قارب كهربائي

في حين أن الغالبية العظمى من الأوعية المائية تعمل بمحركات الديزل ، حيث تحظى محركات الشراع ومحركات البنزين بشعبية كبيرة ، فقد تم استخدام القوارب التي تعمل بالكهرباء لأكثر من 120 عامًا. كانت القوارب الكهربائية تحظى بشعبية كبيرة من 1880 حتى 1920s ، عندما احتل محرك الاحتراق الداخلي الهيمنة. منذ أزمات الطاقة في سبعينيات القرن العشرين ، ازداد الاهتمام بمصدر الطاقة البحرية الهادئ والمتجدد على نحو مطرد مرة أخرى ، خاصة عندما أصبحت الخلايا الشمسية متاحة ، ولأول مرة ، صنعت زوارق بخارية ذات نطاق لا نهائي مثل المراكب الشراعية. ربما تم بناء أول قارب شمسي عملي في عام 1975 في إنجلترا. أول المراكب الشراعية الكهربائية التي قامت بجولة حول العالم ، بما في ذلك عبر قناة بنما ، مع التقنيات الخضراء فقط هي EcoSailingProject.

التاريخ

مبكرا
تم تطوير قارب كهربائي مبكر من قبل المخترع الألماني موريتز فون جاكوبي في عام 1839 في سان بطرسبرج ، روسيا. كان قاربًا بطول 24 قدمًا (7.3 متر) يحمل 14 راكبًا في 3 أميال في الساعة (4.8 كم / ساعة). تم عرضه بنجاح على الإمبراطور نيكولاس الأول من روسيا على نهر نيفا.

العصر الذهبي
استغرق الأمر أكثر من 30 عامًا من تطوير البطارية والسيارات قبل أن يصبح القارب الكهربائي اقتراحًا عمليًا. تمتعت طريقة الدفع هذه بشيء من العصر الذهبي من حوالي 1880 إلى 1920 ، عندما أصبحت المحركات الخارجية التي تعمل بالبنزين هي الطريقة السائدة.

قام غوستاف تروفي ، المهندس الكهربائي الفرنسي ، بتسجيل براءة اختراع على محرك كهربائي صغير في عام 1880. واقترح في البداية أن المحرك يمكنه تشغيل مجموعة من عجلات المجداف لدفع القوارب على الماء ، ثم جادل في وقت لاحق لاستخدام المروحة بدلاً من ذلك.

كان المهاجر النمساوي لبريطانيا ، أنتوني Reckenzaun ، دور فعال في تطوير أول القوارب الكهربائية العملية. أثناء عمله كمهندس لشركة الطاقة الكهربائية للتخزين ، تولى الكثير من العمل الأصلي والرائد في مختلف أشكال الجر الكهربائي. في عام 1882 قام بتصميم أول إطلاق كهربائي كبير مدفوع بواسطة بطاريات التخزين ، وأطلق عليه اسم القارب. كان القارب لهيكل فولاذي وكان طوله أكثر من 7 أمتار. تم إخفاء البطاريات والمعدات الكهربائية من تحت منطقة الجلوس ، مما يزيد من أماكن إقامة الركاب. استخدمت القوارب لرحلات التنزه الترفيهي إلى أعلى وأسفل نهر التايمز وقدمت رحلة سلسة ونظيفة وهادئة. يمكن أن يعمل القارب لمدة ست ساعات ويعمل بسرعة متوسطة تبلغ 8 أميال في الساعة.

أسس Moritz Immisch شركته في عام 1882 بالشراكة مع William Keppel ، 7th Earl of Albemarle ، المتخصص في تطبيق المحركات الكهربائية للنقل. وظفت الشركة ماغنوس فولك كمدير في تطوير قسم الإطلاق الكهربائي. بعد 12 شهرًا من العمل التجريبي الذي بدأ في عام 1888 بركوب قارب راندان ، كلفت الشركة تشييد أجسام تم تجهيزها بأجهزة كهربائية. تم إنشاء أول أسطول في العالم للتأجير الكهربائي ، مع سلسلة من محطات الشحن الكهربائية ، على طول نهر التايمز في عام 1880. تظهر خريطة للمتعة في نهر التايمز تعود إلى عام 1893 ، ثماني محطات شحن لإطلاق الكهرباء ، بين كيو (ستراند أون ذا غرين) وريدينغ (كافيرزهام). قامت الشركة ببناء مقرها في جزيرة تسمى Platt’s Eyot.

من عام 1889 وحتى قبل الحرب العالمية الأولى بقليل ، شهد موسم القوارب والقوارب البحرية القوارب الكهربائية الصامتة في طريقها صعوداً وهبوطاً.

