 De structuur van ARKA electronics. Grofweg beweegt ARKA Electronics zich op drie vlakken:
- Seriematige productie van:
- in-, outboard en POD aandrijvingen voor boten;
- industriële toepassingen en
- aandrijvingen voor voertuigen
- Projecten waarvoor ARKA de engineering doet, of te wel het ontwikkelen en begeleiden van de bouw van nieuwe schepen
- Product ontwikkeling
Oh Ja en dan vergeten we bijna, dat Harry's bedrijf Arendhorst Buitenactiviteiten in het Giethoornse een belangrijke speler is in de toeristenmarkt, zowel in de verhuur van sloepen aan particulieren, als qua rondvaarten voor grotere gezelschappen.
Gingen we vorig jaar al in op de engineering activiteiten van Arka bij de ontwikkeling van de beide rondvaartboten van Blue Boat Company in Amsterdam, die lijn blijk t nu te worden voortgezet. Maar nog een slag breder.
Ging het bij de engineering van de techniek van het schip, om aandrijf systeem en verdere installaties, ook de romp zowel qua constructie als vorm horen daar bij.
Op deze twee laatste fronten is veel winst te halen aldus Harry, winst die zich vertaalt in een energie efficiëntere vaart. We staan hier bewust bij stil, omdat ook wij vinden, dat dit voor elektrisch varen een tot nu toe onderbelicht aspect is. Zie ons artikel over de Ontwikkeling van Elektrisch Varen.
De speelruimte om wijzigingen aan het ontwerp van een rondvaartboot aan te brengen is niet zo groot, want 't blijft er natuurlijk wel om gaan, dat er zoveel mogelijk mensen aan boord kunnen. Maar bijvoorbeeld het terugbrengen van het gewicht van 50 naar 30 ton leidt wel tot 28 % minder energieverbruik.
Ook heel belangrijk zijn zaken als, zoals Harry het noemt "het goed kunnen lossen van het water achter het schip" en de goede aanstroming naar de schroef en de juiste vorm van het roerblad.
Deze zaken zijn niet nieuw, maar er wordt doorgaans bij een dieselboot veel minder aandacht aan besteed.Elektrisch varen door de beperkte energiehoeveelheid die je mee kunt nemen, stimuleert dus vanzelf het efficiënt omgaan met energie.
En dat is belangrijk, want met biogas, zonne- en windenergie kunnen we nog lang niet in onze energiebehoefte voorzien.
De onder de Barlaeus en Vossius toegepaste holle buis motoren met straalbuis van Voith zijn weliswaar conceptueel qua gebruikte techniek en specificaties superieur. In de praktijk blijken ze en zeker in de Amsterdamse grachten, gevoelig voor vuil in de propeller en dankzij de werking van de straalbuis is het stopvermogen navenant kleiner.
Reden voor ARKA een alternatief te ontwikkelen.
Het is een z.g. synchrone 55 kW stuurbare POD geworden met een 24" drieblads propeller.
In de gondel zit een z.g. sinus gecommuteerde borstelloze permanent magneet motor met een rendement, dat in de 90% zal liggen. Hiermee is bewust niet gekozen voor de op zich conceptueel fraaie oplossing van een sensorloze motor op basis van flux vector control techniek, omdat deze vooral in de lagere toeren regionen niet goed stil te krijgen is en daar dan ook in efficiency sterk terug loopt.
Bij deze nieuw door ARKA electronics ontwikkelde motor vindt dus via een RS 422 poort de terugkoppeling van de info over de rotorpositie aan de op zich "standaard" controller plaats.
De motorcontroller kan zowel met 400 Volt wissel- als gelijkstroom uit de batterijen gevoed worden.
Dankzij deze feature kan er ook rechtstreeks op de uitgang van de genset gevaren worden.
In die situatie spaar je dan de omvormverliezen die anders in een lader zouden optreden.
De engineering die ARKA hier doet omvat dus ook de hele genset configuratie, laders en batterijpakket. Het eerste schip uit wat overigens een serie moet worden, komt volgend jaar pas in de vaart.
Ook volgend jaar, maar al gepland voor februari is de tewaterlating van een rondvaartboot in Brugge. Dit is een kleiner schip, dat wordt uitgerust met de vorig jaar door ARKA nieuw ontwikkelde 10 kW POD, die overigens voor deze boot is teruggeregeld tot 8,5 kW. Klik hier voor de reportage over dit schip.
