Un day – boat elettrico
di Vittorio di Sambuy
Una barca a motore ad emissioni zero, vale a dire elettrica è, allo stato dell’arte, ipotizzabile solo in dimensioni ridotte, come ad esempio un day boat che serva per portare un piccolo gruppo di persone a fare il bagno di mare fuori dal porto o discosto da spiagge affollate: la barca a motore che l’Ucina sogna per il suo programma “navigar m’è dolce”.
Non sarà polifunzionale, come per esempio un gozzo a motore diesel, capace di percorrere anche lunghe distanze purché il serbatoio di gasolio sia sufficientemente capiente, dovrà invece essere altamente specializzato, direi fatto su misura per l’impiego previsto.
Ipotizziamolo: la barca rimane sempre ormeggiata in porto e viene usata per uscite diurne, con solo due ore di moto al giorno, una per raggiungere la destinazione voluta, e una per tornare in porto. Va munita ovviamente di una batteria di capacità sufficiente a garantire le due ore di moto ma dei pannelli fotovoltaici svolgerebbero la ricarica durante tutte le ore di sole, anche quando è ferma e gli ospiti stanno facendo il bagno di mare e la penichella pomeridiana.
Mentre la capacità della batteria va perciò calcolata in funzione delle ore di moto previste e della potenza del motore, la superficie dei pannelli si deve commisurare alle caratteristiche dell’irraggiamento solare nella località d’impiego, assai variabile tra l’alto Tirreno e la Sicilia e nelle varie stagioni.
Una barca del genere dovrà disporre di ampie superfici orizzontali per montarvi le celle fotovoltaiche e di un motore che consumi poco. La piattaforma che più si avvicina a queste esigenze è un catamarano con scafi molto sottili al galleggiamento per offrire la minima resistenza all’avanzamento. In prima approssimazione potremmo supporre un motore di potenza massima di 3 kilowatt che consenta una velocità di circa 6 nodi.
Per un impiego estivo attorno ai 41 gradi di latitudine questo catamarano dovrà disporre di almeno 15 metri quadrati di pannelli fotovoltaici larghi 1 metro, montati sopra agli scafi lunghi per esempio 7, 5 metri. Sistemato su uno dei travi di collegamento fra i due scafi si disporranno la batteria di accumulatori e un piccolo gruppo elettrogeno di emergenza (1 kW) che consenta di ricaricare la batteria in caso di improvviso arrivo di maltempo.
Fra i due scafi sarà stesa una rete o un telone su cui potranno sedersi o sdraiarsi gli ospiti (con grande gioia delle signore che in barca si lamentano sempre di avere a disposizione poco spazio per abbronzarsi). Altri pannelli fotovoltaici (eventualmente del tipo pieghevole) porranno montarsi a mo’ di tendalino parasole, riducendo l’area prendisole delle signore ma aumentando la capacità di ricarica delle batterie e conseguentemente l’autonomia del mezzo.
C’è qualche architetto navale interessato a sviluppare questa proposta?
Parliamone.
Nota 1
Le attuali batterie a ioni di litio hanno una capacità che sfiora i 200 Wh/Kg, quelle di prossima generazione (2010) dovrebbero arrivare ai 300 Wh/kg. (fonte: Economist 8/3/2008)
Nota 2
Ricercatori dell’Università del Nevada (Kondamundi, Mohapatra e Misra) avrebbero provato che dai fondi di caffè si può produrre per transesterificazione un ottimo biodiesel. Tenuto conto che il consumo mondiale di caffé è stato di 7,7 Gtonn, teoricamente dai fondi si ricavarebbero 1250 milioni di litri di biodiesel. Si tratta di una prospettiva interessante per l’Italia dove il consumo di espressi è considerevole.
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Caro Giovanni,
forse ho detto troppe cose che ti hanno reso un po’ ostico il concetto che avrei dovuto esportiti con maggiore semplicità. In effetti se leggi bene l’articolo di riferimento a questo tuo commento scritto da Vittorio di Sambuy, ti accorgerai che i pannelli fotovoltaici necessari per ricaricare la batteria del motore elettrico utilizzato, devono avere una notevole superficie che sul tuo pram non hai a disposizione. La potenza di 23 watt di cui mi chiedi se sufficiente ad alimentare il motore che hai sul tuo pram, ti rispondo che evidentemente hai fatto un po’ di confusione, perché questa corrente proveniente dal pannello fotovoltaico serve per la ricarica della batteria e non per alimentare direttamente il motore… e nel caso si scaricasse la batteria, affidando la sua ricarica al pannello solare da 23 watt.. sarebbe veramente dura riuscire a ricaricare la tua batteria…
Inoltre del motore elettrico che hai acquistato per la propulsione del tuo pram, ho capito che è a 12 V, ma non mi hai detto quanta corrente consuma in uso. Nelle istruzioni d’uso che avrai trovato allegate al motore, nel momento dell’acquisto, dovrebbero essere scritte tutte le sue caratteristiche tecniche che servono come dati di base per dare una risposta corretta al tuo quesito.