كانت عمليات الإطلاق الكهربائية للشركة تستخدم على نطاق واسع من قبل الأغنياء كنقل على طول النهر. تم بناء السفن الكبرى من خشب الساج أو الماهوجني وتم تأثيثها بترف ، مع نوافذ زجاجية ملونة وستائر حريرية ووسائد مخملية. كلف وليام سارجنت شركة Immisch ببناء ماري جوردون في عام 1898 لصالح مجلس مدينة ليدز لاستخدامها في بحيرة راوندهاي بارك – لا يزال القارب على قيد الحياة ويتم حاليا ترميمه. يمكن لحافلة المتعة الفاخرة هذه التي يبلغ طولها 70 قدمًا حمل ما يصل إلى 75 راكبًا براحة تامة. تم تصدير عمليات الإطلاق في مكان آخر – تم استخدامها في منطقة البحيرات وجميع أنحاء العالم.

في عام 1893 ، تم إطلاق عمليات إطلاق معرض شيكاغو وورلد ريفير 55 التي تم تطويرها انطلاقاً من أعمال أنتوني ريككينزون لأكثر من مليون مسافر. كانت القوارب الكهربائية تحظى بشعبية مبكرة بين عامي 1890 و 1920 ، قبل أن يؤدي ظهور محرك الاحتراق الداخلي إلى خروجها من معظم التطبيقات.

معظم القوارب الكهربائية في هذا العصر كانت عبارة عن زوارق صغيرة في مياه غير المد والجزر في وقت كان فيه بديل الطاقة الوحيد هو البخار.

انخفاض
مع ظهور محرك خارجي يعمل بالبنزين ، انخفض استخدام الطاقة الكهربائية على القوارب من عشرينيات القرن الماضي. ومع ذلك ، في حالات قليلة ، استمر استخدام القوارب الكهربائية منذ أوائل القرن العشرين وحتى يومنا هذا. يقع أحدها على بحيرة كونيجسي ، بالقرب من بيرشتسجادن في جنوب شرق ألمانيا. هنا تعتبر البحيرة حساسة للبيئة بحيث تم حظر الزوارق البخارية والبخارية منذ عام 1909. وبدلاً من ذلك قامت شركة Bayerische Seenschifffahrt وأسلافها بتشغيل أسطول من عمليات الإطلاق الكهربائية لتوفير خدمة ركاب عامة على البحيرة.

تم بناء أول غواصات تعمل بالطاقة الكهربائية في تسعينيات القرن التاسع عشر ، مثل غواصة الأسبانية بيرال ، التي تم إطلاقها في عام 1888. ومنذ ذلك الحين ، تم استخدام الطاقة الكهربائية بشكل حصري تقريبًا لتشغيل الغواصات تحت الماء (تقليديًا بواسطة البطاريات) ، على الرغم من أن الديزل كان يُستخدم بشكل مباشر تشغيل المروحة على السطح حتى تطوير ناقل حركة الديزل والكهرباء بواسطة البحرية الأمريكية في عام 1928 ، والذي كان يتم تشغيل المروحة فيه دائمًا بواسطة محرك كهربائي ، أو طاقة قادمة من البطاريات أثناء غمرها أو مولدات الديزل عند ظهورها.

تم تمديد استخدام الوقود المشترك والدفع الكهربائي (المركب بالديزل أو الغاز ، أو CODLOG) تدريجياً على مر السنين إلى الحد الذي تستخدم فيه بعض البطانات الحديثة مثل كوين ماري 2 المحركات الكهربائية للدفع الفعلي ، مدعوماً محركات توربينات الديزل والغاز. وتشمل المزايا القدرة على تشغيل محركات الوقود بسرعة مثالية في جميع الأوقات والقدرة على تركيب محرك كهربائي في كبسولة يمكن تدويرها بمقدار 360 درجة لزيادة القدرة على المناورة. لاحظ أن هذا ليس في الواقع زورقا كهربائيا ، وإنما هو نوع من الدفع الكهربائي أو الديزل التوربيني أو الكهربائى ، يشبه محرك الديزل أو الدفع الكهربائى المستخدم فى الغواصات منذ الحرب العالمية الأولى.

عصر النهضة
كان استخدام الكهرباء وحده إلى قوارب الطاقة راكداً بعيداً عن استخدامهم الخارجي كمحركات تصيد إلى أن بدأت شركة دوفي إلكتريك بوت أوف كاليفورنيا إنتاج حرفة كهربائية صغيرة في عام 1968. ولم يكن حتى عام 1982 تشكلت جمعية القوارب الكهربائية وتعمل بالطاقة الشمسية. بدأت القوارب في الظهور.

