Primo bisogno di spedizione elettrica

Il trasporto elettrico deve affrontare sfide significative con la spedizione. Il problema non è nei motori ma nell'accumulo di energia.

Navi diverse, esigenze diverse

Tuttavia, la navigazione include diverse navi con vari tonnellaggi e funzioni distinte.

Motori fuoribordo

Esistono già motori elettrici fuoribordo a batteria per piccole imbarcazioni. Mercury, la tradizionale azienda di motori fuoribordo, ne vende uno . Guarda il filmato 1.

Le prestazioni sono inferiori, ma ha una coppia migliore ed è più efficiente per kWh in confronto. La batteria funziona per circa 45 m ma è intercambiabile e pesa 7 kg (16 libbre), consentendo di portare con sé ricambi per aumentare la portata.

Una società nautica ha persino lanciato una barca progettata per funzionare con il motore elettrico di Mercury .

Barche a vela e propulsione elettrica

Le barche a vela fanno affidamento sul vento come sistema di propulsione principale. I motori svolgono un ruolo ausiliario. Tuttavia, i motori devono funzionare quando richiesto.

Accendere i motori su una barca a vela significa una necessità che le vele non possono soddisfare in quel momento. La necessità potrebbe essere l'attracco o garantire la propulsione dopo che gli alberi si sono rotti durante una tempesta.

Il problema è dove immagazzinare l'energia. Le batterie sono troppo pesanti e potrebbero scaricarsi troppo velocemente. Le barche a vela possono stare in alto mare per lunghi periodi, senza possibilità di ricaricarsi.

Le vele solari possono aiutare le barche a vela

Un modo per ricaricare le batterie sono le vele solari. Le barche a vela hanno aree di vele relativamente grandi. Dotare le vele di pannelli solari flessibili può aumentare lo spazio per la generazione fotovoltaica.

Teoricamente, potresti montare tutte le vele con PV. La diffusione stabile del generatore di immagini AI lo immagina in questo modo (figura 2).

Quando i rivestimenti fotovoltaici sono disponibili in commercio , le vele possono diventare pannelli solari invece di servire come superficie per agganciarsi alle celle solari.

Alcuni vanno oltre e aggiungono celle solari alla nave stessa. Vedi figura 3.

Può sembrare utopico alimentare una barca esclusivamente con pannelli solari. Eppure alcune moto d'acqua lo fanno, anche se a bassa velocità.

Le vele solari aiutano fino a un certo punto

Quando il sole splende, cioè.

L'efficacia delle vele solari che generano elettricità dipende non solo dai cieli sereni, ma dall'interazione tra orientamento della nave, latitudine, ora del giorno e altitudine solare e interazione dell'albedo dell'acqua in un dato momento.

Anche la topologia del cablaggio è importante. I microinverter funzioneranno probabilmente meglio delle stringhe di grandi dimensioni.

La differenza tra alto mare e navi portuali

Le vele solari possono aiutare a ricaricarsi in alto mare, ma le barche a vela devono ancora prepararsi al peggio. Le vele solari potrebbero ridurre la capacità della batteria.

In pratica, devi tenere conto di lunghi incantesimi di cieli bui. La nave non può ricaricarsi e l'alimentazione dei motori sarà vitale in caso di tempesta.

Le batterie hanno una densità di energia inferiore rispetto all'idrogeno . Dovranno essere più vicini ai porti e prendersi del tempo per ricaricarsi. I piccoli traghetti sarebbero un esempio di applicazione.

Pertanto, le celle a combustibile a idrogeno consentono ampie distanze per la spedizione .

Alcuni esperti sostengono che la navigazione a lunga distanza richiederà ammoniaca sintetica o metanolo , scindendo l'idrogeno e quindi alimentando l'idrogeno nelle celle a combustibile. In questo modo è possibile compattare il carburante in volumi minori.

Al momento, né le batterie né l'idrogeno alimentano alcuna nave a lungo raggio.

Barca del porto

Un esempio sono i rimorchiatori elettrici che lavorano nei porti. Il costruttore navale olandese Damen vende due modelli di rimorchiatori elettrici . I rimorchiatori utilizzano batterie che si ricaricano in 2 ore con una durata di 30.000 cicli .

Uno è già operativo nel porto di Auckland, in Nuova Zelanda, vincendo il premio di rimorchiatore dell'anno nel 2022 (vedi figura 4)

Un traghetto elettrico è in funzione in Norvegia dal 2015 (figura 5). Si ricarica 10 minuti tra le fermate e poi si riempie durante la notte.

Una linea concorrente ne ha lanciata una più grande nel 2021 (figura 6).

La Norvegia ha anche il NL Hydra , un traghetto a celle a combustibile a idrogeno (figura 7).

Attualmente, la Norvegia sta lavorando a traghetti elettrici autonomi .

In Francia, una nave da carico fluviale Zulu 06, sarebbe in servizio da settembre 2021 sulla Senna (figure 9 e 10).

Concludere

potrei andare avanti . Sono rimasto stupito dal numero di navi elettriche (principalmente a batteria e alcune celle a combustibile) già in funzione.

Diversi studi di fattibilità per l'elettrificazione delle navi si contendono l'idrogeno, dai laboratori nazionali ai produttori di motori navali . Attualmente la tecnologia è pronta per essere implementata: il problema è economico e normativo.

La tecnologia è pronta ma deve essere ampliata per diventare economicamente competitiva. L'infrastruttura di rifornimento portuale deve essere affrontata come regolamento .

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