e-Motion Hybrid System, hybrid inside

La salvaguardia ambientale, il comfort di bordo, l’efficienza e il minore consumo di combustibili fossili passa dall’adozione di sistemi propulsivi tecnologicamente avanzati. Batterie sempre più efficienti per un’autonomia maggiore. L’ibrido è una realtà ed è sempre più electric e meno diesel

by Niccolò Volpati

SY È L’ACRONIMO DI SUPER YACHT O DI SUSTAINABLE YACHT? Fino a qualche anno fa i due concetti facevano a pugni. Più grande è la barca, maggiori sono i consumi. Oggi non è più così, soprattutto grazie alla propulsione diesel/elettrica e, in particolare, ai sistemi più innovativi come l’ibrido parallelo di e-Motion. Prima di capire di cosa si tratta, è bene spendere due parole su chi è a capo di questa azienda. Michele Maggi è stato il distributore esclusivo dei motori Mtu per l’Italia. Ha acquisito la sua esperienza nella sede dell’azienda a Friedrichshafen. Prima di approdare al marketing, al service e alla vendita, Michele ha passato due anni in catena di montaggio  

e-Motion
Michele Maggi

per seguire tutto l’assemblaggio dei motori marini diesel. Poi è tornato in Italia e ha preso in mano l’azienda che fu del nonno e poi del padre, fornendo a tutti i principali cantieri del mondo circa 15.000 motori marini.

Diesel Electric Navigation Mode

e-Motion Hybrid System

L’ibrido parallelo offre un ventaglio di opzioni maggiori: navigazione con motori tradizionali diesel, misto diesel/elettrico o solo elettrico.

Michele Maggi è nato e cresciuto con il diesel. È un traditore? Come mai è passato all’ibrido? No, non è un traditore. Non è come quei cacciatori pentiti che per espiare le proprie colpe diventano volontari delle associazioni animaliste. Semplicemente ha capito che il futuro della propulsione è l’ibrido. I motori di oggi e di domani saranno a poche o addirittura zero emissioni. Si deve consumare meno per inquinare meno. Maggi lo ha capito ormai da diverso tempo, visto che nel 2006 realizzò il sistema ibrido del Mochi 23 M Long Range, il primo yacht di serie con questa tipologia di propulsione. Non è poi così strano se si pensa che Mtu a Friedrichshafen si affaccia sul Lago di Costanza dove, da molti anni, si naviga solo in elettrico.

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Mochi Craft Long Range 23
e-Motion Hybrid System

Come funziona l’ibrido parallelo?
Ci sono i motori diesel con relativa trasmissione, i generatori a giri variabili con all’interno gli inverter, gli alternatori a magneti permanenti per aumentare l’efficienza in elettrico, il pacco batterie al litio, il pannello di controllo e il pannello per le utenze di bordo. Il tutto è regolato dal software.
In pratica è il software che customizza il sistema nel senso che gli consente di adattarsi alla tipologia di imbarcazione e alle performance che vuole raggiungere. Per il resto non si fa altro che abbassare le manette. Detto così sembra facile, ma tutto quello che succede è molto complesso, anche se non ce ne accorgiamo. Le opzioni di funzionamento sono numerose: navigazione diesel/electric con motori spenti e generatori accesi; navigazione a zero emissioni con solo propulsione elettrica; navigazione “economy” con un motore diesel di propulsione che genera anche corrente ed un motore elettrico per il secondo asse; modalità “power boost” con entrambi i motori e i generatori per avere più spinta; zero emissioni in rada perché le utenze elettriche sono alimentate dalle sole batterie o ancora “fast charge” con i generatori a giri variabili e con gli elettrici collegati ai motori di propulsione anche in folle in rada.

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Sanlorenzo 106

«Dopo Mochi 23 M non mi sono fermato e ho proseguito la ricerca e sviluppo fino al Sanlorenzo 106 del 2014, che per primo montava il sistema e-Motion», racconta Michele Maggi. Di cosa si tratta? È un ibrido parallelo, un sistema completo che prevede propulsione ed energia per le utenze di bordo. Un pacchetto completo da installare nella sala macchine, ideale per yacht da 15 a 65 metri di lunghezza. Maggi si è impegnato molto per miniaturizzare tutte le componenti. In pratica si può montare l’ibrido senza modificare i volumi della sala macchine. Questo significa che si può adottare questo sistema anche per yacht già esistenti, sia per modelli di serie che devono essere costruiti dal cantiere, sia per barche già naviganti che decidono di passare a questo tipo di propulsione.

