De Acciona 100% Ecopowered en Duurzaam Jacht vergeleken

De kortste route om die wereld rond te zeilen is rond Antartica, door het gebied van de Roaring Forties, Furious Fifties en Screaming Sixties. Het is duidelijk dat de Vendee Globe een monstertocht is waarin het uiterste van schip en bemanning wordt gevraagd. Het feit dat er een duurzame racer meedingt, betekent dat de duurzame technieken betrouwbaar worden. Het is nu echt serieus, zo serieus als het Duurzaam Jacht. Tijd voor een vergelijking met het Duurzaam Jacht!

Overeenkomsten en verschillen in een notendop

De Acciona is ontworpen en gebouwd om op 10 november 2012 te starten in Les Sable d’Olonne en dan als snelste de wereld te ronden. Een echte racer! Het Duurzaam Jacht is ontworpen en gebouwd om te cruisen. Het wordt gekeurd om veilig de oceanen te bevaren, en het gebruik en vaarwater zijn zo universeel mogelijk. Het gebruik van de twee jachten verschilt dus enorm. De racer is constant hard aan het varen en het schip mag na de finish uit elkaar vallen. De cruiser is constant lekker aan het varen en wil graag met een heel schip nog jaren genieten.

Het energieverbruik verschilt ook. De racer gebruikt meerdere malen per dag een zware radio voor overleg met zijn walploeg (zie de bol achterop het dek), heeft met een video-verbinding voor de pers en sponsor, doet alles met een permanente stuurinrichting, en heeft een batterij aan navigatieapparatuur bijstaan voor de beste gegevens. Dat kost zo’n 15 a 20 kWh op een dag (300 a 400 Ah bij 48V). Het Duurzaam Jacht is op de oceaan gelukkig met een GPS en af en toe contact via de SSB radio, voor een kort weerbericht. Dat kost aan energie ongeveer 10 kWh per dag.

Een overeenkomst is de aanpak om de schepen duurzaam te maken. Beide halen energie uit de wind, uit de zon en uit de snelheid door het water. Voor beide schepen is ook in het ontwerp en de bouw nagegaan of het zo efficiënt mogelijk met energie kan omgaan – het zogenaamde passief jacht.

Het passief jacht

Nog voordat we kijken naar de energievoorzieningen, kijken we eerst naar de energie-efficiency van de jachten zelf in het ontwerp en de bouw. Acciona en Duurzaam Jacht hebben als overeenkomst dat licht wordt gebouwd. Licht bouwen betekent een hoge snelheid, en dat betekent vervolgens weer dat er veel stroom uit de watergeneratoren kan worden gehaald.

Beide schepen hebben een carbon mast, want dat scheelt veel contragewicht onderin (in de kiel of als ballast). Doordat de Acciona als racer bovendien kiest voor een extreem diepe bulbkiel, is relatief weinig gewicht nodig om het jacht overeind te houden. Acciona en Duurzaam Jacht kiezen allebei voor lichte bouwmaterialen. Voor het Duurzaam Jacht is gekozen voor vinylesterhars als bouwmateriaal. Dit scheelt veel gewicht en is ook economisch een interessant materiaal. Voor de Acciona is er voor veel exotischer materiaal gekozen: carbon-epoxy. Veel stijver dan vinylesterhars, maar ook veel duurder. Carbon-epoxy wordt bijvoorbeeld ook gebruikt in de Formule 1, maar dit soort materiaal heb je ook nodig om mee te dingen in deze zeilrace op wereldniveau.

Beide schepen hebben een dubbel roer. In beide gevallen is dat gedaan voor de energie-efficiency. Je zeilt er makkelijker rechtuit mee. Op toerjachten wordt vaak de concessie gedaan aan de vorm van het zwaard of de roerbladen. Dat zijn dan platte platen, van staal of aluminium. Op het Duurzaam Jacht echter, zijn die net als bij een racer, hydrodynamisch gevormd (Naca-profiel). Ook wordt het onderwaterschip glad, onder andere door de zeer gladde afwerking, het duurzame alternatief voor antifouling. Beide jachten hebben een carbon boegspriet. Zo heb je ultralicht een pracht van een boom voor een grote Code Zero, of ander groot voorzeil, dat je op handkracht, met betrekkelijk weinig energie kunt hanteren. Alleen verschilt het zeiloppervlak tussen de een en de ander zo’n vier of vijf keer.

