ZenZero - Pogo 8.50

I confronti sono stati fatti su un certo numero di generatori di elettricità, compatibili con la dimensione della barca ed il programma di navigazione. La lista non è quindi esaustiva. Oltre ai confronti di produzione e costo sono stati presi in considerazione vantaggi e svantaggi di ogni tipologia per poter giungere alla scelta di un generatore di "recovery" adatto al programma.

I dati di produzione dei generatori considerati sono quelli dati dai fabbricanti, tranne che per il motore/alternatore la cui produzione Ah/l è stata verificata sulla barca stessa in navigazione, e per i pannelli solari (rigidi e flessibili), i cui valori di produttività sono stati ridotti del 30% rispetto alle schede tecniche che considerano valori di picco in condizioni ottimali (condizioni che non si verificano sulle 6 ore giornaliere prese in considerazione per i calcoli).

Produzione di energia dei generatori presi in considerazione

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Tipo di generatore	Corrente A	Utilizzo h/g	Produz. Ah/g	Peso kg	Produttività Ah/l
Motore/Alternatore	40	4	160	0	57
Fuel cell (nominale 5.8 A)	5.8	24	140	7.8	68
Pannello solare flessibile 27 W (0.7m2)	1.3	6	8	2	-
Pannello solare rigido 85 W (0.7m2)	3.3	6	20	12	-
Generatore a trascinamento (a 6 nodi)	8	24	192	15	-
Eolica (resa media a 15 nodi di vento)	3	24	72	10	-

Promemoria consumi Ah/g: massimi 175 | medi 154 | minimi 81 | emergenza 54 | sopravvivenza 29

Nota: E’ da sottolineare che, benché l’alternatore sia in grado di erogare nominalmente 115 A, solo una parte di esse possono essere assorbite dalle batterie, in funzione del loro stato di carica residua. La media di ricarica, verificata dal vivo prima della traversata, è di ca 40 A in un’ora di motore a 1'500 giri, valore inserito nei calcoli di confronto fra i vari impianti di produzione analizzati.

Per quanto riguarda i pannelli solari, le schede tecniche dei prodotti riportano generalmente i valori di picco (irraggiamento e temperatura di funzionamento ottimali, superficie del pannello pulita, nessuna ombra portata, qualità ineccepibile di ogni singola cella, nessun deterioramento degli elementi dovuti all’invecchiamento, ecc). Per un calcolo verosimile, i dati del fabbricante sono stati ridotti del 30%.

La tabella riassume i risultati dei calcoli fatti per ZenZero (i dati potrebbero variare per altri prodotti)

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Vantaggi e svantaggi dei generatori presi in considerazione

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Alternatore

Vantaggi
E' già presente in barca per cui non causa un aumento di peso, né di costo.

Il suo funzionamento è indipendente dalle condizioni di vento (non in assoluto) e di luce.

E' ampiamente sufficiente a coprire i fabbisogni energetici della barca.

Il combustibile è reperibile ovunque.
Svantaggi

Il motore é rumoroso, necessita di combustibile (che pesa), non ha come funzione principale la ricarica delle batterie, ma l'avanzamento della barca, ha un rendimento ridotto (parte dell'energia si perde in calore), necessita di manutenzione e pezzi di ricambio.

Lo sbandamento della barca può limitare i periodi di funzionamento (sul modello di motore di ZenZero - Volvo Penta D1-20 - con barca anche poco sbandata mure a sinistra il motore si surriscalda a causa della posizione troppo bassa della vaschetta del liquido di raffreddamento).

Il sistema è soggetto ad avarie di vario tipo.
La ricarica delle batterie non avviene in modo ottimale (forte ricarica su brevi periodi), a svantaggio della buona conservazione delle batterie stesse.

Fuel cell (cella al combustibile - metanolo)

Vantaggi

Il peso e l'ingombro sono ridotti, l'installazione è semplice e non richiede particolari accorgimenti quali ventilazione e raffreddamento, non necessita di fori in coperta.

E' silenziosa, non inquinante, può funzionare initerrottamente 24h/24, richiede pochissima manutenzione (ogni 2-3 anni) e non necessita di pezzi di ricambio (tranne une fusibile e un flaconcino di liquido di funzionamento ogni 1'000 ore circa).