المكونات
المكونات الرئيسية لنظام القيادة في أي قارب يعمل بالطاقة الكهربائية مماثلة في جميع الحالات ، وعلى غرار الخيارات المتاحة لأي سيارة كهربائية.

شاحن
يجب الحصول على الطاقة الكهربائية لبنك البطارية من بعض المصادر.

يسمح الشاحن الرئيسي للقارب بأن يتم شحنه من جانب الشاطىء عند توفره. وتخضع محطات توليد الطاقة التي تعتمد على الشاطئ إلى ضوابط بيئية أكثر صرامة من متوسط ​​محرك الديزل البحري أو محرك خارجي. من خلال شراء الكهرباء الخضراء ، يمكن تشغيل القوارب الكهربائية باستخدام الطاقة المستدامة أو المتجددة.

يمكن بناء الألواح الشمسية داخل القارب في مناطق معقولة في سطح السفينة أو على سطح المقصورة أو كمظلات. يمكن لبعض الألواح الشمسية ، أو المصفوفات الضوئية ، أن تكون مرنة بما يكفي لتلائم الأسطح المنحنية قليلاً ويمكن طلبها بأشكال وأحجام غير عادية. ومع ذلك ، فإن الأنواع الأحادية البلورية الأكثر ثباتًا وأكثر فعالية من حيث إنتاج الطاقة لكل متر مربع. تنخفض كفاءة الألواح الشمسية بسرعة عندما لا يتم توجيهها مباشرة إلى الشمس ، لذلك فإن بعض الطرق لإمالة المصفوفات أثناء الجري مفيدة للغاية.

المولدات المقطوعة شائعة في اليخوت المبحرة لمسافات طويلة ويمكن أن تولد الكثير من القوة عند السفر تحت الإبحار. إذا كان القارب الكهربائي قد أبحر أيضًا ، وسيتم استخدامه في المياه العميقة (أعمق من حوالي 15 م أو 50 قدمًا) ، فيمكن لمولد مقطوع أن يساعد في بناء شحن البطارية أثناء الإبحار (لا يوجد أي نقطة في زائدة مثل هذا المولد تحت الدفع الكهربائي حيث أن السحب الإضافي من المولد سوف يهدر المزيد من الكهرباء أكثر مما يولده. تستخدم بعض أنظمة الطاقة الكهربائية مروحة الدفع ذات العجلات الحرة لتوليد الشحن من خلال محرك القيادة عند الإبحار ، ولكن هذا النظام ، بما في ذلك تصميم المروحة وأي تروس ، لا يمكن تحسينه لكلا الوظيفتين. قد يكون من الأفضل إقفاله أو ريشته في حين يقوم التوربين الأكثر كفاءة والذي يتم توليده بالطاقة بتجميع الطاقة.

توربينات الرياح شائعة في اليخوت المبحرة ويمكن أن تكون مناسبة تماما للقوارب الكهربائية. هناك اعتبارات السلامة بشأن ريش الغزل ، وخاصة في رياح قوية. من المهم أن يكون القارب كبيرًا بما فيه الكفاية بحيث يمكن تركيب التوربين بعيدًا عن جميع الركاب وأفراد الطاقم في جميع الظروف ، بما في ذلك عند وجود رصيف أو بنك أو رصيف. من المهم أيضًا أن يكون القارب كبيرًا بما يكفي ومستقرًا بما يكفي لأن العائق العلوي الذي خلقته التوربين على القطب أو الصاري لا يعرقل استقراره في ريح قوية أو عاصفة. يمكن لمولدات الرياح الكبيرة أن تنتج زورقا كهربائيا بالكامل يعمل بالرياح. لا توجد قوارب معروفة حتى الآن على الرغم من وجود عدد قليل من قوارب التوربينات الهوائية التي تعمل بالطاقة.

في القوارب الكهربائية المهجنة ، إذا كان القارب لديه محرك احتراق داخلي على أي حال ، فإن المولد الخاص به سيوفر شحنًا كبيرًا عند تشغيله. هناك نظامان قيد الاستخدام: محرك الاشتعال والمحرك الكهربائي كلاهما مقترن بمحرك (هجين متوازي) ، أو محرك الاحتراق الذي يحرك مولدًا فقط لشحن بطاريات التخزين (سلسلة مختلطة).

في جميع الحالات ، هناك حاجة إلى منظم الشحن. يضمن ذلك شحن البطاريات بأقصى معدل آمن عند توفر الطاقة ، دون حدوث سخونة أو ضرر داخلي ، وعدم شحنها عند تقريب الشحن الكامل.

البنك البطارية
كانت هناك تطورات فنية كبيرة في تكنولوجيا البطاريات في السنوات الأخيرة ، ويتوقع المزيد في المستقبل.