Nu komen de verschillen in keuzes die door het verschil in de functie van ieder schip besloten ligt. De lengte van de Acciona is een kleine 20 meter, de voor deze race maximaal toegestane maat. Duurzaam Jacht is half zo groot en daarmee groot genoeg voor zijn doel als jacht om ook in de kleine hoekjes van de wereld te komen. Duurzaam Jacht heeft daarom ook een ophaalbaar zwaard. Dit is eigenlijk niet energie-efficiënt, maar vergroot het vaargebied daarmee met bijvoorbeeld rivieren en rivierdelta’s. Met de metersdiepe swingkiel kan de Acciona met veel wind meer zeil voeren en dus harder varen, maar dan ook alleen op diep water.

Acciona heeft verder een zo laag mogelijke vrijboord en een rompvorm als een pijlpunt. Dit vaart heel hard, maar er is het risico dat de neus zich in de golven boort en dat geeft risico’s op klappen en schokken, sterke koerswijzigingen en zelfs op kenteren. Je hebt dus een sportieve en alerte bemanning nodig. Duurzaam Jacht heeft hoge vrijboorden, om het buiswater te beperken, en heeft een vol voorschip om rustiger te varen. Dat zijn concessies aan de snelheid, voor de bemanning. Zo zijn er meer. In Duurzaam Jacht komt een fraaie eikenfineer binnenbetimmering en neemt daarmee vele honderden kilo’s extra hout mee. Terwijl de bouwers van Acciona nog niet eens stilstaan bij de binneninrichting; daar ziet het er binnen uit alsof het nog een casco is. De verschillen in comfort zijn dus groot. Wij geloven dat het de duurzaamheid ook ten goede komt als de schipper voldoende rust en comfort krijgt om de juiste (duurzame) beslissingen te nemen.

Hydrogeneratie

Voor de hydrogeneratie, het opwekken van stroom door schroeven met dynamo’s tijdens het zeilen, moet Duurzaam Jacht een snelheid hoger dan 5 knopen halen. Met een waterlijnlengte van een kleine 10 meter, is een dergelijke snelheid prima te halen. Maar dat is vooral omdat ze zo licht is gebouwd. Het Duurzaam Jacht heeft twee schroeven naast elkaar, met aan iedere schroef een dynamo annex motor. Zodra snel genoeg wordt gezeild, gaan de schroeven draaien en leveren de dynamo’s stroom aan de accu’s. (zie ook het artikel over de dynamo's en schroeven). De dynamo en motor in één, is een concessie natuurlijk, die voortkomt uit gewicht, gebruiksgemak en geld.

De Acciona heeft twee watergeneratoren, juist en alleen op generering gemaakt. Het zijn pods (als buitenboordmotoren) die uit het water gehaald kunnen worden. Die kunnen met de hogere snelheden zoveel leveren, dat zij niet altijd in het water hoeven. Het schip, de race en de route, het is allemaal even ideaal om een hoge snelheid te maken voor de opwekking met watergeneratoren. Een uurgemiddelde van 15 knopen is gewoon. Moeite om voldoende snelheid te halen heeft de Acciona dus niet. Ideaal voor een racer dus, zo’n hydrogenerator. Daarom heeft bijna elk Vendee Globe jacht wel zo’n apparaat aan de spiegel.