E' quasi sufficiente a coprire i fabbisogni energetici medi della barca.

La ricarica delle batterie avviene in modo ottimale (debole carica in continuo: le batterie non si scaricano mai) a vantaggio di una maggior durata di vita delle batterie.

Svantaggi

Il costo è assai elevato. Necessita di combustibile (comuqnue meno del motore a parità di produzione energetica) che pesa, è costoso, e non é reperibile ovunque, per ora (si presume che l'enorme successo di questo sistema porti molto presto un notevole sviluppo della rete di distribuzione).

Celle al combustibile Max Power

Costi indicativi : pila Max Power MFC 140 4'700 € + installazione | Metanolo litro : 5.60 €

Pannello solare flessibile

Vantaggi

E' calpestabile, flessibile, leggero, si può posizionare ovunque, relativamente poco costoso.

Installazione semplice, in coperta senza sovrastrutture, non necessita di combustibile né di manutenzione.

Produce energia anche con il cielo coperto, o se vi è un'ombra sul pannello.

Svantaggi

Per coprire i fabbisogni medi ne servirebbero almeno 7 m2 (a questo punto il peso ed il costo aumentano parecchio e non sono più argomenti a favore di questa scelta).

Rapporto rendimento/costo sfavorevole.

Il rendimento dipende dall'insolazione, il suo funzionamento é limitato alle ore diurne, e per un rendimento ottimale dovrebbe essere orientato (difficile con un pannello flessibile).

Pannello solare flessibile Sunslick Flexcell

Pannelli flessibili Flexcell Sunslick

Pannelli pieghevoli Globalsolar Sunlinq

Costi indicativi: al m2 750 € + installazione e regolatore

Pannello solare rigido

Vantaggi

A parità di superficie ha un rendimento migliore rispetto ai pannelli flessibili, non necessita di combustibile né di manutenzione.

Svantaggi

Oltre agli svantaggi citati per i pannelli flessibili: fragilità, ingombro, peso e costi superiori, non è calpestabile e necessita di una struttura per montarlo e orientarlo. Per coprire i fabbisogni ce ne vorrebbero 3 m2.

Pannelli Solara

Costi indicativi: al m2 1'000 euro + installazione, struttura e regolatore

Generatore a trascinamento

Vantaggi

Semplicità di installazione (ma necessita di fori in coperta e di un fissaggio molto solido), non necessita di combustibile.

Mediamente (velocità della barca 6 nodi) produce sufficiente energia a coprire oltre il 100% del fabbisogno. Alcuni modelli sono trasformabili in eolica (con operazione assai macchinosa).

Svantaggi

Frena la barca... , pare che piaccia ai pesci grossi, si impiglia in tutto quanto galleggia (cavo di oltre 20 m a poppa), non permette di pescare, le pale si perdono abbastanza facilmente, si deve recuperare (operazione difficoltosa e pericolosa) quando la velocità della barca supera gli 8-9 nodi, ha tendenza a fuoriuscire dall'acqua con mare formato, necessita di frequenti controlli e pezzi di ricambio poiché è un sistema in continua rotazione soggetto ad usura.

Il rendimento dipende dalla velocità della barca, in giornate con poco vento non produce sufficiente energia a coprire i fabbisogni. Peso, ingombro e costi (a seconda del modello) non sono indifferenti.

Generatore a trascinamento e eolica DuoGen

Generatore a trascinaemento Aquagen

costi indicativi : 800 € + installazione (DuoGen) e regolatore

Eolica

Vantaggi

Non necessita di combustibile. Alcuni modelli sono trasformabili in generatore a trascinamento.

Svantaggi

Ingombro (diametro ca 100 cm) e peso non indifferenti . Il rendimento dipende dal vento, con vento forte può subire avarie, e oltre una certa velocità del vento dev'essere ripiegata. Quando in funzione è fastidiosa per l'equipaggio, e vi è un certo pericolo di ferimento. Necessita di una struttura di montaggio.

Per rotte con venti portanti non è l'ideale (vento apparente).

