La riduzione delle emissioni inquinanti è un problema sempre più sentito anche in campo navale e nautico. Da uno studio condotto dalle Università di Trieste (Dip. Di Ingegneria e Architettura – Sezione Navale) e di Roma (Terza università, Dipartimento di Ingegneria Elettronica) si evince che per minimizzare l’impatto ambientale dato dalla movimentazione dei natanti è necessario intervenire su tutti gli elementi della catena propulsiva, partendo da carena ed elica per arrivare a motori e generatori. Il sistema oggetto dello studio propone di accoppiare carene multiscafo dalle forme innovative atte a minimizzare la resistenza al moto a sistemi propulsivi ibridi o diesel-elettrici compatti studiati ad hoc per minimizzare ingombri e pesi e massimizzare l’efficienza utilizzando macchine elettrice a magneti permanenti, funzionanti a frequenza e tensione variabile. Le carene oggetto dello studio sono multiscafo, con particolare attenzione ai catamarani semidislocanti, progettati con forme tali da minimizzare la superficie bagnata onde ridurre l’attrito e soprattutto con geometrie ed interferenza relativa tra gli scafi atti minimizzare la formazione ondosa e la conseguente resistenza. Il progetto del sistema di propulsione prevede la realizzazione, a seconda dei casi, o di un sistema diesel-elettrico puro oppure di un sistema ibrido, entrambi progettati per ridurre al minimo la dimensione ed il peso dei componenti, in modo da non aumentare il dislocamento rispetto ad una nave tradizionale diesel-meccanica. La miniaturizzazione dei componenti permette inoltre di gestire gli spazi a bordo in maniera diversa rispetto al tradizionale schema che prevede una grande sala macchine quasi a centro nave. La soluzione diesel-elettrica pura studiata ha come punti di forza la ridondanza, l’estrema compattezza dei macchinari utilizzati e la possibilità di “spostare” la sala macchine rivoluzionando la gestione degli spazi abitabili. La soluzione ibrida studiata, detta cross-feed, consiste nel collegare ai motori diesel di propulsione dei motori elettrici compatti del 10% della potenza nominale, che fungono sia da generatori di corrente (risparmiando di conseguenza l’imbarco del gen-set a bordo), sia da motori di propulsione alimentati indifferentemente dal pacco batterie, dai motori diesel o da uno solo di essi. Entrambe le soluzioni proposte permettono di spegnere completamente i diesel-generatori e navigare in modalità ZERO EMISSION.

Imbarcazioni con Sistema Propulsivo ad Alta Efficienza Energetica e Basso Impatto Ambientale

AGRUSTA, Andrea Antonio;ZOTTI, IGOR
2012

Abstract

La riduzione delle emissioni inquinanti è un problema sempre più sentito anche in campo navale e nautico. Da uno studio condotto dalle Università di Trieste (Dip. Di Ingegneria e Architettura – Sezione Navale) e di Roma (Terza università, Dipartimento di Ingegneria Elettronica) si evince che per minimizzare l’impatto ambientale dato dalla movimentazione dei natanti è necessario intervenire su tutti gli elementi della catena propulsiva, partendo da carena ed elica per arrivare a motori e generatori. Il sistema oggetto dello studio propone di accoppiare carene multiscafo dalle forme innovative atte a minimizzare la resistenza al moto a sistemi propulsivi ibridi o diesel-elettrici compatti studiati ad hoc per minimizzare ingombri e pesi e massimizzare l’efficienza utilizzando macchine elettrice a magneti permanenti, funzionanti a frequenza e tensione variabile. Le carene oggetto dello studio sono multiscafo, con particolare attenzione ai catamarani semidislocanti, progettati con forme tali da minimizzare la superficie bagnata onde ridurre l’attrito e soprattutto con geometrie ed interferenza relativa tra gli scafi atti minimizzare la formazione ondosa e la conseguente resistenza. Il progetto del sistema di propulsione prevede la realizzazione, a seconda dei casi, o di un sistema diesel-elettrico puro oppure di un sistema ibrido, entrambi progettati per ridurre al minimo la dimensione ed il peso dei componenti, in modo da non aumentare il dislocamento rispetto ad una nave tradizionale diesel-meccanica. La miniaturizzazione dei componenti permette inoltre di gestire gli spazi a bordo in maniera diversa rispetto al tradizionale schema che prevede una grande sala macchine quasi a centro nave. La soluzione diesel-elettrica pura studiata ha come punti di forza la ridondanza, l’estrema compattezza dei macchinari utilizzati e la possibilità di “spostare” la sala macchine rivoluzionando la gestione degli spazi abitabili. La soluzione ibrida studiata, detta cross-feed, consiste nel collegare ai motori diesel di propulsione dei motori elettrici compatti del 10% della potenza nominale, che fungono sia da generatori di corrente (risparmiando di conseguenza l’imbarco del gen-set a bordo), sia da motori di propulsione alimentati indifferentemente dal pacco batterie, dai motori diesel o da uno solo di essi. Entrambe le soluzioni proposte permettono di spegnere completamente i diesel-generatori e navigare in modalità ZERO EMISSION.
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