All’ingegnere che prospetta di un pannello solare da 23 watt sufficiente alla ricarica della batteria applicata al motore elettrico del tuo pram, chiedi una prova pratica. Vale a dire che tu compri il pannello solo dopo aver verificato che lo stesso ricarica la batteria scarica in un tempo accettabile!!!
Tienici informati…
Un caro saluto.
Giacomo
Giacomo Vitale
grazie di cuore per i tuoi consigli e per la simpatiche parole.
Tuttavia, un ingegnere della ditta Sofi.Solar con sede a Milano mi ha prospettato un pannello di 43cm x 45cm da applicare sul pram che fornirebbe una potenza di 23 W. Costo 390 circa che uniti ai 400 del motore rappresentano una spesa affrontabile.
Pensi che 23 W sono una potenza sufficiente per una barchetta?
La tua ultima parola sarà decisiva.
Grazie ancora
Giovanni Amalfitano
Gentile Giovanni,
bella la tua idea di costruirti una barca in compensato marino da utilizzare come pram per la tua imbarcazione e dotarlo di un motore elettrico. Una chiara dimostrazione di chi vuole avere coerenza rispettando la natura e cercando di utilizzare materiale e tecniche di propulsione pulite. Purtroppo la bellezza ed il pricipio di utilizzazione del motore elettrico prevede l’uso di una batteria ricaricabile e mi auguro tu abbia scelto un tipo al gel, che oltre a poter essere utilizzata in ogni posizione, ed anche immersa nell’acqua, non sviluppa idrogeno durante la sua ricarica e questo vuol dire avere una grande sicurezza, per l’assoluta impossibilità di esplosioni provocate da scintille accidentali che possono generarsi in ambienti poco ventilati in cui si trovano le batterie… Un bravo te lo meriti di pieno diritto. Purtroppo le note dolenti nell’uso dei motori elettrici, vengono dalle batterie che devono fornire la giusta energia elettrica, tale da far funzionare il motore elettrico che hai applicato al tuo pram, dando propulsione alla sua elica…
Il fatto che tu voglia applicare dei pannelli fotovoltaici sulla tua imbarcazione “grande” per la ricarica della batteria del pram, è coerente con la tua idea partita da una barca autocostruita in compensato marino e dotata di propulsione elettrica…
Il sistema di ricarica a pannelli solari che se è apprezzabile come idea, è assolutamente legato ad una scarsissima efficienza dello stesso dal punto di vista tecnico e da un spazio notevole che occupano i pannelli fotovoltaici, fornendo quantità di corrente piccole… In poche parole, sfogliando un catalogo della Osculati a pagina 88 trovo dei pannelli fotovoltaici della ditta Solara, tra cui uno idoneo nel caso in esame, a 36 celle solari, con le seguenti misure: 740x450mm a pannello, che fornisce in una giornata di sole 160watt a 12 Volt. Considerando che per un rendimento ottimale prevediamo l’utilizzo di 3 pannelli di queste dimensioni, più un pannello da 590x450mm da 120watt a 12V, forniti sempre in una giornata di sole, abbiamo quindi:
160watt x 3 pannelli = 480watt di corrente utile in una giornata di sole
Considerando che i tre pannelli devono essere collegati ad un modulo definito “Regolatore per pannelli solari” con una portata massima di 540watt/h in una giornata di sole utile e della stessa ditta Solara, produttrice dei pannelli solari avremo, approssimando per eccesso, una ricarica utile di circa 4A/h. Considerando la batteria da 60Ah è scarica del 30% del totale della sua carica, occorreranno circa 5 ore per ricaricarsi completamente.
Questo però solo in teoria, perché praticamente le cose sono molto diverse, viste che le batterie al piombo, ricaricate con i sistemi convenzionali, non riescono mai a superare l’80% della loro massima carica possibile… ma questa è un’altra cosa.
Va fatta però una considerazione: Se hai comprato una batteria di avviamento, hai commesso un errore, perché nel tuo caso occorrerebbe una batteria stazionaria da trazione che non dispone di una forte corrente istantanea, necessaria all’avviamento di un motore a scoppio, il tutto a vantaggio di un tempo di carica disponibile che aumenta notevolmente.
Insomma in poche parole ti consiglierei di non acquistare i pannelli solari con il regolatore di tensione ecc. Visto il costo, che non è cosa da poco ed al quale si deve aggiungere anche il costo della mano d’opera…
Fossi in te opterei per una batteria stazionaria, ricaricata con un caricabatterie elettronico… Questo giusto per essere realisti ed optare per una scelta affidabile. Poi a livello di sperimentare i pannelli solari o altra fonte di energia per la ricarica delle batterie da usare per la trazione elettrica del tuo pram di legno, lascerei perdere, perché i costi sarebbero alti con vantaggi quasi inesistenti al momento…
Cordiali saluti.
Giacomo Vitale
Chiedo un aiuto
Ho costruito una piccola barca in compensato marino m.3,15 che uso per raggiungere la mia barca un po’ più grande ancorata nel porto su un corpo morto.
Ho comprato un piccolo motore elettrico Minn-Kota che va alimentato con una batteria da non meno di 60 Ampere.