E' soggetta ad usura essendo un meccanismo in continua rotazione. Il modello considerato per questo esempio non copre neppure il 50% del fabbisogno energetico dell'imbarcazione.

Eoliche AeroGen

costi indicativi: 800 € + installazione, struttura e regolatore

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Considerazioni finali - scelte fatte su ZenZero per la Transquadra in solitario

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Per affrontare qualsiasi navigazione è bene prevedere un generatore di energia alternativo a quello principale (normalmente il motore/alternatore), per evitare di trovarsi senza elettricità per un'avaria, forse banale, al motore o all'impianto di ricarica (alternatore, regolatore ecc). Questo vale ancor maggiormente in caso di traversata, ed in particolare in caso di navigazione in solitario, dove è indispensabile poter contare sul pilota automatico, considerato che ogni tanto ci si deve poter riposare (il sistema degli elastici funziona, ma non in modo perfetto, ed è da prendersi in considerazione solo in caso di emergenza/sopravvivenza).

In solitario, quindi, è auspicabile avere una fonte alternativa che copra almeno i fabbisogni "minimi", che sia di facile uitlizzo, senza necessità di manipolazioni, manutenzioni e riparazioni, affidabile, per evitare di trovarsi nella configurazione di "sopravvivenza" in caso di avaria, forse anche banale, mentre in equipaggio le considerazioni su un sistema di "recovery" in caso di avaria all'impianto di produzione di elettricità potrebbero essere ben diverse.

Dei generatori presi in considerazione, solamente il generatore a trascinamento e la cella al combustibile soddisfano i requisiti di produzione energetica.

Tuttavia il generatore a trascinamento ha troppi svantaggi, tanto più in regata, dove non è proponibile rinunciare a 0.5 nodi o più di velocità (sono 12 miglia perse al giorno,su 15 giorni: 180 miglia di ritardo...), o a dover fermare la barca per recuperare l'elica proprio quando comincia ad andare bene...

La scelta, per ZenZero è caduta quindi in modo naturale (ma non rapido, dopo lunghe riflessioni, studi di caratteristiche e manuali, lettura e partecipazione a forum di navigatori su internet, calcoli e bilanci energetici, consulti con Renato...) sulla cella al combustibile, per la sua semplicità d'uso ed affidabilità, per la sua indipendenza dagli elementi meteorologici e dall'intervento dell'equipaggio, per la banalità di installazione (che non richiede fori in coperta...) e con un consumo di combustibile minore rispetto al gasolio.

Con un po' di attenzione ai consumi la cella al combustibile può facilmente diventare il sistema primario (eventualmente unico) di produzione di energia.

Si deve però considerare che, per la Transquadra, il comitato oganizza un trasporto di materiale in container sia a Madera che alla Martinica, e quindi non vi è il problema della reperibilità del metanolo che sarà fornito in loco ad ogni tappa (anche per il rientro in Europa continentale alla fine della regata).

Il costo dell'impianto è elevato, ma è da considerarsi un investimento: con un semplice cacciavite si può spostare la cella da ZenZero su un'eventuale prossima barca, oppure smontarla e metterla in vendita. Il sistema al metanolo sta prendendo piede sempre più ed i produttori promettono una distribuzione di metanolo in tutte le stazioni di servizio da qui a pochi anni.

In ogni caso altri sistemi presi in considerazione, se dovessero coprire i fabbisogni minimi richiesti avrebbero costo e peso analogo a quello dell cella al combustibile (per esempio pannelli solari)

Conclusione

Con la cella al combustibile è quindi garantita una fonte di energia sufficiente e affidabile, indipendente da ogni intervento, non inquinante, silenziosa, senza pericolo, utilizzabile in ogni condizioni di tempo e mare, più conveniente per la durata di vita delle batterie, con un risparmio di volume di combustibile del 20% rispetto al gasolio. (gasolio e metanolo hanno praticamente lo stesso peso specifico).

Il vantaggio di peso metanolo/gasolio non è enorme, ma il metanolo si può stivare ovunque, ottimizzando la ripartizione dei pesi, mentre il gasolio, perlomeno sul Pogo, non ha altra ubicazione possibile che il gavone di poppa, appesantendo questa parte della barca, a scapito di un buon assetto.

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