24 maggio 2008

Bilancio energetico

Mentre ZenZero è in fase di sistemazione a terra a La Trinité, approffitto di questa tregua per perfezionare qualche aspetto "tecnico-teorico".
Ho quindi finalmente concluso (spero senza troppi errori...) il calcolo del bilancio energetico e ricapitolato le considerazioni fatte a suo tempo in merito ad altri generatori di energia presi in esame (generatori a trascinamento, eolica, pannelli solari), e che hanno poi portato alla scelta definitiva della cella al metanolo
Il risultato è pubblicato alla pagina "Bilancio energetico" del sito principale (capitolo ZenZero).
L'approfondimento di questo aspetto ha preso molto tempo, suscitato molte domande, sollevato parecchi dubbi, ma in definitiva sono ora molto convinta della mia scelta.
Mi ha aiutato molto Renato con suggerimenti, consigli e controlli delle mie riflessioni e calcoli. Ne approfitto per ringraziarlo qui, mentre lui si sta dilettando con la seconda edizione del suo libro, che consiglio a tutti i navigatori, per la chiarezza di esposizione e l'utilità pratica a bordo di ogni barca, e che è stato utilissimo anche in questo frangente per elaborare il bilancio energetico di ZenZero:

L'apparato elettrico di bordo - Renato Serafini - edito da Mursia

Mi ha fatto particolarmente piacere che sulla copertina del libro sia rappresentato un Pogo 8.50!

13 settembre 2008

Considerazioni e bilanci dopo la 1a tappa - Energia

Come esposto nei calcoli energetici preventivi e relative considerazioni, quale generatore primario di energia su ZenZero è stata scelta una pila al combustibile (metanolo) Max Power MFC 140.
L'esperienza della prima tappa della Transquadra ha confermato la bontà di questa scelta: le condizioni meteo incontrate nei primi giorni - cielo coperto e molto mare - ed in seguito venti leggerissimi a tratti inesistenti, avrebbero infatti reso difficile una produzione di energia sufficiente con altri sistemi presi in considerazione in fase di studio : pannelli solari e generatore a trascinamento non sarebbero stati utilizzabili al meglio (o del tutto...) in quelle condizioni!

La produzione di energia della Pila al combustibile rilevata dal controllore di bordo è stata costantemente di 5,6-5,7 A (leggermente meno di quanto promesso dalla scheda tecnica del prodotto: 5.8 A).
Durante i primi 2-3 giorni della traversata, per le condizioni meteo che difficilmente permettevano la ricarica delle batterie col motore (causa montaggio non idoneo della vaschetta del liquido di raffreddamento il motore si surriscalda con mure a sinistra) la pila al combustibile ha provveduto praticamente al 100% ai fabbisogni energetici della barca.
I calcoli di consumo si sono quindi avverati un po' più pessimisti della realtà, devo dire che ho usato il radar assai poco e che il PC, durante i primi giorni è vissuto di rendita sulla sua batteria caricata prima di partire.

La notte di cucitura della randa, invece, mi ha costretta ad un uso intensivo e continuo del radar. Il consumo sull'arco delle 24 ore è quindi aumentato parecchio rispetto ai giorni precedenti (benché usassi il radar in modalità risparmio - emissione 2 minuti ogni 10 minuti), ed il motore è stato chiamato più volte a contribuire alla produzione di energia, anche perché le batterie non erano probabilmente più cariche al 100% dopo 3 giorni di uso unicamente della pila al combustibile (purtroppo il controllore delle batterie non segnava la percentuale di carica rimasta, a seguito probabilmente del fulmine del primo giorno).
Dopo quella notte sono rientrata in un ritmo più normale: Pila al combustibile sempre in funzione e motore un'ora al giorno in due fasi di mezz'ora ben distanziate fra di loro per garantire una ricarica più favorevole (la pila al combustibile cessa automaticamente la produzione di energia quando le batterie vengono ricaricate da un'altra fonte o quando sono sufficientemente cariche), per una produzione complessiva stimata di 135 Ah/giorno.

Consumi di 135 Ah/giorno sono inferiori di 20 Ah/giorno rispetto ai calcoli fatti a priori. Questo minor consumo è dato dall'uso del radar, del PC e del pilota automatico per un tempo inferiore al previsto.

Le riserve di metanolo (15 litri) sono durate 10 giorni e 12 ore (consumo giornaliero medio 1,4 l), mentre sono stati utilizzati complessivamente 8 litri di gasolio (consumo medio giornaliero di 0.75 l).

Conclusione:

> I calcoli energetici preliminari si sono sostanzialmente confermati in fase di verifica dal vivo, un po' pessimisti sui consumi effettivi e abbastanza precisi sulla produzione di energia dei 2 generatori e loro fabbisogno in combustibile (la produzione nominale della pila al combustibile di 140 Ah/giorno tuttavia non è raggiunta in pieno, si deve contare una produzione massima di 130 Ah/giorno).

> La scelta della pila al combustibile, funzionante indipendemente dalle condizioni meteo. si è rivelata adatta alle condizioni meteo incontrate sulla prima tappa.

