FAQ

In questa sezione troverete risposta a molte delle domande tipiche che vi sarete posti quando avete iniziato a pensare alla fattibilità di una propulsione elettrica o ibrida per la vostra imbarcazione.

Le domande includono le metodologie nella scelta del motore, del pacco batteria e i metodi di ricarica dello stesso.

Per altri dubbi o curiosità potete contattarci senza alcun impegno agli indirizzi e numeri di telefono contenuti nella sezione contatti del sito.

 

Perché Elettrico?

La Propulsione Marina Elettrica non è sicuramente una novità, in ambito militare e civile è utilizzata da oltre 80 anni.

Su tutti i sottomarini costruiti dagli anni 50 in poi, ma anche su portaerei e rompighiaccio, la propulsione è affidata a motori elettrici.

In ambito civile invece, i motori elettrici sono attualmente utilizzati per la propulsione, su tutte le più moderne Navi Passeggeri.

Per le piccole potenze però, visto anche il basso costo e l’abbondante quantità di combustibile derivato dal petrolio, non si è portato avanti lo studio e lo sviluppo di sistemi elettrici fino a circa 15 anni fa.

Con gli ultimi sviluppi tecnologici e l’aumentare del prezzo del carburante, questa situazione è cambiata, favorendo la nascita di nuovi motori elettrici per le imbarcazioni più piccole che possono funzionare anche in parallelo ai sistemi classici di propulsione, garantendo significativi risparmi di carburante.

Il risparmio è garantito solo se il sistema nel suo complesso è ben progettato e realizzato.

I vantaggi di avere a bordo un motore elettrico possono sintetizzarsi nei seguenti punti:

  1. Risparmio Economico nell’utilizzo e nella manutenzione.
  2. Navigazione silenziosa e tranquilla con l’assenza di vibrazioni.
  3. Pulizia a Bordo e nell’Ambiente: niente carburante, niente oli esausti, niente gas di scarico.
  4. Bassissima Manutenzione: pochissime parti mobili, non esistono pompe, filtri, iniettori, sistemi di esaurimento o serbatoi del carburante da tenere puliti ed efficienti.
  5. I costi di manutenzione annuali sono praticamente pari a Zero.
  6. Operazioni di Utilizzo semplici: non esistono avviamenti particolari, i comandi sono semplici e intuitivi.
  7. Aumento della manovrabilità dell’imbarcazione.
  8. Navigare liberamente in Aree Marine Protette.
  9. Pescare in assoluto silenzio.
  10. Sostituzione dei Trolling Valve.Top

Motore Elettrico vs Motore a Combustione – Coppia:

I Motori a Combustione Interna hanno una curva della Coppia Erogabile; solitamente si contraddistinguono per erogare una piccolissima coppia alle basse velocità e ciò si traduce con una minima velocità di utilizzo dell’imbarcazione.

Al di sotto di tale velocità la coppia erogata dal motore non consente all’imbarcazione di vincere le forze di attrito e di navigare.

Inoltre questi possono essere utilizzati solo brevemente ai più alti reggimi per non causare guasti importanti.

I Motori Elettrici a Magneti Permanenti o a Induzione di ultima generazione invece, hanno una coppia costante, in pratica lavorano con la stessa coppia dalla velocità zero a quella massima.

Per questo sono più tolleranti agli abbinamenti con l’asse dell’elica e al diametro della stessa.

La coppia costante (o quasi) gli permette di avere tutti i range di velocità possibili senza dover navigare obbligatoriamente da una velocità minima in poi e questo consente un grandissimo vantaggio a tutte quelle imbarcazioni che devono eseguire operazioni a bassa velocità in massima sicurezza (Manovre di Attracco o Ormeggio, Ingresso e Uscita dai porti, battute di pesca, Campagne Oceanografiche, Navigazione sotto-costa o in Aree Marine Protette).
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Motore Elettrico vs Motore a Combustione – Potenza:

La potenza si definisce come la coppia per la velocità; si esprime in Cavalli (CV) o Kilowatt (kW); un CV equivale a 0.746Kw.

Fondamentalmente quindi, la potenza è potenza ed è quindi indipendente dal dispositivo che la sta producendo

Ciò che si deve quindi analizzare in questo caso è l’utilizzo della potenza sprigionata dal motore.

In un Motore a combustione interna la potenza è espressa in Potenza al Freno mentre nel caso di un motore elettrico direttamente in Potenza dell’Albero.

Ciò significa che mentre nel caso del motore elettrico la potenza da poter utilizzare per la marcia è proprio quella dichiarata, nel caso di un motore a combustione interna bisogna tener conto di carichi e dispersioni di potenza presenti nella pratica e dovuti a:

  • Trasmissione.
  • Distribuzione
  • Pompa Acqua.
  • Pompa Carburante.
  • Carico dell’Alternatore.

Inoltre nel caso di molte barche non è possibile erogare questa potenza ai massimi reggimi per periodi di tempo prolungati.