Zero Emission Navigation Mode

e-Motion Hybrid System
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I vantaggi
– Comfort. Il vero lusso sono il silenzio, l’assenza di vibrazioni e di gas intorno allo yacht
– Stessi pesi e stessi ingombri in sala macchine
– Riduzione dei consumi fino al 30% quando si naviga in economy
– Navigazione a zero emissioni per entrare e uscire dal porto e nelle aree protette
– Modalità power boost per dare più spinta con i generatori in aggiunta ai motori diesel
– Ricarica veloce delle batterie
– Sistema compatto privo di manutenzione
– Assistenza, anche da remoto, garantita ad ogni latitudine
– In rada si può alimentare le utenze di bordo per 12 ore senza generatori e senza motori
– Riduzione delle emissioni dei gas di scarico

Il costo è abbastanza accessibile, soprattutto se è in programma una rimotorizzazione con la scelta di un sistema meno inquinante. «Il mondo sta diventando elettrico e la nautica non fa eccezione. Oggi si possono realizzare yacht completamente elettrici, la tecnologia esiste, ma è l’autonomia che non è ancora sufficiente. Tutto dipende dalle batterie».

e-Motion
e-Motion ha sviluppato un sistema completo: propulsione, trasmissione, generatori a giri variabili, pacco batterie al litio e software di gestione.
In alto a soffitto, di colore verde, le batterie. A lato dei motori principali i gruppi elettrogeni. In fondo alla paratia in colore verde, Dc Bus + quadretto controllo frizioni.
e-Motion Hybrid System

Per questo il sistema ibrido di e-Motion fa i conti con la realtà. Si serve di generatori a giri variabili, inverter, alternatori a magneti permanenti e, ovviamente, batterie al litio. Quelle attualmente disponibili sono in grado di garantire un’autonomia in elettrico di 15 o 20 miglia, dipende dallo yacht e dalla velocità. Non è un dato da poco. Significa che è possibile manovrare in porto, sia in uscita, sia in entrata, e magari navigare fino a raggiungere una baia dove fermarsi. Venti miglia di navigazione in elettrico spesso sono sufficienti per coprire il fabbisogno giornaliero.

Hotel Load Zero Emission Mode

e-Motion Hybrid System
Le barche ideali per l’ibrido sono le dislocanti o le semiplananti. È la velocità elevata che assorbe tanta energia. Uno yacht in dislocamento ha bisogno di 200 kWh, ma per planare servono 3.000 kWh.
 
Gli impianti attuali generano inquinamento acustico. Durante gli avvicinamenti o nelle uscite dai porti scaricano gas e particolato che resta nell’aria per molte ore ogni giorno, oltre a disturbare i vicini quando si è in banchina. Pensate anche all’attesa in fila per rifornirsi al distributore di gasolio o quando si aspetta l’assistenza all’ormeggio. Facendo tutte queste manovre in full electric si evitano il disturbo agli altri e l’emissione di tonnellate di CO2 e NOx nell’ambiente, risparmiando combustibile e costi di manutenzione.

 

Quando non bastano le batterie, ci sono i generatori. «Maggiore sarà l’efficienza delle batterie, maggiore sarà la navigazione a zero emissioni, ma i nostri sistemi sono già pronti per il futuro. È facile cambiare le batterie, così se tra qualche anno ce ne saranno di più efficienti che garantiranno anche 500 miglia di autonomia, naturalmente in dislocamento, basterà sostituirle. E nel futuro, non troppo lontano, il sistema sarà già in grado di offrire una navigazione completamente in elettrico con i generatori che avranno il solo compito di garantire di non rimanere fermi in mezzo al mare». Insomma, oggi il sistema è diesel/elettrico e domani sarà sempre più elettrico e meno diesel, fino a diventare completamente elettrico. Come sappiamo, queste tecnologie arrivano dall’automotive ed è per questo che è lecito aspettarsi una rapida evoluzione.

e-Motion Hybrid System

La modalità elettrica di e-Motion non serve solo per la propulsione, ma anche per le utenze di bordo. In rada garantisce 12 ore di autonomia per i servizi senza accendere motori o generatore.

