Propulsione: Elettrica, ibrida o diesel? Vantaggi e svantaggi sugli yacht
Alexander Worms
· 01.08.2023
Come spesso accade, tutto dipende: La questione del concetto di propulsione ideale per una barca a vela non è facile da risolvere. Logicamente, perché un grande e pesante yacht d'acqua blu, magari anche a chiglia lunga, non è un daysailer su un lago interno. E nello spettro tra questi due estremi si trova il profilo di utilizzo dello yacht e quindi anche il concetto di propulsione perfetto da abbinare.
I sistemi di azionamento in sintesi
Da un lato c'è il classico diesel, che oggi funziona in modo affidabile se ben mantenuto, ma è rumoroso ed emette gas di scarico. Dall'altro lato, la trazione completamente elettrica, silenziosissima, inodore e priva di emissioni, almeno direttamente a bordo, che a sua volta crea problemi con le infrastrutture di ricarica nei porti.
La trazione ibrida si colloca a metà tra questi due poli. Ha un motore elettrico e un banco di batterie come fonte di propulsione e ha anche la possibilità di generare elettricità a bordo da una fonte di energia. Nel caso più semplice, si tratta di un generatore diesel, ma si può pensare anche a una cella a combustibile.
Attualmente è possibile scegliere tra tre sistemi: puramente elettrico, ibrido e diesel. A parte le vele, naturalmente, che - almeno stando al nome - dovrebbero essere la propulsione principale di una barca a vela. Ma cosa differenzia questi concetti? E quali vantaggi e svantaggi presentano?
Vantaggi e svantaggi dei tipi di azionamento
Naturalmente, oltre ai fatti concreti sul tema della propulsione a bordo, ci sono tutta una serie di opinioni, perché alcuni amano la loro auto elettrica e desiderano un motore silenzioso anche sull'acqua, mentre altri trovano rilassante il ronzio sonoro del diesel.
Alcuni vedono un impatto negativo sull'ambiente nell'estrazione delle materie prime per le batterie, altri nella combustione di combustibili fossili. Ma cosa hanno da offrire i vari sistemi di propulsione al di là delle considerazioni ideologiche?
Nei calcoli di esempio per il confronto, abbiamo ipotizzato uno yacht del peso di 4,5 tonnellate. L'imbarcazione dovrebbe essere in grado di navigare per circa 50 miglia. Si tratta ovviamente di una quantità elevata per un'imbarcazione a propulsione elettrica, ma potrebbe essere necessaria in vacanza. È possibile anche un passaggio delle NOK. Se l'autonomia elettrica personale desiderata è inferiore, i prezzi e i pesi cambieranno ovviamente a favore della propulsione elettrica.
L'azionamento elettrico
Per il motore elettrico del nostro esempio, ciò significa che deve avere una potenza di 10 kW. "Per le navi in mare calcoliamo circa 2,5 kW per tonnellata. In questo modo si ha una riserva sufficiente quando si affrontano vento e onde", spiega Marcel Schwarzenberg-Unruh di Fischer Panda. Oltre ai generatori, l'azienda di Paderborn fornisce da decenni anche motori elettrici per alimentare le imbarcazioni. "Abbiamo appena equipaggiato un Vindö 40 con questo sistema. Il motore assorbe 5 kW dalle batterie a una velocità di crociera di 5 nodi. È interessante notare che a 3 nodi la potenza è di soli 800 watt", continua l'esperto. Se si tiene conto di una riserva del 15%, in questo caso il banco di batterie, a 5 nodi, deve essere di 57,5 kWh. È pesante e costoso. Come ho detto, se si può vivere con un'autonomia inferiore, si risparmia denaro e peso.
E-drive: autonomia significa peso
Nel nostro esempio, il chilowattora di capacità della batteria costa ancora circa 1.000 euro. È indubbiamente un prezzo elevato. "Le batterie sono certificate e testate e quindi sicure. Naturalmente, è possibile trovare un chilowattora sul mercato libero anche a 200 euro. Spesso i sistemi di gestione delle batterie non sono inclusi o sono di dubbia qualità. Secondo la nostra esperienza, le compagnie di assicurazione hanno difficoltà a coprire questo aspetto", afferma Schwarzenberg-Unruh. Una rapida occhiata su Internet rivela subito che 300-400 euro per 100 ampereora a 12 volt sono abbastanza comuni. Tuttavia, va notato che non tutte le batterie possono fornire energia sufficiente per un'unità, alcune non possono essere collegate in parallelo o in serie o funzionano solo entro un certo intervallo di temperatura.
