Caratteristiche di alcune RORO - Pax Ferries a propulsione elettrica

Capitolo 5: Panoramica sugli impianti di propulsione di

nuova concezione per navi RORO - pax

5.2.1 Color Hybrid

Figura 5.1 – Color Hybrid in navigazione

Figura 5.2 - Foto e viste longitudinale e trasversale del traghetto Color Hybrid.

L 160.33 m

B 33.08 m

T 6 m

GT 27164 TSL

Speed, service 17 kn

Capacity 2000 pass - 500 cars

Tabella 5.1 - Dimensioni e caratteristiche principali del traghetto

La Color Hybrid, traghetto in servizio dal 2019 nel collegamento Sandefjord (NO) - Strömstad (SE), appartenente alla compagnia norvegese Color Line, è stata definita la più grande nave ibrida al mondo e impiega nuove soluzioni per ridurre rumore ed emissioni. La nave è un ‘’ibrido plug - in’’ e le sue batterie da 5 MWh vengono caricate tramite un cavo di alimentazione principalmente con energia "ecologica" proveniente dalle centrali elettriche presenti sulle banchine del porto di Sandefjord, (Norvegia) oppure con due dei quattro motori principali usati come generatori.

L’impianto di propulsione di questa nave, progettato per combinare le modalità diesel meccanico, elettrico o a batterie, comprende quattro motori Rolls Royce B33:45L, due da 6 cilindri da 3.6 MW ciascuno e due da 8 cilindri da 4.8 MW ciascuno, a 750 rpm. I propulsori sono due eliche a pale orientabili e due thruster di manovra a pale fisse [17].

5.2.2 M/V Berlin e Copenhagen

Figura 5.3 – M/N Berlin in navigazione

Figura 5.4 - Caratteristiche dei traghetti Berlin e Copenhagen

L 169.5 m

B 25.4 m

D 14.25 m

T 5.5 m

Passenger capacity 1300 Car capacity 1600 ml (corsia)

Speed, service 16.5 kn

Tabella 5.2 - Dimensioni e caratteristiche principali dei traghetti

Il Berlin e il Copenhagen sono due traghetti ibridi, varati nel 2016, appartenenti alla Compagnia tedesco - danese Scandlines operanti nella rotta Gedser (DK) – Rostock (DE). La propulsione elettrica ibrida diesel/batterie consente di operare ai massimi livelli di efficienza. Questa configurazione consente ai MCI di lavorare costantemente alle condizioni migliori dal punto di vista del rendimento, e, l’eventuale restante potenza richiesta dal sistema, è fornita dal pacco batterie ausiliario con capacità pari a 1.5 MWh.

Tale sistema permette, quindi, una notevole riduzione di consumo di combustibile e di emissioni di CO2. La propulsione è attuata da un’elica centrale a passo variabile con due wing thruster e due bow thruster. [18] I 21 nodi di velocità sono ottenuti alimentando il sistema propulsivo con una potenza complessiva di 19.5 MW.

5.2.3 Tycho Brahe and Aurora

Figura 5.5 – Foto traghetti Tycho Brahe e Aurora

L 111 m

B 28 m

T 5.5 m

GT 12000 TSL

Speed 14.5 kn

Capacity 1250 pass - 240 cars

Tabella 5.3 – Caratteristiche principali dei traghetti Tycho Brahe e Aurora

Il progetto Zero Emission Ferries ha previsto la conversione di due navi Scandlines RORO - Pax esistenti da MGO a ‘’plug-in’’ tutte alimentate da batterie. I due traghetti, Tycho Brahe e Aurora, operano tra Helsingör in Danimarca e Helsingborg in Svezia.

Questi due porti si trovano in aree densamente popolate e l'installazione di batterie contribuisce a migliorare la qualità dell'aria dei due porti, oltre a ridurre il rumore.

La Tabella 5.3 fornisce una panoramica dei principali dettagli tecnici delle due navi RORO - Pax. Ogni nave avrà una capacità di accumulo della batteria di 4160 kWh. Le batterie sono installate in quattro container da 32 piedi sulla sommità della nave che contengono trasformatori, convertitori e sistemi di raffreddamento per le batterie. I quattro motori diesel già installati sono stati lasciati a bordo e questi consistono in 4 motori da 1.5 MW ciascuno.

L'orario di navigazione delle navi prevede la partenza ogni 15 minuti. Ogni volta che i traghetti sono in porto, le batterie devono essere ricaricate di circa 1200 kWh. La ricarica nei porti richiede circa 5-9 minuti, che quindi non influirà sugli orari delle navi. Un braccio robotico completamente automatico a guida laser gestisce la carica delle batterie in porto e collega le batterie alla rete (vedi Figura 5.7). Il robot si orienta utilizzando la scansione laser.

