Puoi gestire il tuo yacht, incluso il suo motore, interamente da fonti rinnovabili? Jake Kavanagh trova i proprietari di barche che stanno facendo proprio questo
Immagina di poter navigare negli angoli più remoti della Terra senza mai dover cercare una bombola di gas da cucina o una ricarica di gasolio. Al giorno d’oggi, questo è abbastanza fattibile, perché la tua cucina e il potente motore principale possono essere interamente elettrici, e la moderna batteria agli ioni di litio può essere rapidamente ricaricata da una combinazione di pannelli solari, generatori eolici e un’elica a ruota libera sotto vela.
Abbiamo sempre avuto yacht in grado di generare la propria elettricità da fonti rinnovabili, ovviamente, e come gli elettrodomestici a bordo si sono moltiplicati, così hanno le richieste di energia off-grid. Ma l’obiettivo finale di sostituire in modo affidabile il motore diesel con un motore elettrico equivalente si è finora dimostrato elusivo. Anche se uno yacht richiede pochissima potenza per raggiungere la velocità dello scafo in condizioni di calma, sarà ancora bisogno di circa 3hp per tonnellata quando colpire in un mare pesante. Molti velisti preferiscono anche avere un sacco di grugnito in riserva, quindi un moderno 40ft (12m) yacht di solito imballare ovunque tra 55hp e 80hp (72–104kW).
Alimentazione relativamente carnosa (10kW/13 cv+) motore elettrico per qualsiasi lunghezza di tempo, richiede una grande banca di batterie, e carichi elevati può rapidamente scolarli. Ad oggi, il problema con la propulsione elettrica dedicata è stato uno di gamma, quindi un compromesso pratico è stato raggiunto con un’installazione ibrida. Un motore a combustione di piccole e medie dimensioni assume il compito di propulsione in periodi di forte domanda o quando le batterie sono esaurite. Il motore gira anche il motore elettrico come generatore. Una volta che le batterie sono condite, l’impianto elettrico sono ancora una volta disponibili per il funzionamento silenzioso. A causa della necessità di un ulteriore “range extender”, la propulsione elettrica è stata solitamente un add-on per uno yacht da crociera, e non l’unico fornitore.
Rise of technology
Ma tutto questo sta cambiando, e un combustibili fossili in barca gratuito è ora possibile grazie alle enormi progressi nel mercato dei veicoli elettrici. I nuovi motori rim-driven e brushless offrono più coppia per meno energia, mentre le nuove batterie al litio possono memorizzare una maggiore capacità e, soprattutto, ciclo profondo ripetutamente senza danni. A sfruttare al meglio tutte queste risorse è la nuova generazione di controller digitali, che gestiscono il flusso e il flusso di energia con l’intelligenza predittiva. Tutto questo ha fatto sì che ogni amplificatore possibile è preso in giro dal sistema rinnovabile, accuratamente immagazzinato con il minimo spreco, e poi utilizzato con saggezza dal motore.
Per dimostrare che la scienza, un gruppo di studenti francesi ha appena circumnavigato il globo in un yacht a posteriori con un sistema di propulsione totalmente elettrica, e progettato per ricaricare principalmente dal movimento attraverso l’acqua. Nel frattempo, aziende come Oceanvolt (Finlandia) e Electric Yacht (California) sono state create per fornire soluzioni interamente elettriche per barche fino a 60ft (18m) di lunghezza. Decine di yacht sono già stati elettrificati, e con ogni conversione di successo, più lezioni vengono apprese.
Per i proprietari di questi convertiti yachts, non è realmente circa il risparmio di denaro. Come ha rivelato il progetto Hymar finanziato dall’UE, non ci sono molti risparmi sui costi legati al montaggio di un sistema ibrido, principalmente perché il kit rimane relativamente specializzato e ancora piuttosto costoso. Invece, si tratta delle gioie di una crociera dolce e silenziosa con zero emissioni, minima manutenzione continua e una grande riserva di energia elettrica per i carichi domestici. Un altro bonus è la consegna immediata di unità, che può prendere uno yacht da spento a fianco velocità in pochi secondi, utile in situazioni di collisione. Può anche essere utile far girare l’elica a pochi giri senza impegnare un cambio goffo per manovre di precisione.
Sviluppare la tecnologia delle batterie
Nel mercato marino, produttore olandese Mastervolt è stato il primo a pioneer full-size litio-ioni batteria, disponibile a 12V o 24V, e ora nella sua seconda generazione, la gamma Ultra. Si afferma che queste batterie abbiano un ciclo di vita di almeno 2.000 scariche profonde fino all ‘ 80% di scarico, ma con un terzo del peso di un design al piombo equivalente. L’elettronica complessa su ogni cella garantisce un perfetto bilanciamento e nessun rischio di sovraccarico.
Altrove, gli scienziati hanno fatto una scoperta con la batteria al litio-aria, che utilizza l’ossigeno come uno dei reagenti. L’affermazione è una batteria che alla fine può essere fatta per un quinto del prezzo e un quinto leggero come il litio, ma potrebbe rendere i telefoni, auto e barche operano cinque volte di più.
Altre ricerche stanno sondando la fisica di altri materiali, come il magnesio, i “nanofili” d’oro, lo sodium sodio e la formulazione di carbonio, il grafene. La società spagnola Graphenano ha sviluppato una batteria ai polimeri di grafene chiamato il Grabat, che sostiene è 33 per cento il peso di ioni di litio e quattro volte la densità di energia. Meglio ancora, le batterie sono rivendicati per ricaricare 33 volte più veloce rispetto agli ioni di litio, e mantenere oltre l ‘ 80 per cento della loro capacità dopo migliaia di cicli.
inoltre, la cella a combustibile a idrogeno la tecnologia è stata avanzata. La versione ST saw stava lavorando in un motoscafo da 5kW, fornendo 5 nodi per un’intera giornata di automobilismo.
Progressi nei motori elettrici
Continuano le scoperte nel mondo dei motori elettrici, con una delle più recenti di Siemens. Insolitamente, questo motore è stato progettato per l’industria aeronautica e con un peso di appena 50kg eroga un continuo 260kW (348hp), circa cinque volte più potenza rispetto ai sistemi equivalenti. Inoltre, questo viene consegnato a soli 2.500 giri / min, quindi può essere collegato direttamente all’elica senza trasmissione.
Alcuni motori marini richiedono ancora i loro propri sistemi di raffreddamento, sia in auto e modalità di rigenerazione, ma altri, come il pod e rim drive, operano al di fuori del barca, così sono raffreddato e, come bonus, orientabile.
Il mercato dei motori fuoribordo ha visto anche una serie di innovazioni, in particolare da parte della società austriaca Torqeedo, che ora può offrire motori elettrici brushless (sincroni) fino a 80cv. Torqueedo ha lanciato non meno di sei nuovi sistemi di propulsione quest’anno, rispondendo alla crescente domanda di motori fuoribordo e pod a bassa tensione per imbarcazioni da diporto e commerciali.