Wie viel PS braucht mein Elektromotor? Leistung richtig dimensionieren

TL;DR

• Die meisten Boote brauchen weniger PS, als der alte Benzinmotor hatte: Ein Elektromotor liefert volles Drehmoment sofort und ein Verdrängerrumpf hat ohnehin eine Geschwindigkeitsgrenze, die mehr Leistung kaum noch verschiebt.
• Entscheidend ist die Leistung im Verhältnis zu Gewicht, Rumpfform und tatsächlicher Fahrweise, nicht das Abschreiben einer PS-Zahl vom alten Motor.
• Auf meiner eigenen Varianta 65 cruise ich meist mit 200–300 Watt von einem 1.000-Watt-Motor; der Rest ist Sicherheitsreserve für Wind und Strömung.

Die PS-Zahl vom alten Benzinmotor vergessen

Wie viel PS ein Elektromotor braucht, hat meistens wenig mit der PS-Zahl des alten Benzinaußenborders zu tun. Es wäre falsch genau diese Zahl zu übernehmen und nach einem Elektromotor mit demselben Wert zu suchen.

Benzinmotoren werden auf ihre Spitzenleistung ausgelegt und verbrauchen über weite Drehzahlbereiche ineffizient Kraftstoff. Deshalb werden sie meist größer dimensioniert, als es der Alltag erfordert. Ein Elektromotor verhält sich anders: Er liefert vom ersten Moment an volles Drehmoment, sodass ein eigentlich schwächer bewerteter Elektromotor im Alltag oft genauso gut schiebt wie ein größerer Benziner. Ausschlaggebend ist, wie viel Leistung tatsächlich bei der gefahrenen Geschwindigkeit gezogen wird. Das ist meist nur ein kleiner Bruchteil der maximalen Motorleistung.

PS, kW und Schubkraft in lbs im Überblick

Die Leistung von Elektromotoren wird meist in Kilowatt (kW) angegeben, Benzinmotoren in PS. Die Umrechnung ist einfach: 1 kW entspricht etwa 1,36 PS, 1 PS sind etwa 0,74 kW. Ein 1-kW-Motor liegt also im Bereich von 1,4 PS.

Hersteller geben für Elektro-Außenborder aber gerne eine “PS-Äquivalenz”, die sich aber nicht mit der gerade angeführten Rechnung deckt. 1 kW wird zum Beispiel oft als Äquivalent zu 3 PS vermarktet. Auch wenn hier Birnen mit Äpfeln verglichen wird, ist das tatsächlich aber nicht unbedingt falsch: Dank des direkt anliegenden elektrischen Drehmoments und Propellern, die auf Schub statt auf hohe Drehzahl ausgelegt sind, kommen diese Motoren beim Schub tatsächlich nah an stärkere Benziner heran. Solche Äquivalenzangaben sind trotzdem eher eine grobe Orientierung als ein Naturgesetz: Wichtiger bleibt die echte kW-Zahl und die Leistung, die im eigenen Fahrbetrieb gezogen wird.

Bei kleineren Elektroantrieben (etwa Bug- oder einfachen Heckmotoren) wird die Leistung oft in Schubkraft (lbs, Pfund) statt in kW angegeben. Eine verlässliche Umrechnung gibt es nicht, weil die Schubkraft unter anderem vom Propeller und generellem Wirkungsgrad abhängt. Motoren, die laut Herstellerangaben 50–55 lbs Schub entwicklen liegen häufig bei ungefähr 600 Watt. Das reicht, um Angebote grob einzuordnen, ersetzt aber keine Berechnung nach Gewicht und Rumpf.

Dimensionierung nach Gewicht und Nutzung

Sinnvoller als jede Einheiten-Umrechnung ist es, die Leistung am Bootsgewicht und der gewünschten Fahrweise auszurichten. Für diese Rechnung zählt das Gewicht, mit dem das Boot tatsächlich unterwegs ist, nicht das Leergewicht aus dem Prospekt: Motor, Batterie, Wasser, Ausrüstung, Verpflegung und alle Personen an Bord gehören dazu.

