Vulkan ausculta e supporta, FAQ n.5 – Un ibrido per tutti?

Con l’ultima FAQ dedicata al mondo delle propulsioni ‘alternative’, abbiamo chiarito l’esigenza del mondo navale di avere a disposizione architetture ibride che possano assumere forme e dimensioni differenti per applicazioni diverse e per l’infinita variabilità delle condizioni e dei profili operativi

Ciò implica che gli “architetti” di applicazioni ibride debbano essere flessibili e aperti ad una customizzazione molto spinta, sulla base delle esigenze d’uso dell’imbarcazione.

Sebbene ci siano opinioni diverse di definizione, la maggioranza della comunità tecnica concorda nell’identificare come “ibrido” un sistema di propulsione che combini due o più fonti energetiche allo scopo di garantire il movimento dell’unità.

Una propulsione ibrida sarà dunque un’architettura che accoppia il motore endotermico con un sistema di accumulo elettro-chimico (batterie), o una cella a combustibile a idrogeno con super-capacitors.

Due sono le grandi macrocategorie di sistemi ibridi: la propulsione ibrido-seriale e ibrido-parallela. Vi rimandiamo alla lettura della prima FAQ per rinfrescarvi le idee sulle differenze tra queste due architetture (cliccare qui per la FAQ n.1)

La necessità di poter ricorrere a due macro-architetture diverse dà già una prima risposta alla nostra domanda: esiste un solo ibrido per tutti? Quali caratteristiche, vantaggi e svantaggi si celano dietro queste propulsioni e perché il progettista ne seleziona e progetta una piuttosto che un’altra?

L’enorme differenza tecnica e operativa che contraddistingue le possibili tipologie di imbarcazione si ripercuote sui sistemi di bordo che devono essere pensati, progettati e dimensionati in modo molto specifico e puntuale sulla base della singola applicazione. Questo vale soprattutto per le ‘nuove’ propulsioni.

Il primo e fondamentale vantaggio di un sistema ibrido, comune a tutte le soluzioni tecniche ibride, è dare maggior flessibilità all’impianto propulsivo: la fonte primaria di potenza (il motore diesel) risulta maggiormente indipendente dall’utilizzatore, cioè il propulsore (che in una configurazione convenzionale agisce come un carico, o un freno, in qualche modo proporzionale alla velocità), sia esso un’elica, un idrogetto o un pod.

In un sistema ibrido seriale questa flessibilità è portata all’estremo: il motore endotermico viene meccanicamente scollegato dal propulsore per essere utilizzato come una pura fonte energetica (è un motore endotermico che genera potenza elettrica). Il motore propulsivo in questo caso sarà un motore elettrico in grado di gestire tutto il range di giri ad un’efficienza quasi costante e molto alta (normalmente superiore al 90%).

Se immaginiamo quindi di essere a bordo di unità che nella loro quotidianità operativa devono ‘manovrare’ molto, o altre in cui i carichi elettrici di bordo sono molto elevati, questo tipo di configurazione consente una grande ottimizzazione dell’uso del motore diesel, con una conseguente e sensibile riduzione di emissioni e consumi.

Per unità che necessitano invece di una modalità elettrica a basse velocità e che vogliono contare sul supporto di motori elettrici e pacchi batterie di ridotte dimensioni, l’ibrido parallelo è la soluzione perfetta. In questo caso la macchina elettrica è in qualche modo connessa sulla stessa linea d’asse del motore endotermico tramite un sistema che, in gergo tecnico, è chiamato PTO/PTI (Power Take Off / Power Take In). A seconda delle necessità in fase di navigazione, la macchina elettrica potrà funzionare da motore (navigazione in modalità elettrica), scollegando il diesel dalla linea propulsiva per mezzo di una frizione, oppure da generatore (navigazione in modalità diesel), “spillando” parte della potenza destinata all’elica per ricaricare le batterie e alimentare i servizi elettrici di bordo.

Ora è chiaro il concetto iniziale da cui siamo partiti: in base alla tipologia di imbarcazione (e non solo!), gli specialisti dell’ibrido studiano la migliore soluzione ibrida per il tipo di applicazione. Sono sarti che, a seconda delle ‘forme’ e delle necessità del cliente, creano un abito unico, su misura.

Vantaggi e svantaggi e le migliori applicazioni per l’uno o l’altro sistema saranno ‘la stoffa’ per la prossima FAQ.

Matteo Zangrandi, Hybrid Architect Team Project Manager – Vulkan Italia

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Vulkan ausculta e supporta

– FAQ n.1 Che cos’è una barca ibrida?
– FAQ n.2 Uno yacht è sempre COMFORTevole?
– FAQ n.3 La gomma invecchia?
– FAQ n.4 Cos’è il COMFORT?
– FAQ n.5 Un Ibrido per tutti?

(Un ibrido per tutti?  – Barchemagazine.com – Maggio 2024)