Bella questione, scritto così vuol dire tutto e niente..
Personalmente ho fatto uno studio molto approfondito sulla convenienza economica ed i criteri di progettazione e di controllo delle batterie di uno Yacht ibrido: all'epoca ci ponemmo anche il tema dell'introduzione di batterie al litio su navi di grandi dimensioni da trasporto o da crociera ma non posso fare un discorso approfondito perchè, ad oggi, nonostante molti amici che ho siano al posto giusto delle navi Costa e di una nave da trasporto (sala macchine), non ho mai ricevuto una registrazione dell'andamento giornaliero dei carichi elettrici di una nave di questo tipo..
Intanto metto un link di una presentazione dell'argomento, poi faccio delle considerazioni generali:
https://www.linkedin.com/pulse/navi-propulsione-ibrida-lefficenza-silenziosa-marco-bonvini
In pratica si tratta di far lavorare insieme, in qualche modo (diversi schemi sono possibili) i generatori Diesel della nave e le batterie, caricandole e scaricandole in modo da massimizzare l'efficienza di tutto il complesso (la definizione di questa efficienza ed il suo calcolo furono il lavoro che mi prese più tempo, non è facile anzi.. )
Anche non avendo dati sulle navi e sulle curve di carico elettrico e meccanico dei motori di bordo ci sono cose che comunque possono essere dette già con la semplice logica, iniziamo con la lista dei Pro:
1) L'introduzione di un pacco di batterie di alta potenza/energia permette SEMPRE di far lavorare il complesso dei motori elettrici della nave nei punti ad alta efficienza
2) Se la nave ha una propulsione Diesel diretta sugli assi, introducendo le batterie ed un generatore/motore passante l'efficienza del sistema aumenta di sicuro
3) In porto con il vento, se le batterie sono cariche, la nave può spegnere i motori che dovrebbero essere tenuti caldi per alimentare eventualmente i Trusther
4) Sempre in porto, con le batterie scariche, l'efficienza del sistema sarebbe alta, utilizzando i motori anche per caricare le batterie
5) A bassa velocità, con il giusto dimensionamento, la nave potrebbe andare in solo elettrico
6) Diverse considerazioni più specialistiche sulla qualità della rete elettrica di bordo
La lista dei contro sembra piccola, ma ha un suo peso:
1) Il costo delle batterie
2) Il costo della manutenzione delle batterie
3) L'affidabilità del sistema
4) La gestione in sicurezza delle batterie
Come sempre si tratta di mettere queste due cose su di un piatto e vedere quale pesa di più, una operazione che potrebbe dare risultati differenti di nave in nave o di uso in uso di una stessa nave..
Nel link si dice che:
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Alcune esperienze con rimorchiatori (Foss Maritime) dimostrano risparmi di carburante fino al 25% e di emissioni fino al 50% (certificati dall’agenzia americana per l’ambiente EPA) Tanto più è la percentuale di impiego del motore a regimi ridotti, tanto maggiore è il risparmio."
E' un risultato abbastanza scontato, un motore meccanico, Diesel in particolare lavora bene, ad alta efficienza, quando il suo carico è vicino a quello nominale, molto alto per un rimorchiatore, quando il rimorchiatore non sta però rimorchiando una nave il carico è basso..
Con le batterie si avrebbero due casi:
1) Le batterie sono scariche: il motore farà muovere l'imbarcazione, ma intanto caricherà anche le batterie, quindi lavora a pieno carico
2) Le batterie sono cariche: il motore si può spegnere e l'imbarcazione va in solo elettrico
Operando in questo modo è facile attendersi anche un 25 % di risparmio sul carburante ed un 50 % sulle emissioni (i due dati non sono identici ndr)
Ma una nave non è un rimorchiatore: può avere anche sei motogeneratori su cui frazionare il carico e gestire le potenze di lavoro e le efficienze, per questo non si può rispondere a priori sulla convenienza di adottare un sistema simile, occorrono le famose curve di carico.
Torniamo al punto 1) della lista delle cose negative, il costo: più o meno otto MegaWattora di batterie al Litio costano 8/10 milioni di Euro, non le batterie, ma tutto l'insieme che le ospita (stima su un mio progetto pilota)
Da come scrive l'articolo la Grimaldi vuole impiegare una taglia molto più grande, perchè parla di un certo ingombro, e le batterie da otto MWh in realtà occupano più o meno lo spazio di trenta metri cubi (sempre il mio dimensionamento di massima)
Quindi hanno valutato un investimento di diverse decine di milioni di Euro, se lo hanno fatto devono stimare una buona riduzione dei consumi.
Il punto 2): le batterie sono composte da celle, più celle metti insieme più il sistema è complicato e necessita di diverse operazioni di manutenzione, fatte in automatico dai computer di supervisione, e di sostituzione delle celle difettose a causa di usura, che saranno in questo caso molte, ed andranno sostituite con continuità..
Questo è un costo notevole, anche se può essere ridotto in vari modi, ma sarà comunque una nota spese sempre presente
Il punto 4) riguarda la prevenzione incendi, legata al locale batterie, al raffreddamento, alla sua posizione nella nave (diciamo una evoluzione del locale attuale, più dedicata al litio), perchè le batterie al litio hanno anche cento volte l'energia di quelle equivalenti al piombo, di conseguenza sono anche un pericolo se questa energia si libera per un cortocircuito, un incendio ecc. inoltre il litio con l'acqua continua a bruciare, anzi..
Ci saranno quindi spese ed accortezze particolari per prevenire degli eventuali problemi derivanti da incendio..
Insomma, tanti interrogativi.. ma Grimaldi ha i dati che io non ho, ed evidentemente ha già risposto..
Un salutone!
Manlio
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