Nel caso di un motore alimentato a diesel o benzina, se misuriamo la potenza direttamente sull’asse dell’elica, verificheremo che quest’ultimo non è in grado di sfruttare più del 85-90% della propria potenza al massimo regime e più del 70-80% per regimi di crociera.

Un motore Diesel con una potenza di 20 CV fornirà quindi una potenza sull’asse di circa 14-15 CV.

Un motore elettrico è quindi, a parità di potenza, più efficiente del 20-30% rispetto a un motore classico diesel o benzina.

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Velocità vs Potenza Richiesta:

L’utilizzo dei motori elettrici per la propulsione è indicato per tutte le Carene Dislocanti; il sistema se ben congeniato permette di raggiungere e mantenere la velocità di progetto.

Molte Barche a Vela per raggiungere la velocità di progetto, devono invece montare un motore ausiliario più potente di quello necessario per compensare la perdita di potenza di quest’ultimo.

I nostri motori elettrici, invece, riescono a muovere con efficienza la maggior parte delle barche a vela fino a 45-50 piedi raggiungendo senza problemi la velocità di progetto.

Allo stesso tempo, essendo l’erogazione della rapida ed efficiente potrete scegliere i nostri prodotti anche per piccole carene plananti o nella versione ibrida per accoppiare i benefici di una propulsione elettrica anche su imbarcazioni che montano motori diesel di potenze fino a 500CV.

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Accoppiamento dell’Elica

La maggior parte dei Motori a Combustione Interna sono progettati per funzionare a velocità massime di 2800-3600 RPM (Giri al Minuto).

I motori elettrici sono invece progettati per funzionare a una velocità massima di 1500-3000 (quelli ad induzione arrivano invece anche a circa 4000-5000rpm)

La maggior parte delle eliche invece funziona con una velocità dell’asse tra gli 800 e i 1200 RPM.

La maggior parte dei sistemi che utilizzano motori a combustione interni, hannoperciò bisogno di un riduttore che porti il numero di giri del motore a quelli necessari per l’utilizzo dell’elica; tipicamente questa riduzione è del 2:1 o 3:1 circa.

In questo modo grosse riduzioni dei giri del motore causano perdite di potenza e una parte di quella disponibile non può neanche essere utilizzata; con il tempo il motore è soggetto a danneggiamenti meccanici o comunque deve essere continuamente sottoposto ad interventi massivi di manutenzione soprattutto dopo i primi 5-6 anni di vita.

Nel caso dei nostri motori elettrici tale riduzione di giri è effettuata con un limitatore attivo del voltaggio più una riduzione meccanica affidata a un sistema di pulegge e cinghie dall’indubbia qualità, semplicità ed efficienza.

In questo modo è possibile utilizzare tutta la potenza a disposizione senza perdite significative e senza alcun rischio di rottura o manutenzione massiva negli anni di esercizio del motore.

Al momento dell’ordine la riduzione verrà regolata in modo da offrire il migliore accoppiamento con l’asse e l’elica preesistenti.

Nel caso di una nuova installazione saremo in grado di guidarvi nella scelta di asse ed elica in modo da realizzare il migliore match tra motore elettrico e trasmissione.

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Scelta delle Batterie:

Le Batterie rappresentano il cuore del sistema propulsivo elettrico o ibrido; ne esistono svariate tipologie con fasce di prezzo molto diverse.

Le più economiche sono quelle Acide al Piombo di largo utilizzo nella maggior parte delle applicazioni dei trasporti, l’unico limite sta nella bassa energia per densità su unità di volume e i bassi cicli di carica e scarica cui possono essere sottoposte; le uniche indicate per le applicazioni di trazione sono quelle utilizzate nelle golf car; adatte all’utilizzo nautico solo in casi in cui i vasi siano separati e l’elettronica non possa travasarsi in vati attigui, vanno installate in locali ben areati, ciclicamente controllate e tenute in buono stato di manutenzione, non scaricate mai oltre il 50% della capacità totale.

Un buon compromesso tra energia per densità di volume e cicli di carica e scarica sono le Batterie AGM-Absorded Glass Mat.

Tutte le Batterie AGM comprese le TPPL (Thin Plate Pure Lead) sono appositamente create per grossi cicli di scarica, non hanno bisogno di alcun tipo di manutenzione e possono essere installate in qualsiasi locale poiché completamente sigillate; posso essere scaricate anche dell’ 80% della capacità totale.

Le batterie utilizzate per gli avviamenti dei motori sono invece assolutamente da evitare poiché sopporterebbero pochissimi cicli di carica e scarica profonda, vanno ricaricate con appositi carica-batterie.

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Batterie al Litio:

Negli ultimi anni si è assistito a un calo significativo del prezzo delle batterie al Litio ed è nata una nuova generazione specificamente indicata per le applicazioni di trazione, le LiFePO4.