Vorrei caricare la batteria con un pannello solare da istallare a bordo. Se è possibile che tipo di pannello devo usare, e quale potrebbe essere il costo?
La località dove si trova la flotta è Ischia.
Grazie par l’aiuto.
Giovanni Amalfitano
Le considerazioni sul biodiesel come soluzione futura per la nautica espresse nell’articolo sono condivisibili.
A prescindere dalle aree disponibili che comunque non consentirebbero di sostituire completamente i carburanti fossili, va tenuto presente la non trascurabile variabile “acqua”.
Non a caso l’acqua è l’argomento messo internazionalmente a fuoco per il 2010.
Per coltivare prodotti da cui ricavare biodiesel la disponibilità di acqua è fondamentale: per produrre 1 litro di biocarburante occorrono 2500 (duemilaciquecento) litri d’acqua.
Ma già oggi si consuma per usi agricoli il 70% di tutta l’acqua dolce disponibile mentre si prevede che il suo fabbisogno crescerà del 50% entro il 2025. (dati European House-Ambrosetti).
Quanto suesposto imporrebbe ricerche in cui i biocarburanti e il biodiesel in particolare fossero strutturalmente legati a una agricoltura più efficiente di quella attuale (meno litri per ettaro adottando per esempio soluzioni ampiamente sperimentate in Israele).
Tenuto conto della futura scarsità di acqua dolce è ipotizzabile che l’avvenire del biodiesel vada ricercato nella sua produzione da alghe coltivate in acqua salata.
In questo contesto va segnalata la Joint Venture veneta ENA-VE che prevede la costruzione di un impianto pilota composto da due unità collegate della potenza di 40 MW.
La prima per la crescita di diatomee a rapidissimo accrescimento e la seconda che trasforma la biomassa prodotta in energia elettrica. Queste unità prevedono tecnologie di tipo nuovissimo, in cui la biomassa opportunamente trattata sviluppa una miscela gassosa che alimenta una turbina accoppiata all’alternatore. Il CO2 emesso dalla combustione rientra in ciclo come nutrimento delle diatomee, chiudendolo a zero emissioni.
Caro Maurizio,
indubbiamente i video sono molto interessanti e non sono da escludere possibili applicazioni di queste soluzioni nel campo navale.
Sono moltissime le applicazioni che si stanno studiando nel settore navale per migliorare le efficienze propulsive, alle stesse eliche e varianti di carene che, nel pacchetto complessivo, potrebbero dar vita a qualche risultato innovativo ma, restano tanti ma…
Nel settore industriale come nel civile, anche se esistono delle realtà come la Germania che sfruttano e forniscono energia ricavata dal sole e dal vento, in Italia stentano a decollare e penso al sud del mondo che di certamente non hanno problemi di spazio e tanto meno di sole, per realizzare impianti fotovoltaici capaci di fornire nazioni intere di energia “pulita”.
Il settore navale, come gli esempi di cui tu ci hai gentilmente fornito i link di YouTube, sono tutte soluzioni che potrebbero essere sperimentate, ma i costi?
Nella realtà economica che stiamo vivendo è difficile vedere qualche realtà mondiale che investa in ricerca, lo trovo veramente poco probabile ma, mai dire mai… e non dispiacerebbe vedere realtà italiane impegnate come pionieri mondiali della ricerca, dello sviluppo e per un mondo più pulito.
Grazie del commento. La tua sensibilità e la tua ricerca di notizie sono un segno che in qualche modo i giovani hanno una marcia in più ed è in quella che si dovrebbe investire per un domani migliore.
Alex
Tempo fa stavo visualizzando dei video su yu tube e durante la visualizzazione di una serie di video dedicati ai motori per il modellismo sono incappato in questo video titolato “free energy Device at work ” che mi ha particolarmente affascinato.
I magneti permanenti e i campi magnetici potrebbero essere in futuro applicati nella trazione o la movimentazione di imbarcazioni secondo me anche di notevoli dimensioni. Nel video si usa corrente per alimentare un campo magnetico che muove il rotore magnetico di un motore, un altro avvolgimento invese sfrutta il campo magnetico dello statore e lo trasforma in energia, una sorta di serpente che si mangia la coda….
Per realizzare quello che Lei ha rappresentato nel suo articolo, ad un’imbarcazione elettrica basterebbe teoricamente aggiungere un piccolo pannello fotovoltaico che alimenta la batteria che si scarica per avere un motore che contemporaneamente muova l’imbarcazione e carichi il secondo gruppo di batterie, alimentate anchesse da un’altro piccolo pannello solare. Non sono un elettrotecnico o uno che ha conoscenze specifiche del settore ma ho constatato che esistono migliaia di video che cercano di rappresentare il moto perpetuo, motori che sfruttano il solo campo magnetico dei magneti, insomma l’energia più pulita del mondo baipassando il concetto del “nulla si crea e nulla si distrugge ma tutto si trasforma…”
Questo principio vale anche per i magneti?
Questo video intitolato “lego perpeetum mobile” potrebbe far venire il dubbio a molte persone:
Maurizio Santo