I havner som denne i Ålesund kan førere av fritidsbåter ha nytte av sidepropeller som gjør det lettere å manøvrere. (Foto: Colourbox)
I havner som denne i Ålesund kan førere av fritidsbåter ha nytte av sidepropeller som gjør det lettere å manøvrere. (Foto: Colourbox)

Forskere lager båtpropeller etter legoprinsippet

Forskere har utviklet en ny og mer effektiv elektrisk motor for baugpropeller til fritidsbåter. Propellene blir bygget etter legoprinsippet.

Publisert

For å skreddersy motorer med ulik ytelse, har forskere utviklet standardiserte deler som kan settes sammen som legoklosser. Jo flere klosser, jo kraftigere motor.

Først av alt; hvis du lurer på hva en baugpropell er, så er svaret enkelt: Den bidrar til enkel og sikker manøvrering – og til at norske fritidshavner ikke blir en vase av småbåtførere som virrer hjelpeløst omkring og aldri kommer seg ut på bøljan blå.

Baugpropellen er – som navnet tilsier – plassert i baugen. For å gjøre manøvreringen enda bedre, kan båten også ha en propell bak. Det kalles en hekkthruster.

Forskere har nå utviklet en ny og effektiv elektrisk motor for slike sidepropeller.

Førsteamanuensis Helge Mordt ved Høgskolen i Østfold. (Foto: Privat)
Førsteamanuensis Helge Mordt ved Høgskolen i Østfold. (Foto: Privat)

– Motoren er kompakt og gir høy effekt. Styringselektronikken er integrert i selve motoren, og denne nærheten mellom elementene fører til blant annet mindre spenningstap i koblingene og mindre elektrisk støy. Moderne fritidsbåter har mye elektronisk utstyr som lett kan bli forstyrret; å redusere elektromagnetisk støy har derfor vært en viktig del av forskningen, forklarer Helge Mordt.

Mordt er forsker ved Høgskolen i Østfold, og har vært en viktig deltager i forskningsprosjektet til selskapet Sleipner Motor i Fredrikstad.

En avansert elektromotor

Den nye motoren er elektrisk. (Grafisk illustrasjon: Sleipner Motor)
Den nye motoren er elektrisk. (Grafisk illustrasjon: Sleipner Motor)

Der vanlige baugpropellmotorer har en gjennomsnittlig virkningsgrad på 70 prosent – resten av energien forsvinner i varmeutvikling – har den nye prototypen en virkningsgrad på over 90 prosent.

– Tidligere var det vanlig å bruke mye kobber i motoren, men her er det i stedet brukt permanentmagneter i det som kalles rotoren – altså den bevegelige delen av motoren. En permanentmagnet er en magnet som skaper et varig magnetfelt rundt seg. Dette magnetfeltet brukes til å drive rotoren i motoren rundt. Dette er en videreutvikling av teknologi som brukes i hybridbiler, og resultatet er rett og slett en veldig avansert elektromotor, sier Mordt.

Rotoren som er utviklet har ganske små permanentmagneter. Dermed er materialkostnaden ifølge utviklerne også lav sammenlignet med tradisjonelle motorer. Og siden varmeutviklingen er lavere enn i tradisjonelle motorer, kan denne motortypen også brukes lenger uten behov for aktiv kjøling.

Masseprodusert skreddersøm

Å lage en prototype på en motor er én ting. En helt annen utfordring er det å lage forskjellige motorvarianter med ulik yteevne uten å måtte spesialdesigne produksjonsutstyr til hver enkelt type.

– Utfordringen er å kunne skreddersy den motoren hver enkelt kunde vil ha, uten å brekke ryggen på investeringer i produksjonslinja, sier Ronny Skauen, utviklingsdirektør i Sleipner Motor.

Utviklingsdirektør Ronnys Skauen i Sleipner Motor ser for seg at motorteknologien etter hvert også kan brukes til elektrisk framdrift av fartøy og kjøretøy. (Foto: Sleipner Motor)
Utviklingsdirektør Ronnys Skauen i Sleipner Motor ser for seg at motorteknologien etter hvert også kan brukes til elektrisk framdrift av fartøy og kjøretøy. (Foto: Sleipner Motor)

I forhold til folketallet har Norge den største tettheten av fritidsbåter i verden, men ifølge Skauen snakker vi likevel om et begrenset marked. Det betyr at produksjonsvolumene blir relativt små, selv for en aktør med mer enn 100 års fartstid i markedet.

– Vi produserer kanskje 2000 årlig av én modell og 20 av en annen, mens andre varianter ikke nødvendigvis lages hvert år engang, sier Skauen.

Løsningen er å produsere motorer som i størst mulig grad består av standardmoduler som kan settes sammen omtrent som legoklosser.

– Gjennom dette prosjektet er vi i ferd med å utvikle et produksjonssystem der vi endrer motorens yteevne ved å bruke flere eller færre standarddeler. Vi vil for eksempel lage rotordeler som enkelt kan stables oppå hverandre. Når lengden på rotoren øker, øker også kraften i motoren, sier utviklingsdirektøren.

Uavhengig av hvor lang rotoren er, må den kunne kobles enkelt til statoren – den ikke-bevegelige delen av motoren – og til elektriske komponenter og bånddeler som forbinder motoren med det mekaniske drivverket.

– Skal vi lykkes med dette, må grunnenhetene ha samme diameter. Da kan vi sette dem sammen i mange forskjellige varianter, slik at vi både kan levere skreddersøm og automatisere store deler av produksjonen, forteller Skauen.

Motoren består av moduler som produsenten kan skalere for små og store båter. (Illustrasjon: Sleipner Motor)
Motoren består av moduler som produsenten kan skalere for små og store båter. (Illustrasjon: Sleipner Motor)

Flere bruksområder

Motorteknologien Sleipner har utviklet, har det som kalles høyt dreiemoment; som litt enkelt sagt handler om evne til å dreie rundt sin egen akse. Det betyr at teknologien også egner seg godt til å regulere kraft, ikke bare gi kraft.

– Den passer for eksempel perfekt for finnestabilisatorer, som sørger for at fartøy ikke ruller i sjøen, slik at det blir lettere å unngå sjøsyke, sier Mordt.

Sleipner Motor går nå videre med intensiv testing og forberedelse til industriell produksjon av den nye motortypen.

– Vi ser også for oss en ny forskningsfase der vi vil jobbe med utvikling av motorer med høyere effekt og spenning. Lykkes vi her, ser vi for oss at denne motorteknologien kan brukes til både sidepropellere, stabiliseringssystemer, ankervinsjer, ror- og styresystemer og etter hvert også til elektrisk framdrift av fartøy og kjøretøy, sier Skauen.

Ny systemplattform for elektriske drivlinjer i fritidsbåter og mindre yrkesfartøy

Forskningsprosjekt som har utviklet en mer effektiv elektrisk motor for sidepropellere – såkalte thrustere – til fritidsbåter og mindre yrkesfartøy. Prosjektet har videreutviklet avansert teknologi fra bilindustrien, med bruk av permanentmagneter og ved å integrere elektronisk styring i motoren. Forskningen har også hatt som mål å etablere et «modulært produksjonssystem» der standardiserte basiskomponenter kan brukes til å skreddersy motorer med ulik ytelse etter kundenes behov. Prosjektet er et samarbeid mellom Sleipner Motor AS og Høgskolen i Østfold. Oslofjordfondet har støttet prosjektet med 5 millioner kroner.