Projektowanie jachtu polega – w dużym uproszczeniu – na stworzeniu bryły, która spełnia przyjęte założenia nautyczne, a następnie na „umeblowaniu” wnętrza tejże bryły. Szukając równowagi pomiędzy formą a funkcją zawsze „faworyzuję” kadłub, nawet jeśli wnętrze „wychodzi” nieco spartańskie. Jacht musi dobrze pływać… Ot, na przykład katamaran typu „tort weselny” – na ogół ma niezwykle komfortowe wnętrze, jednak zatraca zalety wielokadłubowca, który powinien być lekki i szybki. Inaczej sprawa wygląda w przypadku domu pływającego – po pierwsze musi on spełniać wszystkie założenia architektoniczne. Powstaje więc plan wnętrza, rysunki elewacji… I do tego trzeba jeszcze zaprojektować konstrukcję unoszącą nasz dom na wodzie. Zaletą takiego mobilnego domu jest m. in. to, że można „zmieniać ogród”, który rozpościera się nieopodal domu. Dziś cumujemy tu, jutro – tam… Zmiana miejsca postoju powinna odbywać się przy dobrej pogodzie – ideałem jest bezwietrzna pagoda i brak lub naprawdę niewielka fala na akwenie. Znając gabaryty domu i – co jest niezmiernie ważne – jego ciężar, możemy rozważyć jak zapewnić pływalność a także sterowność domu. Rozwiązanie pierwsze, to „tradycyjny” kadłub o długości i szerokości nie mniejszej niż obrys domu w widoku z góry; inne rozwiązanie to układ wielokadłubowy.
Mając na uwadze opory ruchu – porównanie układu jedno-, dwu-, i trzykadłubowego „fundamentu” pływającego domu o identycznych gabarytach, funkcjonalności i masie [długość ~11 m; szerokość ~4,2 m, wyporność ~7500 kG], pozwala wyciągnąć następujący wniosek: by wprawić w ruch, a następnie podtrzymać stosowną prędkość, najwięcej energii „wymaga” jednokadłubowiec. Szeroki kadłub z „pełnym” dziobem – zapewniającym właściwą stateczność wzdłużną jednostki – generuje duże opory. Układ 2-kadłubowy – katamaran oraz 3-kadłubowy – trimaran, stawiają znacznie mniejszy opór. Przyjmijmy, że maksymalna prędkość naszego domu wynosi około 14,5 km/h, osiągniecie takiego stanu wymaga w przypadku jednokadłubowca mocy około 55 koni mechanicznych, zaś katamaran i trimaran potrzebuje do tego jedynie około 14 KM; a taka moc pozwala rozpędzić jednokadłubowiec do około 6,5 km/h. W przypadku katamaranu do osiągnięcia prędkości 6,5 km/h potrzeba nieco ponad 3,5 KM, a trimaranu – 2,7 KM. Do zalet jednokadłubowca należy zaliczyć – w porównaniu z pozostałymi rozwiązaniami – niewielkie zanurzenie oraz dużą pojemność kadłuba, która daje swobodę w rozmieszczeniu – niczym w piwnicy – instalacji takich jak np. zbiorniki na wodę czystą i ścieki. Trimaran możemy napędzać jednym silnikiem zainstalowanym na pawęży środkowego kadłuba. W przypadku katamaranu nie jest to najlepsze rozwiązanie. Układ fal między kadłubami – tak trimaranu jak i katamaranu – zmienia się zależnie od prędkości – interferencja fal powoduje tworzenie się wysokich szczytów i głębokich dolin; może się więc zdarzyć ekstremalny przypadek – i zamontowany na rufie, pomiędzy kadłubami silnik będzie pracował „w powietrzu” lub będzie zalewany. Najprościej jest więc zastosowywać dwa silniki; dodatkową zaletą układu dwusilnikowego jest zmniejszenie prawdopodobieństwa „pozostania bez napędu” oraz znakomity wzrost manewrowości wielokadłubowca. Ta „burza” fal między pływakami daje jeszcze jeden ciekawy efekt: dość duże skoki oporów ruchu. I tu wracamy do podróżowania z prędkością piechura – ~6,5 km/h; aby osiągnąć tę prędkość wielokadłubowcem, trzeba pokonać „barierę” wzrostu oporów – w przypadku katamaranu wymaga to około 4,3 KM, trimaranowi „wystarcza” ~3,2 KM. Osiągniecie prędkości 10 km/h wymaga – w przypadku katamaranu – napędu o mocy 12 KM, choć by tę prędkość utrzymać potrzeba już zaledwie ~7 KM, i odpowiednio dla trimaranu – są to moce o wartości ~10 KM i ~6 KM.