In questo settore si è sempre pensato che il punto di equilibrio si sarebbe raggiunto quando il costo sarebbe stato di 100 dollari per produrre 1 kWh. Se una batteria riesce a fare questo, allora è più conveniente fare un’auto elettrica rispetto ad una a combustione interna. È quella che viene definita densità di energia, cioè il rapporto tra autonomia e velocità di ricarica. Questo equilibrio nell’automotive è stato raggiunto. Non a caso Volkswagen e Mercedes stanno facendo moltissimi modelli full electric. Volvo e PSA hanno annunciato che tra pochi anni non faranno più auto con motori endotermici. Molti Paesi del Nord Europa e la Gran Bretagna hanno annunciato che dal 2025 non sarà più possibile vendere auto con propulsori endotermici sui loro territori. 

Il 2025 è un anno chiave. Molti paesi hanno stabilito che entro quella data tutte le nuove auto vendute dovranno essere elettriche e anche la nautica si sta adeguando.
e-Motion Hybrid System
In colore verde chiaro a paratia si vedono i raccordi Dc Bus. Dietro i Dc Bus con cornice verde i gruppi elettrogeni. In blu intenso a murata i trasformatori isolamento. In azzurro a murata il quadro elettrico standard hotel e il Ns Hybrid Control Panel.

L’obiettivo, per chi opera nella nautica da diporto, è quello di adattare queste batterie all’ambiente della sala macchine. A questo proposito Michele Maggi afferma: «È stato uno degli aspetti a cui abbiamo dedicato maggiore attenzione e oggi siamo in grado di fornire pacchi batterie assolutamente sicuri che non rischiano di infiammarsi e che non si deteriorano con il salino». Del resto il sistema ibrido è tutto incluso. A prima vista potrebbe sembrare un normale generatore perché anche gli inverter sono stati collocati all’interno della cabina di insonorizzazione. «Ci siamo sforzati di non modificare le sale macchine esistenti. Pesi e ingombri sono identici ai sistemi di propulsione tradizionali. In questo pacchetto noi offriamo propulsione, ma anche energia per tutte le utenze di bordo. Il tutto è regolato da un software che abbiamo sviluppato in quattro anni di lavoro. Inoltre, solleviamo il cantiere da ogni responsabilità perché ci siamo impegnati proprio per garantire un’assistenza globale, anche da remoto, a qualsiasi latitudine lo yacht si trovi».

A destra del motore diesel, in colore verde, l’Hybrid control panel.
e-Motion Hybrid System

Insomma, l’ibrido parallelo permette di consumare meno carburante e quindi di inquinare meno. Uno yacht che in una giornata consumava 700 litri di gasolio, con questo sistema può scendere a 120. E anche le emissioni NOx sono conseguenti. La riduzione arriva al 50-60%, un valore ben maggiore rispetto a quello imposto dalle nuove normative IMO III previste dal primo gennaio scorso per gli yacht sopra i 24 metri e i 500 GT.

Tankoa Binta d'Or, ph. Riccardo Borgenni
 
e-Motion
Si divide tra Miami e l’Italia. La società americana e-Motion LLC possiede il 100% di e-Motion Srl che ha sede in Toscana. Nel 2014 nella sala macchine del Sanlorenzo 106 viene montato il primo prototipo di sistema ibrido dell’azienda. Da allora è proseguito lo studio fino ad arrivare nel 2017 con un sistema standard. Oggi l’ibrido parallelo di e-Motion funziona su barche da 15 a 65 metri ed è già stato adottato, oltre che da Sanlorenzo, anche da Tankoa e da Perini. Attualmente, tutti i principali cantieri mondiali sono in trattativa con l’azienda per iniziare ad installare questi sistemi.
e-Motion LLC, 2155 Coral Way, Miami Florida 33145, USA
e-Motion Srl, Via Cisa Nord 33, 54028 Villafranca Lunigiana (MS),
T. +39 0187 1505930, [email protected], www.e-motion-hybrid.com

(e-Motion Hybrid System, hybrid inside – Barchemagazine.com – Aprile 2021)