Magst du Physik? Wir schon. Sie erklärt uns, was um uns herum passiert. Das Schöne ist, es funktioniert auch, ohne dass wir es verstehen.

Hier haben wir etwas Theorie für dich.

In diesem Diagramm siehst du den Arbeitsbereich eines Elektromotors. Auf der Y-Achse ist das Drehmoment an der Welle und auf der X-Achse die Drehzahl an der Welle.

Ein Motor, der langsam dreht und eine hohe Kraft besitzt, hat die gleiche Leistung wie ein Motor mit einer kleineren Kraft, der dafür schnell dreht. Der Elektromotor kann beides (und auch alles dazwischen). Daher braucht er meist gar kein Getriebe.

Der Verbrennungsmotor kann das nicht. Bis zur Leerlaufdrehzahl hat er nur Kraft für sich selbst – danach steigt seine Leistungsbereitschaft bis zum Punkt der maximalen Leistung und dann ist meistens sofort Schluss. Ein typischer 8PS Außenborder hat gerade mal 10Nm Drehmoment bei 4800U/min anzubieten.

Ein Propeller, der sich im Wasser drehen soll, benötigt aber von Anfang an Kraft (Drehmoment) und diese Kraft steigt dann auch noch quadratisch mit der Drehzahl an. (Dadurch nimmt der Leistungsbedarf übrigens kubisch zu).

Um einen vernünftigen Propeller antreiben zu können, muss der Leistungsbereich eines Verbrenners also durch ein Getriebe in niedrigere Drehzahlen verlegt werden.

Dadurch hat er aber nicht mehr Leistung – sondern nur mehr Kraft. Genau genommen hat er dadurch sogar weniger Leistung, denn im Getriebe geht etwas davon als Wärme verloren (ca. 6%).

Der Verbrennungsmotor hat also nie eine komplette Leistungshyperbel. Da er bei geringen Drehzahlen nur geringe Kraft hat, ist seine Leistung hier besonders gering.

Die gestrichelte blaue Linie zeigt die Leistungsgrenze des Verbrennungsmotors. Die grün-gestrichelte Linie zeigt, wie sie durch das Getriebe verschoben wird. Die schwarz-gestrichelten Linien sind Hyperbeln gleicher Leistung.

Für den Idealfall lässt sich der Propeller passend zu Motor und Getriebe optimieren. Die Bootsgeschwindigkeit durch das Wasser ist auch noch wichtig für die Idealabstimmung.

Wenn sich jetzt aber etwas an den Idealbedingungen ändert, bleibt der Verbrennungsmotor weit von seiner theoretischen Leistungsfähigkeit entfernt. Er ist nicht elastisch genug, um auf Veränderungen reagieren zu können. (Man bräuchte ein Getriebe mit verschiedenen Gängen).

Aus dem Grund werden Verbrennungsmotoren für Boote meist viel höher ausgelegt als eigentlich nötig. (Damit du immer unterhalb der Leistungskurve propellern kannst).

Jetzt weißt du auch, warum ein „kleinerer“ Elektromotor genau so gut sein kann, wie ein stärkerer Verbrennungsmotor. Er hat Drehmoment! Immer und fast überall.

Und das Beste ist: Bei halber Drehzahl benötigt man ja nur 1/4 der Kraft und sogar nur 1/8 der Leistung. Der Verbrennungsmotor verbraucht 2,5 Liter/Stunde unter Volllast, 2 L/h in der Teillast aber weiterhin 1 L/h selbst im Leerlauf.

Der Elektromotor ist da viel umweltfreundlicher und geht mit der Energie sparsam um. Er „nimmt sich“ bei halber Drehzahl auch nur 1/8 der Energie aus der Batterie.

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