En zo kwamen we met Harry ook te praten over motor vermogens, of beter gezegd juist de combinatie van controller & motorvermogen. Want die zijn samen verantwoordelijk voor het continue kunnen leveren van een gespecificeerd vermogen.
|
Stel u heeft een 10 kW 48 V a-synchroon motor, dan zou je zeggen, dat je met een controller waarbij op het type plaatje staat dat deze 208 Amp kan afgeven, goed zit. Maar nee, want de motorspanning is maar 28 Volt en dat betekent dus, dat de controller een motorstroom moet kunnen afgeven van 293 Amp.
De echte waarheid is nog anders, want de door een controller fabrikant gespecificeerde capaciteit kan maar zeer kortstondig worden geleverd. En bij elektrisch varen gaat 't er om, dat we het juist uren achtereen doen.
De vuistregel is dan, om volcontinue ( S1 ) over het gewenste vermogen te kunnen beschikken, dat de controller zo'n drievoud qua capaciteit moet zijn van de motorstroom, in dit voorbeeld dus 880 Amp.
Nu is er wel wat speelruimte, want de motor zal doorgaans niet op de volle 10 kW worden belast. Maar ook als je continue op 70% van het beschikbare vermogen wilt varen heb je in dit voorbeeld toch nog een controller van 615 Amp. nodig.
Maar 't verhaal is nog een slag ingewikkelder, want waar het echt om gaat is de temperatuur v an de
controller, die mag namelijk niet warmer worden
dan zo'n 70 graden.
Want zelfs bij een rendement van 95% ontstaat er bij vol vermogen in 't geval de motor in ons voorbeeld toch 500 Watt aan warmte per uur.
Nu is er een tamelijk rechtevenredig verband tussen de capaciteit van een controller en de grootte van de vloerplaat waarop de componenten zijn gemonteerd, dus dat gaat op zich wel goed. Probleem is alleen, dat de warmte moet worden afgevoerd.
Daartoe wordt er onder de vloerplaat een z.g. heatsink gemonteerd, die met zijn ribben een groot oppervlak heeft waarmee de warmte aan de lucht kan worden overgedragen.
Vaak ook wordt hier nog een zelfdenkende (=thermostatisch gestuurde) ventilator aan toegevoegd om erin te voorzien, dat ook als ‘t 's zomers 30 graden is, er voldoende koelcapaciteit is.
|
Wat is er mooier dan in alle comfort zonder lastig duikpak en drukproblemen onder waterte kunnen genieten van die wondere wereld?
Een project waar ARKA electronics ook bij betrokken is, is de ontwikkeling van een twee à driepersoons duikboot.
Dit voor de recreatie markt bedoelde scheepje is daarmee typisch een concurrent voor het Bredase U-boatworx, zie ons eerdere artikel.
Technologisch zijn er grote verschillen. Omdat e.e.a. nog strikt geheim is mogen we nu alleen vermelden, dat de z.g. pressure dome direct al de gewenste rompvorm heeft.
Laat onverlet, dat zo'n ontwikkeling een uiterst complex verhaal is. Zo moeten alle vitale systemen aan boord drievoudig uitgevoerd zijn. Het lucht management is daar één van. Zuurstof is daarbij een heel kritisch product, niet alleen omdat je er voldoende en ook een extra reservevoorraad van aan boord moet hebben, maar omdat bij een lek van 100% zuurstof zaken die normaal vrijwel onbrandbaar zijn dan wel vlam kunnen vatten. 
Maar ook het energiemanagement is complex.
Basis hiervoor zijn Gel opzv tractie batterijen.
Mits met een daarvoor geschikte lader geladen is de gasvorming bij dit type batterijen circa 1% van natte batterijen, waardoor ze zonder speciale ventilatie kunnen worden toegepast. Ander argument om dit type batterijen te kiezen is, dat deze op dit moment de enige z.g. dichte batterij technologie is, die zich qua levensduur al (> 10 jaar) bewezen heeft. Alhoewel in de militaire duikbootwereld nu juist overgeschakeld wordt op Lithium, is hier de lood Gel accu juist in het voordeel door z'n gewicht.
Voor deze boot heeft ARKA twee nieuwe motor typen ontwikkeld. Beide net als de hiervoor bij de rondvaartboot beschreven motor gebaseerd op synchrone borstelloze permanent magneet motor techniek. De boot krijgt er vier, waarvan twee worden gebruikt voor de op- en neerwaartse beweging en de twee andere voor de voortstuwing resp. het sturen.