Zonnepanelen

Duurzaam Jacht is zoveel mogelijk voorzien van zonnepanelen, op het daarvoor beschikbare oppervlak.We kiezen dan voor de beste panelen die in de massaproductie worden verkocht. Acciona kiest voor panelen met siliconen-zonnecellen. Echte ruimtevaarttechnologie waaruit men per vierkante meter anderhalf keer meer energie haalt. Het beschikbare oppervlak is ook daar relatief klein, want men wil geen concessies doen aan de ruimte voor het racen. Op beide jachten zien we dat ook in de vrijboorden zonnepanelen zitten. 

Windgeneratoren 

Duurzaam Jacht is een cruiser, een toerjacht. Er wordt dus veel geankerd en in havens gelegen. Dus moeten de windmolens op een hoge plaats gemonteerd, want daar is de wind. De Acciona heeft de windmolens laag staan, op palen op de hoek van het achterschip. Logisch, want het waait op zee ook op lagere hoogtes en hoe lager, hoe minder gewicht er gecompenseerd hoeft voor de stabiliteit.

Energieopslag

De Acciona heeft voor de opslag Lithium Ion batterijen. Er zijn er weinig aan boord, want het schip moet alleen de dagelijkse buffer kunnen opvangen van een vrij constant energieverbruik tijdens de race. Het zijn bovendien de lichte Lithium Ion accu’s. De gewichtstoename van het jacht is gering.

Duurzaam Jacht heeft juist een sterk variabel energieverbruik. Soms wordt er een dag gemotord, soms uitgebreid gekookt, en soms wordt er veel geladen. Er staat voor 80 kWh (is 1667 Ah bij 48 Volt) aan capaciteit in.  Bovendien gebruikt Duurzaam Jacht het gewicht van de accu’s als deel van de ballast. De lood-zuur accus wegen 2500 kilogram en dat is meer dan de helft van de ballast.

Voor wat betreft de reserves, is Acciona niet helemaal zuiver energieneutraal, want er bevinden zich ook twee tanks met waterstof aan boord die brandstofcellen kunnen voeden. Dit om te voldoen aan de verplichting van de Vendee Globe organisatie, die stelt dat ieder een motor aan boord moet hebben, met wat actieradius ingeval van noodgevallen op zee, en voor het binnenlopen en uitvaren van de haven. De brandstofcellen leveren elektriciteit, waarmee een 24 kW elektromotor kan worden aangedreven. Dit systeem is veel lichter, dus beter voor de race, dan de conventionele dieselmotor die men doorgaans aan boord heeft hiervoor. De elektromotor loopt natuurlijk ook op de 48 Volt die in de accu’s zit, en de waterstof kan ook worden ingezet om accu’s bij te laden.

Conclusie

Bij Acciona 100% Ecopowered is alles ontworpen tot in het extreme voor de snelheid tijdens 1 bepaalde race. Bij Duurzaam Jacht is voortdurend gekozen voor gebruiksgemak en het plezier van het zeilen, en de kosten. Toch hebben beide jachten gekozen voor een zo goed mogelijk ‘passief jacht’, en voor eenzelfde modulair systeem van verschillende opwekkers die met elkaar de energie leveren.. In wezen ligt daar de overeenkomst.

Duurzaam Jacht wil ook stroom genereren als het voor anker of in de haven ligt, dus de windmolens moeten hoog gemonteerd om ze te kunnen laten draaien. Verschil is, dat voor Duurzaam Jacht het verbruik veel lager is. Tegelijkertijd is het opwekken van stroom vaak kritischer. De snelheid van Duurzaam Jacht is (veel) lager dan een racer als de Acciona, dus werken de hydrogeneratoren minder, of niet. Voor Duurzaam Jacht zijn concessies zijn gedaan ten aanzien van zeilplezier, gebruiksgemak en geld. Het moet jaren werken, in allerlei omstandigheden. Voor Acciona koos men net zo makkelijk voor ruimtevaarttechnologie en voor een spartaanse leefomgeving, als het die ene race maar wint.

De duurzaamheid voor Acciona is voor een zo specifiek mogelijk doel, voor 1 race. De duurzaamheid van Duurzaam Jacht is universeel en voor de langere termijn.