ولا تزال بطاريات الرصاص الحمضية هي الخيار الأكثر قابلية للتطبيق حتى ظهور بطاريات ليثيوم أيون أكبر حجماً لإنتاج السيارات الكهربائية منذ عام 2012 تقريباً. دورة عميقة ، بطاريات “الجر” هي الخيار الواضح. إنها ثقيلة وضخمة ، ولكنها ليست أكثر من محركات الديزل والدبابات والتجهيزات التي قد تحل محلها. يجب أن تكون مثبتة بأمان ، منخفضة إلى الأسفل وموقع مركزي في القارب. من الضروري ألا يتمكنوا من التحرك تحت أي ظرف من الظروف. يجب الحرص على عدم وجود خطر من انسكاب الحمض القوي في حالة انقباض لأن هذا يمكن أن يكون خطيرا جدا. ومن الضروري أيضا تفجير غازات الهيدروجين والأكسجين المتفجرة. يجب أن تظل بطاريات الرصاص الحمضية النموذجية معلقة بالماء المقطر.

بطاريات الرصاص الحمضية المنظمة بالفلز (VRLA) ، والمعروفة عادة ببطاريات الرصاص الحمضية المختومة ، أو الهلام ، أو AGM ، تقلل من خطر تسرب المواد ، ويتم تهوية الغازات فقط عند شحن البطاريات الزائدة. تتطلب هذه البطاريات الحد الأدنى من الصيانة ، لأنها لا تحتاج إلى إعادة تعبئتها بالمياه.

تتوافر هيدريد النيكل المعدني ، أيونات الليثيوم وأنواع البطاريات الأخرى ، ولكنها لا تزال باهظة الثمن. هذه هي أنواع البطاريات الشائعة حاليًا في الأدوات اليدوية القابلة لإعادة الشحن مثل التدريبات والمفكات ، ولكنها جديدة نسبيًا في هذه البيئة. وهي تتطلب وحدات تحكم شحن مختلفة لتلك التي تتناسب مع أنواع حمض الرصاص.

وعادة ما تعني ليثيوم أيون في هذه الحالة بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم ، والتي رغم أنها أثقل من أيونات الليثيوم الأخرى ، فإنها أكثر أمانًا للتطبيقات البحرية. إنها مكلفة ولكن في التطبيقات التي تحتاج إلى الموثوقية والصلابة مثل العبارات التي تعمل معظم اليوم (10-12 ساعة في اليوم) وهذا هو الخيار الأفضل. لديه حياة أطول بكثير – دورة حياة من 5 إلى 7 سنوات.

قد توفر خلايا الوقود أو بطاريات التدفق مزايا مهمة في السنوات القادمة. اليوم (2017) ومع ذلك فهي لا تزال باهظة الثمن وتتطلب معدات ومعرفة متخصصة.

يحدد حجم مصرف البطارية نطاق القارب تحت طاقة كهربائية. تؤثر السرعة التي يركب بها القارب أيضًا على المدى ، حيث يمكن للسرعة الأقل أن تحدث فرقًا كبيرًا في الطاقة المطلوبة لتحريك جسم السفينة. وتشمل العوامل الأخرى التي تؤثر على النطاق حالة البحر ، والتيارات ، والرياح ، وأي شحنة يمكن استردادها أثناء العمل ، على سبيل المثال عن طريق الألواح الشمسية في الشمس بالكامل. سوف تساعد توربينات الرياح في ريح جيدة ، ويمكن أن يمارس الإبحار في أي ريح أكثر من ذلك.

تحكم السرعة
لجعل القارب قابلاً للاستخدام ومناورة ، هناك حاجة إلى وحدة تحكم في سرعة التشغيل / الإيقاف / الرجوع إلى الخلف بسهولة. يجب أن يكون هذا فعالاً – على سبيل المثال. يجب ألا تحصل على الطاقة الساخنة أو النفايات في أي سرعة – ويجب أن تكون قادرة على الوقوف على التيار الكامل الذي يمكن أن يتدفق تحت أي حالة حمولة كاملة. واحد من أكثر أنواع أجهزة التحكم بالسرعة يستخدم تعديل عرض النبضات (PWM). ترسل وحدات التحكم PWM نبضات عالية التردد للطاقة للمحرك (المحركات). ومع ازدياد الحاجة إلى الطاقة ، تصبح النبضات أطول في المدة.

