer die zweite Wahl. Zu schnell entleeren sich die Batterien, wenn man mit Höchstgeschwindigkeit fährt.

Während man bei Verbrennungsmotoren immer noch hauptsächlich die alte Einheit für Leistung „PS“, also Pferdestärken, verwendet, spricht man im Bereich der Elektromotoren immer von kW, also Kilowatt. Die Umrechnung zwischen den beiden Einheiten lautet vereinfacht: 1 PS = 0,75 kW.

Für maximale Schubkraft: Die Wahl des richtigen Propellers

Wie viel von der Leistung des Motors letztendlich tatsächlich das Boot antreibt, hängt maßgeblich von der Wahl des richtigen Propellers ab. Der Propeller muss zum Motor, zur Rumpfform und zur Verdrängung des Bootes passen – anhand dieser Daten sollte ein Fachmann entscheiden, welcher Propeller der richtige ist. Bootsmotoren mit höherer Drehzahl passen mit kleineren Propellern zusammen. Umgekehrt verlangen Motoren mit niedrigerer Drehzahl nach größeren Schrauben. Letztere Kombination steht in der Regel für einen höheren Wirkungsgrad. Neben dem Durchmesser ist die Steigung eine sehr wichtige Kennzahl des Propellers – auch sie muss genau auf das restliche Antriebssystem und das Boot abgestimmt sein. Es gibt auch verstellbare Propeller, bei denen die Steigung an die jeweilige Betriebssituation angepasst werden kann. Das garantiert maximale Vortriebsleistung bei jedem Drehmoment. Die zumeist aus Kunststoff hergestellten verstellbaren Propeller bringen aber auch Nachteile mit sich, wie zum Beispiel einen schnelleren Verschleiß. Von Bootsführern erhalten sie durchwachsene Bewertungen.

Ansonsten unterscheiden sich die Propeller von Elektromotoren genauso wie die aller anderen Bootsmotoren noch durch ihr Material (Alu, Edelstahl, Kunststoff) und die Anzahl der Propellerblätter (meist drei oder vier).

Wann lohnt sich eine stufenlose Schaltung?

Einer der Vorteile von Elektromotoren besteht darin, dass sie stufenlos gesteuert werden können. Damit ist zum einen eine sehr präzise Regelung der Geschwindigkeit möglich, zum anderen garantiert die stufenlose Schaltung höchste Effizienz. Elektromotoren mit stufenloser Schaltung sind aber auch teurer in der Anschaffung. Deswegen sollte man den Zweck seines Bootes genau überdenken, bevor man eine Entscheidung trifft in Bezug auf die Schaltung. Eine stufenlose Schaltung ergibt vor allem dann Sinn, wenn man die Geschwindigkeit sehr präzise „dosieren“ muss, also zum Beispiel beim Vertikalangeln. Aber auch in höheren Leistungsbereichen ist eine Stufenschaltung oft hinderlich, da zwischen den Gängen größere Sprünge sind und die gleichmäßige Fahrt durch das Schalten gestört werden kann.

Elektrische Außenborder: Die Klassiker unter den E-Antrieben

Grundsätzlich kann praktisch jede Art von Bootsmotor durch einen Elektromotor ersetzt werden. Am häufigsten kommen Elektromotoren als Außenborder zum Einsatz. In den niedrigeren Leistungsbereichen sind sie dabei schon gang und gäbe, in höheren noch eher die Ausnahme. Wer ein mit Außenborder betriebenes Boot auf Elektromotor umrüsten möchte, der kann das mitunter sogar selbst erledigen. Außenborder lassen sich bekanntlich einfach montieren und demontieren. Handelt es sich jedoch um ein umfangreicheres System mit größerer Batteriebank und weiteren Komponenten, so sollte die Montage von einem Fachmann bzw. -betrieb durchgeführt werden.

Fast alle Elektroaußenborder werden mit verschiedenen Schaftlängen angeboten, sodass zu jedem Bootstyp das passende Modell zur Verfügung steht. Ausschlaggebend bei der Wahl der Schaftlänge ist die Höhe des Motorspiegels, die sich aus der Distanz zwischen Unterkante des Bootsrumpfes und Oberkante des Motorspiegels ergibt.

Vorher Brennstofftanks, nachher Batterien: Umrüstung von Innenbordern auf Elektromotoren

Auf alle Fälle sollte der Austausch eines herkömmlichen Innenborders gegen einen Elektromotor von entsprechenden Fachkräften durchgeführt werden. An die Stelle des Verbrennungsmotors kommt dann der Elektromotor und dort, wo sich die Treibstofftanks befanden, finden die Batterien Platz. Die Wellenanlage kann in der Regel wieder verwendet werden. Neben der komplizierteren Montage bietet ein Innenborder im Vergleich zum Außenborder auch einige Vorteile: Er ist nicht sichtbar und ragt nicht ins Heck hinein. Außerdem ist es praktisch unmöglich, ihn zu stehlen.

Die Batterien eines Elektromotors

Auch die Batterien sind Teil des elektrischen Antriebssystems und müssen zu Motor, Boot und den eigenen Bedürfnissen passend gewählt werden. Oben steht bereits einiges zu dem Thema – zum Beispiel welche unterschiedlichen Arten von Batterien es gibt, was sie kosten und welche Lademöglichkeiten es gibt.