> Alla luce delle difficoltà che sto incontrando ora per reperire il metanolo alla Martinica, mi rendo conto che i tempi sono prematuri per questa scelta su larga scala: non esiste ancora una rete mondiale di distribuzione del metanolo adatta ai navigatori transoceanici che prevedono anche il ritorno in Europa senza passare dagli Stati Uniti: dovrò probabilmente partire da Madeira col combustibile anche per il rientro fino alle Azzorre (a Madeira e a Horta è infatti possibile acquistare metanolo). Fortunamente dalla Martinica torneremo in equipaggio e potremo risparmiare molto sui consumi del pilota automatico e del radar.

> Partirò probabilmente da Madera con 50 litri di metanolo 30 l per la traversata e 20 l per l'emergenza sulla tappa di rientro (in caso di avaria al motore), durante la quale conterò in via primaria sul motore e .... sull'equipaggio per risparmiare sui consumi del pilota..... 20 kg di zavorra a cui avrei volentieri rinunciato in regata... ma che mi daranno maggior sicurezza per la traversata di rientro.

Nota- Esperienze sulle altre barche:

Non molte altre barche erano munite di pila al combustibile, ma l'uso di questo generatore sta prendendo piede adagio adagio e alla Transquadra vi sono poco meno di 10 barche, a mia conoscenza, che hanno optato per questo sistema. La maggioranza degli utilizzatori di metanolo si sono dichiarati soddisfatti, non solo alla Transquadra, ma anche su altre regate quali l'ARC o la mini-transat

Bertrand, invece, su Zinzolin Pogo 8.50 ha riscontrato seri problemi di carica, la sua pila al combustibile (di marca diversa) non ha mai funzionato correttamente sin dalla partenza, non si capisce bene perché. Come per ogni altra cosa è vitale controllare tutto prima della partenza, meglio due volte che una sola, ciò che peraltro non garantisce il corretto e continuo funzionamento delle attrezzature sull'arco di tutta la traversata (per questo sono partita da Saint Nazaire con sufficiente combustibile per coprire i fabbisogni energetici minimi sia con solo metanolo sia con solo gasolio).

 

12 aprile 2009

Considerazioni e bilanci dopo la 2a tappa - Energia

Non ho modificato le priorità rispetto alla prima tappa, ed ho utilizzato anche questa volta la cella al combustibile (Max Power MC 130) come generatore primario.
Ho consumato 27 litri di metanolo sui 30 previsti e 15 litri di gasolio, poco più dei consumi rilevati sulla prima tappa. Mediamente 1,63 l di metanolo e 0,85 l di gasolio al giorno per una produzione/consumo di circa 160 Ah al giorno contro i 135 Ah/giorno della prima tappa.
I maggiori consumi rispetto alla prima esperienza sono dovuti essenzialmente dal notevole maggior fabbisogno del pilota nella andature portanti in modalità “vento reale” (4,5 Ah contro i 3 Ah in andature strette e modalità vento apparente) e al fatto che ho lasciato sempre acceso il ricevitore AIS che non avevo sulla prima tappa (12 Ah/giorno).

I calcoli fatti a priori si sono questa volta confermati in pieno se si considera la tabella “Consumi medi” (un occhio al risparmio senza rinunciare al confort) e non hanno raggiunto i previsti “Consumi massimi”, anche perché sulla seconda tappa sono stata molto più tempo al timone che non quanto previsto da quest'ultimo calcolo.

Da notare che la cella al combustibile ha dato segni di insofferenza quando ha rilevato una temperatura ambiente della cala vele troppo alta per i suoi gusti, e si è rifiutata di produrre energia durante quasi una giornata. Per il clima tropicale è quindi bene prevedere una sistemazione dell’apparecchio in un vano ben ventilato.
Su ZenZero la cella al combustibile è montata nello stesso ambiente del motore del pilota automatico (che scalda parecchio), dove le possibilità di ventilazione sono limitate all’apertura dell’osteriggio posto proprio sopra il quadro elettrico e qualche scatoletta di connessione NKE. Dopo l’ esperienza di acqua in barca dall’osteriggio a seguito di straorzata e conseguente perdita del modem, non me la sono sentita di rischiare di mettere a repentaglio anche qualche altra funzionalità aprendo l’osteriggio ed ho rinunciato ai servizi della Fuel cell nelle giornate particolarmente calde.

5 ottobre 2009

Bilancio energetico del Giro dell'Atlantico

Al termine del giro del'Atlantico è stato possibile stilare un bilancio energetico dei consumi effettivi della barca (gasolio e metanolo) a verifica dei calcoli preliminari, sulla base del monitoraggio costante effettuato durante le 3 traversata in solitario.
La tappa di rientro dalla Martinica alle Azzorre non è stata presa in considerazione poiché si è trattato di un trasferimento in equipaggio e i risultati sono inquinati dai consumi di gasolio per l'avanzamento durante i periodi di bonaccia.

I risultati e le conclusioni sono pubblicati al capitolo corrispondente nel sito principale di ZenZero.

Nota scritta un paio d'anni dopo: la pila al combustibile è oggi obsoleta e non ha avuto la diffusione presunta all'inizio di quest'avventura. Oggi sono molto più efficaci gli idrogeneratori (non esistevano nel 2008)

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