محرك كهربائي
هناك مجموعة واسعة من تقنيات المحركات الكهربائية قيد الاستخدام. محركات DC التقليدية كانت تفرز في الحقل ولا تزال تستخدم. اليوم العديد من القوارب استخدام محركات DC المغناطيس الدائم خفيفة الوزن. وتتمثل ميزة كلا النوعين في أنه بينما يمكن التحكم في السرعة إلكترونياً ، فإن هذا ليس مطلباً. تستخدم بعض القوارب محركات التيار المتردد أو محركات الفرش المغناطيسية الدائمة. مزايا هذه هي عدم وجود commutators التي يمكن أن تلبس أو تفشل والتيارات في كثير من الأحيان أقل السماح للكابلات أرق. تتمثل العيوب في الاعتماد الكلي على وحدات التحكم الإلكترونية المطلوبة والجهود العالية عادة التي تتطلب درجة عالية من العزل.

قيادة القطار
تستخدم القوارب التقليدية محركًا داخليًا يعمل على تشغيل مروحة من خلال عمود دفعي كامل مع محامل وموانع تسرب. في كثير من الأحيان يتم دمج تخفيض السرعة من أجل أن يكون قادراً على استخدام مروحة أكثر كفاءة. هذا يمكن أن يكون صندوق تروس تقليدي ، تروس كوكبية محورية أو ناقل بأحزمة أو سلاسل. بسبب الخسارة الحتمية المرتبطة بالإعداد ، تقوم العديد من المحركات بالقضاء عليها باستخدام محركات بطيئة عالية العزم. يمكن أن يتم تغليف المحرك الكهربائي في كبسولة مع المروحة وثابتة خارج الهيكل (saildrive) أو على تركيبات خارجية (محرك خارجي).

أنواع
هناك العديد من أنواع القوارب الكهربائية حيث توجد قوارب بأي طريقة أخرى للدفع ، ولكن بعض الأنواع لها أهمية كبيرة لأسباب مختلفة.

القوارب الكهربائية التاريخية والمستعادة ، مثل قارب ماري جوردون الكهربائي ، موجودة وغالبا ما تكون مشاريع مهمة لأولئك المعنيين.
القناة والقوارب النهرية والبحيرة. فالزوارق الكهربائية ، ذات نطاقها وأدائها المحدود ، تستخدم عادة في المجاري المائية الداخلية ، حيث يشكل افتقارها الكامل للتلوث المحلي ميزة كبيرة. كما تتوفر محركات كهربائية كدفع مساعد لليخوت الشراعية في المياه الداخلية.

تتوفر اللوحات الخارجية الكهربائية ومحركات التصيد لبضع سنوات بأسعار تتراوح من حوالي 100 دولار (الولايات المتحدة) إلى عدة آلاف. هذه تتطلب بطاريات خارجية في قاع القارب ، ولكنها عناصر عملية من قطعة واحدة. لا تكون معظم اللوحات الخارجية الكهربائية المتاحة بنفس كفاءة محركات الأقراص المخصصة ، ولكنها مُحسَّنة للاستخدام المقصود منها ، على سبيل المثال ، لصيادي المياه الداخلية. فهي هادئة ولا تلوث المياه أو الهواء ، لذا فهي لا تخيف أو تضر الأسماك والطيور والحياة البرية الأخرى. وبالإضافة إلى حزم البطاريات المقاومة للماء الحديثة ، تعد اللوحات الخارجية الكهربائية مثالية أيضًا لمناقصات اليخوت وغيرها من قوارب المتعة الشاطئية.

عادة ما يكون لليخوت المبحرة محرك مساعد ، وهناك استخدامان رئيسيان لذلك: الأول هو استخدام الطاقة أو الإبحار في البحر عندما تكون الرياح خفيفة أو من الاتجاه الخاطئ. والآخر هو توفير آخر عشر دقائق أو نحو ذلك من الدفع عندما يكون القارب في الميناء ويحتاج إلى مناورة في مرسى ضيق في مرسى أو ميناء مزدحم. لا يكون الدفع الكهربائي مناسبًا للإبحار لفترات طويلة في الطاقة الكاملة ، على الرغم من أن الطاقة المطلوبة للمحرك ببطء في الجو الخفيف وتهدئة البحار صغيرة. فيما يتعلق بالحالة الثانية ، فإن المحركات الكهربائية مناسبة بشكل مثالي لأنها يمكن التحكم فيها بدقة ويمكن أن توفر قوة كبيرة لفترات قصيرة من الزمن.

العبارات التجارية:

أول عبّارة كهربائية للبطارية في النرويج هي “أمبير” ، بطاقة استيعابية تصل إلى 120 سيارة و 12 شاحنة. واعتبارًا من نوفمبر 2016 ، تم تشغيله على 106،000 كم. تحتوي البطارية على 1 ميجاوات ساعة من الطاقة ، ولكن وقت الشحن الذي يستغرق 9 دقائق لا يكفي في بعض الأحيان ، ويتم تثبيت سعة أكبر للبطارية. وقد حددت النرويج عدة مشاريع عبارات كهربائية أخرى. واستناداً إلى بيانات تشغيلية ، تستنتج شركة Siemens في تحليل دورة الحياة أن 61 من أصل 112 عبارة لعبور ديزل في النرويج يمكن استبدالها بالعبارات الكهربائية مع فترة استرداد تبلغ 5 سنوات. يتضمن التحليل تكاليف إضافية مثل أجهزة الشحن والشبكة وما إلى ذلك.