Welche Reichweite haben Elektromotoren denn nun? Mit welcher Speicherkapazität kommt man wie weit? Pauschal lässt sich diese Frage natürlich nicht beantworten. Die Bedingungen auf dem Wasser variieren sehr viel mehr als beispielsweise auf der Straße. Trotzdem kann man zumindest grobe Berechnungen anstellen: Möchte man mit einem Motor, der 10 Kilowatt Leistung hat, sechs Stunden fahren, so benötigt man 60 Kilowattstunden Energie. Daraus lässt sich schließlich die erforderliche Kapazität der Akkus berechnen. Natürlich sind den Speichermöglichkeiten Grenzen gesetzt – aus Platz- und Gewichtsgründen oder aber auch aus finanzieller Hinsicht. Erweitern lässt sich die Reichweite durch den Betrieb eines Generators oder durch Möglichkeiten der Energierückgewinnung oder Nutzung von Sonnen- oder Windenergie.

Eine Batterieanzeige gehört auf jeden Fall zur Minimalausstattung von elektrischen Antriebssystemen und informiert Skipper über die Restlaufzeit der Akkus.

Regeln und Vorschriften: Was müssen E-Skipper auf dem Wasser beachten?

Der einfache Betrieb von Elektromotoren, der nur wenige Kenntnisse in Bedienung, Wartung und Technik erfordert, darf nicht zu Leichtsinn führen. Auch für das Führen von Booten mit Elektroantrieb ist ab 15 PS Motorleistung der Besitz des Sportbootführerscheins verpflichtend. Und auch ansonsten sollten Skipper über das nötige Know-how zu Fahrtgebiet, Verkehrsregeln, technischem Equipment, Sicherheitsausrüstung usw. verfügen. Auch bedeutet ein umweltfreundlicher Elektroantrieb nicht gleich, dass man überall motorisiert fahren darf, wo für Verbrenner Fahrverbote gelten. Manche Gebiete stehen unter strengem Naturschutz und sind sowohl für E- wie auch für Verbrennungsmotoren tabu. Kurzum: Vor Fahrtantritt müssen Informationen zu Vorschriften und Regelungen eingeholt werden!

Der Markt der Elektroantriebe: Wer dominiert ihn und was gibt es Neues?

Weil die Neuheiten und Innovationen sich im Bereich der elektrischen Bootsantriebe geradezu überschlagen, liefert BOOTE regelmäßig Testberichte und Vergleiche. Die neuesten Modelle werden vorgestellt und unter die Lupe genommen. Entsprechen die Herstellerdaten den Fakten? Welche High Tech Features sind in der Praxis wirklich hilfreich, welche nur überflüssiger Schnickschnack? Mit BOOTE behalten Sie den Überblick in der rasant wachsenden Welt der Elektromotoren.

Sind Elektromotoren wartungsfrei?

Der Punkt Wartung ist schnell abgehakt. Das Fehlen von Nebenaggregaten sowie von Kühl- und Schmiersystemen lässt die meisten Wartungsaufgaben, die beim Verbrenner anfallen, beim Elektromotor entfallen.

Im laufenden Betrieb müssen hauptsächlich Sichtkontrollen durchgeführt werden. Lediglich die Opferanoden müssen in regelmäßigen Abständen getauscht werden. Wartungsintervalle für Überholungen oder Kontrollen in Werkstätten sind zwar auch vorgesehen, jedoch ist dabei oft nur die elektronische Überprüfung der Einstellungen und Parameter vorzunehmen. Etwa alle fünf Jahre müssen die Wellendichtungen getauscht werden. Eine Einwinterung ist nicht nötig beim Elektromotor.

Obwohl Elektromotoren in der Regel sehr störungsarm laufen, kann es natürlich trotzdem mal zu Problemen oder Schäden kommen. Wer nicht vom Fach ist, sollte dann lieber eine Werkstatt aufsuchen und Profis die Fehlerquelle suchen und beheben lassen.

Die Lebensdauer der Batterien hängt von ihrer Art und davon, wie oft sie ent- und beladen werden, ab. Verkürzt wird sie durch Tiefenentladung, extreme Temperaturen und Schnellladung. Hochwertige Batterien können bei optimalem Handling bis zu zehn Jahren alt werden. Der Durchschnitt liegt jedoch deutlich darunter.

Das Umrüsten beginnt im Kopf

Die Zukunft des Bootsantriebs ist leise, klimafreundlich und geruchsneutral. Das werden nach und nach auch Kritiker der Elektromotoren einsehen – spätestens dann, wenn Verbrennungsmotoren im Vergleich zu E-Motoren keine Vorzüge mehr bieten.

Bis dahin dürfen sich schon viele andere Bootsführer darüber freuen, ihren geliebten Wassersport so ausüben zu können, dass Gewässer und Umwelt keinen Schaden davon tragen.

BOOTE begleitet Sie bei der Umrüstung auf oder dem Neukauf von Elektromotoren – damit Sie nicht nur dank des guten, grünen Gewissens, sondern auch aufgrund von bester Motor Performance weiterhin maximalen Spaß auf dem Wasser haben!