Le Batterie Litio al Ferro-Fosfato offrono un’elevata stabilità e al contrario di quelle al Liti-Cobalto e Litio-Manganese sono sicure e possono essere utilizzate anche in ambienti più ostili come quello marino.

Se utilizzate con un buon sistema di ricarica possono funzionare in modo efficiente per oltre 2500 cicli di carica e scarica arrivando ad una scarica fino all’80% della capacità totale senza per questo comprometterne in alcun modo l’efficienza.

Rispetto alle altre tipologie di batterie utilizzabili le batterie LiFePO4 offrono:

  • Fino al quadruplo dei cicli di carica e scarica.
  • Riduzione importante del Peso (fino a 200 Wh/Kg contro i 30-50Kh/kg delle batterie tradizionali)
  • Scarica fino al 100% senza comprometterne la capacità e la durata.
  • Efficienza quadruplicata.
  • Non contengono sostanze tossiche e metalli pesanti.

In questo caso l’investimento iniziale è sicuramente maggiore ma ammortizzabile nel tempo; in ogni caso, qualsiasi sia la tecnologia di batteria che scegliate, ci sono tre cose da dover sempre fare per mantenere negli anni la piena efficienza del sistema:

 1.         Considerare che all’aumentare del DOD-Depth of Discharge (profondità di scarica), diminuirà la vita della batteria; ogni buon rivenditore dovrebbe sapervi fornire i cicli di carica e scarica della batterie ai vari DOD.

2.         Ricordare durante l’inverno di prevedere almeno un ciclo di ricarica delle batterie una volta ogni due mesi ( dipende dalla temperatura a cui vengono conservate le batterie ).

3.         Staccare i terminali al momento del rimessaggio o per lunghi periodi di inattività.

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Opzioni di carica:

Qualsiasi sia la fonte energetica che userete per caricare le batterie, è in ogni caso consigliabile di prevedere un carica-batterie da collegare a un presa di corrente quando ci si trova in porto o per ricaricarle comodamente durante l’inverno.

Per il resto la scelta dipende soprattutto dalle autonomie e dalle prestazioni richieste.

Nel caso di barche a vela, il suggerimento è di installare un piccolo pannello fotovoltaico che vi permetta di caricare in modo continuativo le batterie anche durante i periodi in cui la barca è ferma in porto invece di allacciarsi ad una rete elettrica.

In questo caso oltre che al pannello fotovoltaico si avrà a disposizione anche la carica effettuata dal motore quando si naviga a vela.

Quest’ultima configurazione risulta essere quella scelta nel 70% delle barche a vela che rimotorizzano con un motore elettrico e che non stanno per più di 2-3 giorni in mare aperto.

Per coloro che invece fanno poca navigazione a vela il sistema può essere integrato con un piccolo generatore di corrente in modo da avere un’ulteriore riserva di energia e poter passare con tutta tranquillità, lunghissimi periodi lontani da qualunque fonte di energia offerta dalla Terraferma.

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Ibrido in Serie o in Parallelo? Ibrido Misto…

I sistemi precedentemente elencati si classificano come Ibridi in Parallelo: più fonti energetiche (Solare, Eolico, Elettrico e Chimico) lavorano in simbiosi per fornire energia al pacco batterie, quest’energia andrà spesa per la propulsione e/o le utenze di bordo.

Un ibrido in serie si realizza invece quando un’unica fonte d’energia è utilizzata per la propulsione, è l’esempio di barche a motore che hanno solo dei generatori che producono energia elettrica poi utilizzata da un motore elettrico per la propulsione.

Tale sistema permette di abbattere i consumi di carburante e gestione fino al 50%.

Un generatore di corrente infatti, poiché non soggetto a regimi transitori di accelerazione e funzionando ad un basso numero di giri, riesce a produrre energia in modo molto più efficiente rispetto ad un motore di eguali dimensioni che provvede alla sola propulsione.

Le vibrazioni sono ridotte come pure la manutenzione a cui lo stesso deve essere sottoposto.

La tendenza attuale è comunque quella di avere degli Ibridi Misti che mettano insieme i vantaggi dell’uno e dell’altro sistema.

Ma non preoccupatevi più di tanto…

Contattateci per sapere in base alle vostre esigenze quale è il sistema e la famiglia di prodotti che possano fare al caso vostro.

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IN SINTESI:

Come la maggior parte delle cose al Mondo, non esiste una singolo Assioma, una regola Assoluta che possa andare bene per tutti; ogni utilizzatore ha delle esigenze diverse, un modo singolare di vivere il mare.

Per questa ragione Green Boat Technology sarà in grado di fornire svariate scelte e customizzazione d’impianti e prodotti affinchè la scelta di un sistema elettrico o ibrido per la propulsione non sia una scommessa ma una certezza!!!

Non esitate a contattarci per riceverete gratuitamente il preventivo e la bozza di progetto per l’impianto che più fa al caso vostro.