• Verdrängerfahrt (ruhiges Durchschieben durchs Wasser): sehr wenig Leistung nötig. Ein leichtes Boot kommt bei entspanntem Tempo oft mit wenigen hundert Watt aus. Hier kann 1–1,5 kW pro Tonne ausreichen.
• Schwere Verdrängerrümpfe oder viel Windangriffsfläche: mehr Leistung als Reserve gegen Wind und Welle, auch wenn sonst ruhig gefahren wird. Hier sollten ungefähr 2 kW pro Tonne eingeplant werden.
• Gleiten (schnell auf der Wasseroberfläche fahren): ein großer Leistungssprung, weil das Erreichen und Halten der Gleitfahrt viel Energie braucht.

Wird der Motor häufig bei viel Wind, Strömung oder in Küstennähe eingesetzt, sollte zusätzlich etwa 1 kW pro Tonne als Sicherheitsreserve eingeplant werden.

Diese Faustregeln beschreiben nicht die übliche Reisegeschwindigkeit, sondern eher eine Sicherheitsreserve: genug Leistung, um gegen Strömung zu halten, in eine Böe hineinzusteuern oder sicher am Steg zu manövrieren, statt mit dem Boot zu kämpfen. Im Alltag wird meist nur ein Bruchteil davon gezogen. Für die meisten Boote auf Seen und Flüssen, die in Verdrängerfahrt unterwegs sind, ist der reale Leistungsbedarf niedrig. Meist bringt eine größere Batterie mehr für den Tag auf dem Wasser als ein größerer Motor.

Mein Setup: ein 6,5-Meter-Boot bei 200–300 Watt

Mein eigenes Boot ist eine Varianta 65: 6,5 Meter lang, mit rund 5,4 Metern Wasserlinienlänge, beladen mit Ausrüstung und mir an Bord etwa 900 kg schwer. Ich fahre damit auf Seen und nutze den 1-kW-Elektroaußenborder eigentlich nie mit Vollgas. Im normalen Betrieb liege ich bei etwa 200 Watt, gelegentlich auch bei 300. Hafenmanöver liegen sogar darunter.

Meine 1,2-kWh-Batterie von ePropulsion liefert 1.200 Wattstunden. Bei 200 Watt reicht das für etwa sechs Stunden (1.200 ÷ 200), bei 300 Watt immer noch für rund vier Stunden, bequem ein ganzer Nachmittag auf dem Wasser aus einer Batterie, die ich mit einer Hand tragen kann.

Zwischen 700 und 1.000 Watt spüre ich übrigens kaum noch einen Unterschied im Tempo. Ich nähere mich schlicht meiner Rumpfgeschwindigkeit und ab dort schiebt zusätzliche Leistung vor allem die Bugwelle höher, statt das Boot schneller zu machen. Die Leistung oberhalb meines üblichen Verbrauchs verstehe ich als Sicherheitsreserve: für Tage mit mehr Wind oder Strömung, an denen ich gegen zusätzlichen Widerstand ankämpfen muss.

Allerdings sind solche Tage das auf der Havel selten. Die Strömung ist konstant und bei viel Wind segel ich das Boot einfach.

Probier es selbst im Reichweiten-Rechner aus: Pin setzen, Boot mit verschiedenen Motor- und Batteriekombinationen konfigurieren, und die Reichweite direkt auf der Karte sehen.

Leistung und Reichweite gehören zusammen

Die Wahl des Motors ist nur die halbe Geschichte. Denn die gezogene Leistung bestimmt erst mit der gewählten Batteriekapazität direkt die Reichweite. Ein Motor, der vernünftig für entspanntes Cruisen dimensioniert ist, zieht wenig Energie und kommt auch mit einer eher kleineren Batterie weit; ein überdimensioniertes Setup, das schnell gefahren wird, leert die Batterie schnell. Wie sich eine bestimmte Leistung in Kilometer übersetzt, steht in Wie weit kommt man mit einem Elektroboot?.

Für schnelle Antworten zu Einheiten, die bei der Motorwahl häufig verwechselt werden, siehe Wie viel PS sind 55 lbs? und Welcher ist besser, ein 12-V- oder ein 24-V-Elektromotor?.