L’intelligente sistema di power management di Baumüller rende la ridondanza superflua e fa risparmiare ulteriore carburante
I generatori diesel e i motori elettrici sono una combinazione riuscita che migliora la tutela ambientale e fa risparmiare ancora più carburante. E se il sistema di propulsione ibrido diesel-elettrico viene gestito anche da un intelligente sistema di power management, si può fare a meno persino del sistema ridondante normalmente prescritto dalla legge.
La sicurezza nel corso d'acqua sul Reno tra Xanten-Obermörmter e Kleve-Bimmen per il traffico delle navi da navigazione interna è tra i compiti principali dell’agenzia Wasserstraßen- und Schifffahrtsamt (WSA) Rhein nel distretto esterno di Emmerich. In pratica si posizionano segnali di navigazione sia in acqua che a terra per consentire alle navi di orientarsi. Ma il lavoro quotidiano prevede anche altre operazioni come, ad esempio, rimuovere dal fiume i relitti galleggianti dopo una tempesta, liberare il corso d'acqua dagli ostacoli, coordinare la gestione delle avarie in caso di incidenti di navigazione.
Per poter continuare a svolgere questi compiti in maniera economica, è stato necessario sostituire la nave precedente dopo 29 anni di servizio. La VSS Grieth è stata rimpiazzata da una nave efficiente ed ecologica, dotata di propulsione diesel-elettrica e di un intelligente sistema di power management sviluppato da Baumüller.
Per la costruzione della nuova nave di sicurezza per il traffico VSS Emmerich, l’agenzia WSA ha incaricato, dopo una gara pubblica, la Schiffswerft Bolle di Derben. Quest’ultima ha affidato l’intero equipaggiamento elettrotecnico a Zoller GmbH di Elmshorn. Mentre Zoller si occupava dell’equipaggiamento dell’impianto elettrico di bordo, Baumüller Anlagen-Systemtechnik ha gestito l’intero engineering del sistema di propulsione in stretta collaborazione con tutti i partner coinvolti. La consociata Baumüller ha fornito il sistema di propulsione diesel-elettrico, gli armadi elettrici e il software per la gestione dell’energia a bordo.
La VSS Emmerich è stata sviluppata all’insegna dell’amore per il dettaglio. Oltre al know-how dei fornitori, ha influito anche la grande esperienza della WSA Rhein e del comandante Rex Herentrey. La nave, quindi, serve anche come prototipo per gli altri veicoli della WSA Rhein.
VSS Emmerich: nave di sicurezza del traffico diesel-elettrica con un intelligente sistema di power management
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Maggiore efficienza grazie alla propulsione elettrica con generatori diesel
La sala macchine della VSS Emmerich: i motori diesel fungono esclusivamente da generatori di energia elettrica e funzionano con un grado di rendimento ottimale. La nave è azionata da due eliche motrici messe in moto da due motori elettrici
La VSS Emmerich è equipaggiata con un sistema di propulsione diesel-elettrico dotato di un intelligente sistema di power management. Due generatori diesel con una potenza di 294 kW ciascuno forniscono la corrente a entrambi i motori di propulsione elettrici, all’elica di manovra prodiera e all’elettronica di bordo. Nel sistema di propulsione della VSS Emmerich, i motori diesel agiscono soltanto come generatori. Vantaggio: in quanto tali non sono più esposti ai picchi di potenza come lo sarebbero se utilizzati direttamente come gruppo di propulsione. In tal modo, i motori diesel funzionano sempre con un grado di rendimento ottimale e quindi possono essere più piccoli fin dall’inizio. Dato che i generatori diesel vengono impiegati soltanto per generare corrente, si possono anche localizzare in modo flessibile e non devono essere collegati al gruppo propulsore. Questa indipendenza di posizione nella sala macchine consente di risparmiare spazio nella disposizione e garantisce una buona distribuzione dei pesi nella nave.
La nave di sicurezza del traffico è azionata da due eliche motrici messe in moto da due motori elettrici di 210 kW ciascuno.
La combinazione motori diesel-motori elettrici fa risparmiare al gestore notevoli quantità di carburante e, grazie al minor consumo di carburante, il sistema emette meno sostanze nocive rispetto ai propulsori del modello precedente alimentato esclusivamente a diesel. La VSS Emmerich è la prima nave di sicurezza del traffico diesel-elettrica della flotta della WSA Rhein a soddisfare lo standard di emissione dei gas di scarico del livello 5 dell’UE secondo il regolamento NRMM (Non-Road Mobile Machinery) per le navi da navigazione interna.