Mając to wszystko na uwadze można pokusić się o zastosowanie do napędzania naszego domu silników elektrycznych, zaś do ich zasilania energii elektrycznej generowanej przez słoneczne baterie. Odpowiednio dobrana moc paneli słonecznych zapewni nam absolutną autonomię w podczas postoju i w podróży. Jeśli zadowoli nas prędkość na poziomie 6,5 km/h (siedząc w fotelu przemieszczamy się z prędkością piechura), potrzebna jest moc chwilowa – by pokonać „barierę interferencyjną” około 3200 W dla katamaranu i około 2400 W w przypadku trimaranu; potem zapotrzebowanie na moc spada – i wystarczy nam odpowiednio ~2640 W i ~2000 W. Niezwykle ważne jest dobranie śrub napędowych – indywidualnie do każdego rodzaju „pływającego fundamentu” – by uzyskać jak najwyższą sprawności napędu. Nie dajmy się zwieść ofercie handlu detalicznego – nie istnieją śruby uniwersalne. W dzisiejszych czasach przeliczenie śruby, jej narysowanie i „wydrukowanie” na drukarce 3D jest absolutnie realne. Przyjmijmy straty – z uwagi na sprawność śruby na poziomie 20% – wtedy do napędu katamaranu potrzebujemy mocy chwilowej rzędu 3840 W i 3200 W do pracy ciągłej, a do trimaranu – odpowiednio 2880 i 2400 W.
Choć 2-kadłubowiec generuje nieco większe opory niż trimaran, z punktu widzenia ekonomi wykonania i eksploatacji nie jest to znacząco gorsze rozwiązanie; szersze kadłuby łatwiej zagospodarować niż wąskie pływaki trimaranu, łatwiej też poruszać się w ich wnętrzu podczas przeglądu i konserwacji znajdujących się tam instalacji. Pochylmy się nad napędem katamaranu. Dwa silniki o mocy min. 2000 W każdy wieszamy na pawężach. Płynąc 10 godzin z prędkością 6,5 km/h pokonamy 65 km. Aby płynąć przez 10 godzin z taka prędkością potrzebujemy 28 800 Wh czyli ~29 kWh. Musimy to „wyprodukować” i móc zmagazynować.
Spójrzmy na panele słoneczne – taki „archaiczny już klasyk” o mocy 250 W ma wymiary ~1,7×1 m i waży ~20 kg. Do rozważań przyjmuję, że nominalna moc – owe 250 wat – panel generuje jedynie przez 4 godziny w ciągu doby. Oznacza to, że by zaspokoić zapotrzebowanie na energię potrzebujemy 29 paneli – to ciężar równy 580 kg. Teraz zwróćmy uwagę na trimaran – tu potrzeba jedynie 24 paneli (480 kg). Zmagazynowanie takiej ilości prądu wymaga użycia min. 14 akumulatorów. Nowoczesny litowo-żelazowo-fosforanowy 12-voltowy akumulator głębokiego rozładowania o pojemności 172 Ah waży około 30 kg. Tak więc mamy kolejne 420 kg (w przypadku trimaranu potrzeba min. 12 akumulatorów – 360 kg). Dopełnieniem instalacji fotowoltaicznej jest regulator ładowania, zabezpieczający instalację i akumulatory przed uszkodzeniem.
Zmniejszenie oporów ruchu jest kluczem do obniżenia zapotrzebowania na energię niezbędną do podróżowania. Obniżenie masy domu zmniejszy zanurzenie kadłubów, co pociąga za sobą zmniejszenie oporów ruchu; obniżenie prędkości – nawet do wartości minimalnej – a więc takiej, która zapewnia pełną sterowność, co jest kluczem do bezpiecznej żeglugi – jest drugim warunkiem. O ile warunek pierwszy wymaga jedynie dobrania właściwych materiałów do budowy i konsekwentnego przestrzegania reżimu „odchudzania” konstrukcji, o tyle zmiana filozofii podróżowania – jakże trafna jest sentencja festina lente – w dzisiejszych czasach może być barierą trudną do pokonania. Zwrócę więc na koniec uwagę, iż dom na dwóch pływakach – by płynąć z prędkością 5 km/h potrzebuje do napędu mocy 1,9 KM [1417 W], zaś trimaran – 1,45 KM [1078 W].
Pozostają jeszcze do rozważenia kwestie ekologi i ekonomi – analiza kosztów napędu jednym lub dwoma silnikami przyczepnymi o określonej mocy, emisja spalin oraz „ślad węglowy” postawiony podczas ich produkcji versus napęd elektryczny z baterią akumulatorów oraz ogniw solarnych…
Stefan Ekner
Polski 
English