في فنلندا ، تم تحويل عبّارة مدينة توركو التاريخية عبر نهر أورا إلى أبو ، إلى دفع كهربائي بالكامل في أبريل 2017. تم إدخال السفينة كعبّارة بخارية تعمل بالحطب في عام 1904 ، وتحويلها إلى عملية ديزل في عام 1955 وتوفر الآن خدمة يومية مستمرة من الساعة 6:18 حتى وقت متأخر من المساء للمسافرين على الأقدام والدراجات باستخدام طاقة البطارية. يتم الشحن في الليل.

يتم النظر في مشاريع أخرى في كندا والسويد والدنمارك.

أما عبّارة فيرست سولاري الأولى في الهند ، وهي عبارة عن قارب يتألف من 75 راكبًا ، تعمل بالطاقة الشمسية وشبكة الشحن باستخدام بطاريات الليثيوم ، فهي قيد الإنشاء ومن المتوقع أن يتم تشغيلها بحلول شهر يوليو 2016. استنادًا إلى تنبؤات الاستهلاك ، يكون وقت الاسترداد 3 سنوات.
من ناحية أخرى ، يمكن أن تشمل العبّارات نقاطًا مجانية أحيانًا للشحن للدراجات الكهربائية والدراجات النارية والسيارات الكهربائية التي تنقل الركاب.

الهجينة التي تعمل بالديزل والكهرباء: هناك استخدام ثالث محتمل لمساعد الديزل ، وهو شحن البطاريات ، عندما تبدأ فجأة بالانهيار بعيداً عن الشاطئ في منتصف الليل ، أو عندما ترسو بعد بضعة أيام من العيش على متن السفينة. في هذه الحالة ، حيث من المتوقع أن يكون هذا النوع من الاستخدام ، ربما على متن يخت كبير ، يمكن تصميم حل الديزل الكهربائي المشترك من البداية. يتم تركيب محرك الديزل مع الغرض الرئيسي من شحن بطاريات البطارية ، والمحرك الكهربائي مع محرك الدفع. هناك بعض الانخفاض في الكفاءة في حالة القيادة لمسافات طويلة ، حيث يتم تحويل طاقة الديزل أولاً إلى الكهرباء ثم إلى الحركة ، ولكن هناك توازنًا في توفير الطاقة في كل مرة تستخدم فيها البطاريات التي تحمل طاقة الرياح والشراع والطاقة الشمسية للمناورة. رحلات قصيرة دون البدء في الديزل. هناك مرونة في أن تكون قادرة على بدء الديزل كمولد نقي كلما لزم الأمر. الخسائر الرئيسية في الوزن وتكلفة التركيب ، ولكن على القوارب المبحرة الأكبر التي يمكن أن تجلس في مرساة تعمل ديزل كبيرة لساعات كل يوم ، هذه ليست قضية كبيرة جدا ، مقارنة بالمدخرات التي يمكن إجراؤها في أوقات أخرى. ومن الأمثلة على ذلك قارب الصيد سيلفا إيل ماكس 1099 ، مع بطارية 135 كيلو وات ساعة و 80 كيلو واط ديزل. وبدأت سفينة تزويد تعمل بالغاز الطبيعي المسال التشغيل في عام 2016 باستخدام بطارية 653 كيلو واط في الساعة / 1600 كيلو وات تعمل كاحتياطي دوراني أثناء الوضع الديناميكي ، وتوفير الوقود بنسبة 15-30 ٪.

تعمل بالطاقة الشمسية: إن المركب المدفوع بالطاقة الشمسية المباشرة هو مركبة شمسية تعمل بالطاقة الشمسية. يتم تحويل أشعة الشمس المتوفرة دائمًا تقريبًا إلى الكهرباء بواسطة الخلايا الشمسية ، المخزنة مؤقتًا في بطاريات المراكم ، وتستخدم لقيادة المروحة عبر محرك كهربائي. مستويات الطاقة عادة ما تكون بترتيب بضع مئات من الأطنان إلى بضعة كيلووات. بدأت القوارب التي تعمل بالطاقة الشمسية تصبح معروفة في عام 1985 وفي عام 1995 ظهرت أولى زوارق الطاقة الشمسية التجارية. استخدمت قوارب تعمل بالطاقة الشمسية بنجاح في البحر. تم تحقيق أول عبور للمحيط الأطلسي في شتاء 2006/2007 بواسطة طوف الشمس Sun21. (انظر أيضا قائمة القوارب التي تعمل بالطاقة الشمسية)