Se non si vogliono fare tutte queste considerazioni, si acquista un pacchetto personalizzato per il motore e alla fine lo si paga. Per questo motivo, nel calcolo dell'esempio sono state utilizzate le batterie consigliate da Fischer Panda. Il sistema è quindi sei volte più costoso di un motore diesel comparabile. Bisogna volerlo. "Possiamo notare che molti clienti sono costretti a dotarsi di un sistema di questo tipo perché i motori a combustione non sono ammessi nel loro territorio, oppure semplicemente lo vogliono. Hanno poi un'auto elettrica e una casa particolarmente efficiente dal punto di vista energetico. La barca non deve rimanere indietro", afferma Schwarzenberg-Unruh. A causa del grande banco di batterie richiesto nel nostro esempio, l'intero sistema pesa circa il doppio del serbatoio del gasolio. Naturalmente, vanno menzionati anche i ben noti vantaggi del motore elettrico, come l'assenza di manutenzione, la silenziosità e l'assenza di gas di scarico a bordo. Inoltre: Il motore elettrico facilita notevolmente le manovre.
L'unità ibrida
Un sistema ibrido combina i vantaggi di una trazione elettrica con la lunga autonomia di un diesel. L'idea è semplice: se si ha bisogno di un'autonomia superiore a quella che la capacità della batteria può fornire, una fonte di energia a bordo contribuisce a generarla. Ciò significa che nella maggior parte dei casi il veicolo può essere guidato esclusivamente in modalità elettrica. Il generatore di energia entra in gioco solo se si ha bisogno di maggiore autonomia e quindi di maggiore potenza. Potrebbe trattarsi di una cella a combustibile, anche se questi sistemi di bordo sono ancora in fase di sviluppo. Anche la questione dello stoccaggio e della produzione veramente neutrale dal punto di vista climatico dell'idrogeno necessario è ancora aperta. Un sogno del futuro sugli yacht. La soluzione abituale è un generatore diesel. Anche questo produce gas di scarico, ma può funzionare a una velocità ottimale e, poiché non deve trasmettere la spinta a un motore, ma richiede solo un cavo con l'elettricità, può essere incapsulato molto bene. Questo lo rende silenzioso ed evita le vibrazioni.
Cosa rimane: I fumi di scarico e la manutenzione. A proposito: se il generatore funziona con carburanti elettronici, può essere neutrale dal punto di vista climatico.
Se il generatore è adeguatamente dimensionato, può garantire la completa autosufficienza dell'unità. La frequenza di utilizzo dipende dalle dimensioni del banco batterie: più è grande, meno spesso il diesel dovrà intervenire. Tuttavia, una configurazione di questo tipo richiede molto spazio. Infatti, oltre alle batterie è necessario un serbatoio e, oltre al motore elettrico, anche il generatore deve essere alloggiato da qualche parte. Il sistema è quindi particolarmente pesante e, a seconda delle dimensioni della batteria, può anche essere più costoso di un'unità puramente elettrica. D'altro canto, offre una grande autosufficienza e indipendenza dalle infrastrutture di ricarica a terra.
Il motore diesel
Anche il motore diesel offre questa possibilità. Le stazioni di rifornimento sono disponibili. È anche poco costoso e relativamente leggero. Se il territorio nazionale non impone restrizioni alla sua utilizzabilità e se le considerazioni ecologiche non sono di primaria importanza, allora è ancora una buona alternativa. Rimane però un problema: I fumi di scarico, la manutenzione necessaria e il livello di rumore sotto il motore.
L'imbarazzo della scelta
Cosa fare, quindi, quando si tratta di acquistare un nuovo yacht o di terminare la vita del motore diesel a bordo? I singoli punti devono essere valutati singolarmente. Pace e tranquillità a bordo contro l'ansia da autonomia. Costi e coscienza ecologica. La situazione di installazione sulla nave e il peso rispetto alla libertà di manutenzione e all'affidabilità. Prima di prendere una decisione, è importante chiedersi esattamente cosa ci si aspetta da un sistema di propulsione e quindi ottenere preventivi adeguati. Nessuno può togliervi la decisione successiva, dipende solo da voi.
Esempi di calcolo per elettrico, ibrido e diesel
Le tabelle di confronto si basano su una serie di ipotesi. Se non riconoscete voi stessi e il vostro modo di navigare, potete comunque utilizzare il confronto come guida per le vostre considerazioni. Abbiamo ipotizzato un dislocamento di 4,5 tonnellate, che è normale per una barca di 30 piedi. L'imbarcazione dovrebbe essere in grado di percorrere 50 miglia nautiche a una velocità di crociera di 5 nodi in modalità esclusivamente elettrica. Tenendo conto di ciò, Fischer Panda ha creato un concetto di propulsione completamente elettrica e una ibrida e ha specificato prezzi e pesi. I prezzi possono ovviamente variare per altri fornitori, ma il peso rimarrà simile. Per quanto riguarda il peso del serbatoio, abbiamo ipotizzato 120 litri di gasolio più serbatoio e bocchettone di rifornimento, poiché si tratta di una dimensione comune. Inoltre, il serbatoio è disponibile per la conversione di un'imbarcazione esistente. L'autonomia si basa su un Vindö 40 elettrificato, che richiede un consumo di circa 5 kilowatt dal motore a una velocità di 5 nodi. Questi valori possono variare per altre imbarcazioni. Inoltre, è stata presa in considerazione una riserva del 15% nella batteria e nel serbatoio. Il diesel richiede 3 litri all'ora a 5 nodi. Anche questa è una supposizione.