 Alle vier de motoren zijn uitgevoerd als POD en ze zijn door hun hele toerenbereik uiterst stil, wat natuurlijk een vereiste is als je mensen echt van die onderwaterwereld wilt laten genieten. Als de drukbestendigheid van de schroefas-seals bij deze motoren maatgevend is voor de overige aan boord aanwezige afdichtingen, dan zal deze boot een zeer fraaie diepte kunnen bereiken.
De motoren hebben een zeewaterbestendige behuizing gemaakt van RVS 216 Ti. Dit betekent dat er in de metaallegering nogal wat Titanium is toegevoegd.
Veiligheid staat bij de ontwikkeling van zo'n boot meer dan voorop en ondanks alle geavanceerdheid van systemen is er één reddingsmiddel aan boord, dat in geval van nood gewoon met de hand bediend wordt: een onder de boot opgehangen blok lood, dat in geval van nood kan worden afgeworpen, waardoor de duikboot direct naar de oppervlakte schiet. En omdat de inzittenden in een cabine bij 1 Atmosfeer druk zitten, ondervinden zij er geen nadeel van.
ELIPO (Electric Power)
Op een prachtige locatie aan de Slotlaan in Zeist opende op 27 mei j.l. ELIPO, afkorting voor Electric Power, haar deuren als E-Experience center. Rabo ex bestuurder Herman Wijffels gaf in zijn openingstoespraak nog een ander aspect van de noodzaak tot transitie naar E-mobiliteit aan:
Buiten de noodzaak van terugdringing van uitstoot, fijnstof en lawaai wees hij erop, "dat we ‘t restant olie in de toekomst nog hard genoeg nodig hebben voor de productie van allerlei andere producten. Zoals lichte en sterke kunststoffen, bijvoorbeeld voor bouw van lichte en daarmee energie zuinige vaar- en voertuigen". Daarmee komen we op waar het bij ELIPO om gaat.
Licht en toch sterk geconstrueerde voer- en ook vaartuigen die voor hun voortstuwing gebruik maken van elektrische energie. Zo is ARKA daar in deze mooie showroom aanwezig met een  paar van haar out-boards.
ARKA is gevraagd de drive train te leveren voor een nieuwe elektrische auto.
Helemaal nieuw is deze niet, want er wordt uitgegaan van de bekende Smart roadster.
Een auto die in het ELIPO assortiment beslist gunstiger geprijsd zal zijn dan de beide bij de opening getoonde E-Lotussen maar beslist ook het nodige sportieve rijplezier geeft.
Alhoewel de productie van dit type als benzineauto is gestopt, zijn er nog volop carrosserieën beschikbaar om daar een lijn van goed presterende elektrische auto's mee op te zetten en de auto is met nog geen 800 kg verhoudingsgewijs licht en heeft een uitstekend weggedrag.
Het verbreden van zijn bedrijfsscope naar de weg is voor ARKA een heel logische, die markt is vele malen groter, dan die op 't water.
Arka ontwikkelt hier zo'n zelfde efficiënte synchrone brushless permanent magneetmotor voor, dit maal met een vermogen van 24 kW. De benzine uitvoering was 45 kW bij een koppel van 92 Nm, maar de E-uitvoering zal daar zeker niet in prestaties voor onder doen. Qua prijs zal de E-Roadster waarschijnlijk wel de oude vanaf prijs van € 19.650 overtreffen. Dat kan ook bijna niet anders, want de auto krijgt een Lithium batterij-pakket. De batterijen zullen gebouwd worden door MG-Electronics. Het bedrijf, dat z'n start-up beleefde op het Elektrisch Varen Paviljoen dit voorjaar op Boot Holland.
Daar werd 't contact gelegd tussen beide bedrijven. En zo won j.l. juni het team van MG-Electronics met haar, met een ARKA 3,5 kW synchrone motor uitgevoerde, Furia One de Open Solarrace in Zeeland, gebruikmakend van een door hen ontwikkeld batterijpakket en verdere regelelektronica.
 Kortom
we komen ARKA electronics binnenkort overal tegen.
Toen wij Harry vertelden, dat er inmiddels al een tweezits elektrisch vliegtuigje met een 17 kilo wegende 40 kW motor op de markt is begonnen Harry's ogen, als vervent sportvlieger, wel extra te twinkelen.
't Zou dus zomaar kunnen dat ARKA, als ontwikkelaar van nieuwe E-aandrijvingen, binnenkort ook in de luchtvaart actief gaat worden. Wij volgen het graag voor u!
Interview dd. 11 augustus 2009, met dank aan Harry Arendshorst, © Anton Schiere Platform voor Elektrisch & Hybride Varen.
| 