قوارب كهربائية سلكية
فئة خاصة من القوارب الكهربائية هي السفن التي تستلم قوتها الكهربائية عن طريق الأسلاك. قد يشمل ذلك أسلاكًا علوية ، حيث يتم تثبيت سلك أو سلكين فوق الماء ويمكن أن يتصل القارب بهما ليرسم تيارًا كهربائيًا ، أو يمكن استخدام كابل حبل مرن لربط القارب بالشاطئ. في حالة الأسلاك الكهربائية المفردة ، يجب إغلاق الدائرة الكهربائية بواسطة الماء نفسه ، مما يؤدي إلى مقاومة أكبر وتآكل الأقطاب الكهربائية. في حالة وجود سلكين ، لا يجب إرسال تيار كهربائي عبر الماء ، ولكن الأسلاك المزدوجة ، التي تتسبب في دارة قصيرة عندما تتلامس مع بعضها البعض ، تعقيد البناء.

بطبيعة الحال ، على القارب البقاء بالقرب من السلك ، أو نقطة ربطه ، وبالتالي فهو محدود في قدرته على المناورة. بالنسبة للعبّارات والقنوات الضيقة ، هذه ليست مشكلة. عبّارة Straussee في Strausberg ، ألمانيا مثال. يعبر البحيرة على طول مسار بطول 370 متر ويتم تشغيله بواسطة 170 فولت من سلك علوي واحد. تعبر عبّارة Kastellet قناة شحن واسعة بطول 200 متر (660 قدمًا) في السويد ، باستخدام كابل توصيل مرن بالغمر يتم تخفيضه إلى قاع البحر عندما ترسو العبّارة في الطرف المقابل إلى نقطة التوصيل.

في نفق Mauvages (fr) على قناة Marne-Rhine ، يوفر الخط العلوي ثنائي القطب 600 V DC لقطر كهربائي ، يسحب نفسه والعديد من السفن عبر نفق 4877 متر على طول سلسلة مغمورة. هذا يمنع تراكم أبخرة عادم الديزل في النفق. مثال آخر هو القاطرة الكهربائية التجريبية Teltow (de) على Kleinmachnower See ، على بعد 17 كم جنوب غرب برلين. تم استخدامه من عام 1903 وحتى عام 1910 وكان يحتوي على أعمدة جمع حالية تعتمد على تلك المستخدمة في حافلات الترولي.

التلوث والطاقة المتجسدة
جميع الأجزاء المكونة لأي قارب يجب أن يتم تصنيعها ويجب التخلص منها في نهاية المطاف. بعض التلوث واستخدام مصادر الطاقة الأخرى أمر لا مفر منه خلال هذه المراحل من حياة القارب والقوارب الكهربائية ليست استثناء. تتجلى فوائد البيئة العالمية التي يتم تحقيقها عن طريق استخدام الدفع الكهربائي خلال الحياة العملية للقارب ، والتي يمكن أن تكون سنوات عديدة. كما أن هذه الفوائد محسوسة بشكل مباشر في البيئات الحساسة والجميلة جداً التي يتم فيها استخدام مثل هذا القارب.

نشرت طبعة مايو 2010 من مجلة كلاسيك بوت مقالة مؤيدة ومعارضة بعنوان النقاش الكهربائي. جادل جامي كامبل ضد ركوب القوارب الكهربائية في أربع تهم رئيسية ، والتي رفضها كيفن ديزموند وإيان روتر من رابطة القوارب الكهربائية. أكد جيمي كامبل أن الدفع الكهربائي لا يمكن تبريره أكثر من محرك خارجي من Seagull ، مقترحا قوارب شراعية خشبية وزوارق تجديف بأنها “أكثر الخيارات حساسية للبيئة لتجديد القوارب الترفيهية”.

إنتاج الكهرباء
وتؤكد كامبل أن عدم وجود تلوث من قارب كهربائي “يفوح من النزعة النيمبية” على اعتبار أن “التفريغ هو كل شيء في فناء آخر لشخص آخر” وأن توفير نقاط إعادة الشحن قد يتطلب حفر أميال من الموطن. يستجيب ديزموند أنه على الرغم من عدم وجود شك في أن البطاريات القابلة للشحن تستمد طاقتها من محطات توليد الطاقة (عندما لا يتم شحنها على متنها بواسطة توليد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح) ، فإن القوارب المزودة بمحركات الاحتراق الداخلي تحصل على وقودها من مسافة أبعد من ذلك ، وبمجرد تركيبها كابل الطاقة أقل اضطرابًا بيئيًا من محطة البنزين. يلاحظ Rutter أن القوارب الكهربائية تميل إلى إعادة الشحن طوال الليل باستخدام “الحمل الأساسي”.