Facilmente manovrabile e ruotabile sul posto
Il sistema di propulsione ibrida della VSS Emmerich, oltre alle ridotte emissioni di sostanze nocive e al risparmio di carburante, offre anche un ulteriore vantaggio: la facilità di manovra. Le due eliche timone e l’elica di manovra prodiera vengono azionate da motori elettrici. Questi, contrariamente ai motori diesel, hanno la capacità di reagire immediatamente alle variazioni di velocità e della coppia, il che agevola le operazioni di attracco e partenza e le manovre. Il veicolo può essere guidato senza problemi in qualsiasi direzione e ruotato sul posto. È una caratteristica importante per i lavori quotidiani della nave, perché questa deve poter muoversi in spazi ristretti durante le operazioni di recupero degli ostacoli dal corso d’acqua navigabile e nei campi groyne.
Inoltre, la silenziosità dei motori elettrici riduce le vibrazioni e l’inquinamento acustico, rendendo il lavoro sulla nuova nave molto più confortevole per l’equipaggio.
Facilmente manovrabile: la propulsione diretta tramite motori elettrici, oltre alle ridotte emissioni di sostanze nocive e al risparmio di carburante, comporta anche una manovrabilità particolarmente agevole
Sistema di power management intelligente: omologazione con un solo motore diesel
Il clou del sistema di propulsione della VSS Emmerich, dal punto di vista tecnico, è la presenza di un intelligente sistema di power management che regola l’erogazione di potenza dei generatori diesel in base al fabbisogno. Il relativo software è stato programmato dalla stessa Baumüller. Il numero di giri dei motori viene adattato in modo tale che venga generata esattamente l’energia di cui la nave ha effettivamente bisogno. Ciò significa che il veicolo, ad esempio, viene azionato con un solo generatore in caso di marcia moderata. Se è necessaria una marcia più veloce o si deve effettuare una manovra, in pochi secondi si attiva automaticamente il secondo generatore. Il software regola l’attivazione del secondo motore con una rapidità tale da non permettere il funzionamento permanente di due motori, rendendo superfluo il ricorso al sistema ridondante. Grazie all’intelligente sistema di power management, la VSS Emmerich ha ottenuto l’omologazione secondo cui deve rimanere in funzione un solo gruppo diesel. In questo modo è possibile risparmiare ulteriore carburante. Qualora, in casi di emergenza, si renda necessaria la massima potenza, essa viene fornita dal sistema che riconosce la situazione.
Inoltre, il sistema di power management si occupa anche della sincronizzazione con la rete di terra al momento dell’attracco della nave, cosicché quest’ultima venga alimentata con energia tramite l’impianto elettrico di terra e l’alimentazione elettrica a diesel venga scollegata dall’impianto elettrico di bordo. Questo sistema è realizzato in modo tale che è possibile aggiungere ulteriori vettori energetici, come ad es. una batteria o una cella a combustibile.
Le informazioni sullo stato di funzionamento attuale di tutti i propulsori vengono visualizzate in modo chiaro sul monitor del pannello comandi. Il comandante è quindi sempre informato e, grazie all’auto-regolazione del sistema, si risparmia ancora di più nel consumo di energia e quindi di carburante.
Se è necessaria una marcia più veloce, in pochi secondi si attiva automaticamente il secondo generatore (a destra). Il software regola l’attivazione del secondo motore con una rapidità tale da non permettere il funzionamento permanente di due motori, rendendo superfluo il ricorso al sistema ridondante
Conclusione: il know-how ripaga
Ridurre le spese per il propulsore navale, ridurre le emissioni e rispettare le nuove direttive: questo riesce con le soluzioni elettriche o con i propulsori ibridi diesel-elettrici Baumüller.
La VSS Emmerich ha beneficiato dell’esperienza degli esperti di Baumüller Anlagen-Systemtechnik sia nei sistemi di propulsione delle navi sia nella programmazione dei sistemi di gestione energetica per impianti industriali e applicazioni marine.
VSS Emmerich: un solo generatore diesel richiesto grazie all’intelligente sistema di power management
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