نجاعة
في حين أن هناك خسائر في دورة الشحن / التفريغ وفي تحويل الكهرباء إلى طاقة دافعة ، يشير Rutter إلى أن معظم القوارب الكهربائية تحتاج فقط إلى حوالي 1.5 كيلوواط أو 2 حصان في الرحلة بسرعة 5 ميل في الساعة ، وسرعة قصوى مشتركة شائعة و 30 حصان البنزين أو محرك الديزل تنتج 2 حصان فقط هو أكثر كفاءة إلى حد كبير. وبينما يشير كامبل إلى البطاريات الثقيلة التي تتطلب “بدنًا حاملة” و “زورق غير جذابة حتى أنها غير صالحة للإبحار” ، يشير ديزموند إلى أن القوارب الكهربائية تميل إلى تفضيل أشكال هياكل فعالة وغنية بأقل ملاءمة لمصارف النهر.

التلوث
ويناقش كامبل التلوث الذي تسببه البطاريات “التقليدية” في الماء عندما يغوص القارب ، لكن ديزموند يقول إن القوارب الكهربائية لم تعد عرضة للهبوط أكثر من الأنواع الأخرى ، وتدرج تسرب الوقود وزيت المحرك ومضافات المبرد على أنه لا مفر منه عندما يكون هناك مغاسل ذات محرك مدمج. ويشير Rutter إلى “مجموعة من الملوثات سيئة للغاية” التي تخرج من عادم الديزل الرطب في الاستخدام العادي.

تصنيع البطاريات
يذكر كامبل “كل أنواع المواد الكيميائية الضارة … التي تشارك في تصنيع البطاريات” ، لكن روتر يصفها بأنها “رصاص وحامض كبريتي مع بعض المعادن القليلة الزائدة في صندوق بلاستيكي متواضع” مع عمر محتمل يتراوح بين 10-12 سنة. يقول ديزموند إن الولايات المتحدة لديها معدل إعادة تدوير 98٪ للبطاريات الحمضية الرصاصية وأن صناعات البطارية وصهر الرصاص تراقب بعض من أشد معايير مكافحة التلوث في العالم.

يذكر المقال 25٪ و 30٪ تخفيضات يتم تقديمها إلى القوارب الكهربائية من قبل وكالة البيئة البريطانية وهيئة برودز ، وأن السيارات التي تعمل بالبطارية تمتلك 3-5 من البصمة الكربونية لمكافئاتها من البنزين. ويقال إن عملية إعادة الشحن العادية بعد يوم واحد من الرحلات البحرية تكلف 1.50 جنيه إسترليني ، دون استخدام الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح.

تشير دراسة دورة الحياة لعام 2016 في النرويج إلى أن العبّارات الكهربائية وسفن الإمداد البحرية الهجينة تعوض عن التأثيرات البيئية لإنتاج بطاريات أيونات الليثيوم في أقل من شهرين.

السفن الشمسية
في عام 2010 ، تم كشف النقاب عن Tûranor PlanetSolar ، بطول 35 متر ، بطول 26 متر ، ويمتد على مساحة 537 متر مربع من الألواح الشمسية. في 4 مايو 2012 أنهت 60،023 كيلومترًا (37،297 ميل) من الطواف حول الأرض في موناكو بعد 585 يومًا وزيارة 28 بلدًا مختلفًا ، دون استخدام أي وقود أحفوري. وهي أكبر سفينة تعمل بالطاقة الشمسية حتى الآن.

أول عبّارة شمسية في الهند ، قارب يتسع لسبعة وسبعين راكبًا تعمل بالطاقة الشمسية بالكامل ، قيد الإنشاء. ومن المتوقع أن يكتمل بحلول منتصف عام 2016.

وقال أكبر خط ملاحي في اليابان نيبون يوسن وشركة نيبون أويل كوربوريشن إن الألواح الشمسية القادرة على توليد 40 كيلووات من الكهرباء ستوضع فوق سفينة حاملة للسيارات قوامها 60 ألف طن لتستخدمها تويوتا موتور كوربوريشن.

أعلنت شركة اليخوت في موناكو “Gigayacht” المصممة للمليارديرات الممزقة بين شراء قصر وعربة يخت رائعة. تم تصميم “لماذا 58 × 38” ليكون نطاق الإبحار الذاتي من 12،000 ميل في 12 عقدة عن طريق 900m2 الألواح الشمسية التي تولد 150 كيلوواط لمساعدة محركات الديزل الكهربائية و Skysails اختياري.