I due traghetti, Tycho Brahe e Aurora, sono diventati i primi traghetti al mondo alimentati a batteria su una rotta ad alta intensità [19].

Figura 5.6 – Batterie all’interno di 4 container Figura 5.7 – Braccio robotico automatico per la ricarica delle batterie

5.2.4 Stena Jutlandica

Figura 5.8 - Foto del traghetto Stena Jutlandica

L 184 m

B 28 m

T 6 m

GT 29691 TSL

Speed 21.5 kn

Capacity 1500 pass - 550 cars

Tabella 5.4 - Dimensioni e caratteristiche principali del traghetto Stena Jutlandica

Stena Jutlandica è un traghetto della Compagnia svedese Stena Lines, consegnato nel 1996.

È attualmente utilizzata per il collegamento Gothenburg (SE) - Frederikshavn (DK). La nave è nata inizialmente per navigare con propulsione meccanica e, a seguito di un retrofitting nel 2018, è stata convertita a propulsione elettrica, installando, oltre a 4 motori B & W MAN 9L 40/54 diesel, un pacco batterie da 1 MWh; prevede l’impiego di due eliche a passo variabile e due bow thruster KaMeWa. [20]

5.2.5 Texelstroom

Figura 5.9 - Foto del traghetto Texelstroom

L 135 m

B 28 m

T 4.4 m

GT 15483 TSL

Speed 15 kn

Capacity 1750 pass - 350 cars

Tabella 5.5 - Dimensioni e caratteristiche principali del traghetto Texelstroom

Traghetto della Compagnia di navigazione TESO dei Paesi Bassi, è stato consegnato nel 2016 per operare nel collegamento tra le isole Texel e Den Helder, Olanda. È classificato come traghetto a propulsione ibrida diesel elettrico - CNG (Compressed Natural Gas). Infatti, l’apparato di propulsione, diviso in due sale macchine distinte, è costituito da due motori ABC 12DZD diesel - electric (CNG) da 2 MW ciascuno e due di uguale potenza alimentati a MDO. I motori alimentano due propulsori azimutali consentendo il raggiungimento di una velocità compresa tra 10 kn e 15 kn. Inoltre, il sistema elettrico della nave dispone di 700 m² di pannelli solari che partecipano all’alimentazione dei servizi di bordo diminuendo perciò i consumi di combustibile [21].

5.2.6 F.A. Gauthier

Figura 5.10 - Foto del traghetto F.A. Gauthier

L 133 m

B 22.4 m

T 5.55 m

GT 16200 TSL

Passenger capacity 778

Car capacity 180

Speed, service 20 kn

Tabella 5.6 - Dimensioni e caratteristiche principali del traghetto Texelstroom

Questo traghetto è stato realizzato nel 2015 presso lo stabilimento Fincantieri di Castellamare di Stabia per la Compagnia canadese Société des Traversiers du Québec (STQ).

La nave rappresenta un punto di svolta per la cantieristica italiana, in quanto è il primo traghetto LNG costruito nel Paese.

La propulsione diesel - elettrica, come per le moderne navi da crociera, prevede quattro gruppi diesel Wӓrtsilӓ 12V34 per una potenza complessiva pari a 20.88 MW di tipo Dual-Fuel che possono funzionare sia a LNG che a MDO. Riuscendo a soddisfare appieno tutti i requisiti tecnologici delle zone ECA.

I due motori elettrici azionano propulsori di tipo azimutale (Azimuthing thrusters Ice Class 1AS da 7 MW), dotati ciascuno di due eliche contro - rotanti che, insieme alle eliche trasversali, garantiscono al traghetto un’eccezionale manovrabilità. [22]

Nel periodo estivo i quattro MCI consentono di raggiungere la velocità di 20 nodi, mentre in quello invernale la velocità scende a 18 nodi ottenibile mediante l’utilizzo di soli tre motori.

5.2.7 MV Honfleur

Figura 5.11 - Foto del traghetto Honfleur

L 187.4 m

B 31 m

T 6.6 m

GT 42400 GT

Passenger capacity 1680

Car capacity 550 and 64 trucks

Speed, service 22 kn

Tabella 5.7- Dimensioni e caratteristiche principali del traghetto Honfleur

Nuovo traghetto in consegna nel 2021 alla compagnia francese Brittany Ferries, sarà la prima di 4 unità con propulsione diesel - elettrica costituita da quattro motori dual fuel Wӓrtsilӓ per una potenza meccanica totale di 29700 kW. Sarà provvista di due eliche a passo fisso e due thruster di manovra, uno a prora e uno a poppa [23].

Di seguito in Tabella 5.8 viene riportato un breve riassunto delle caratteristiche principali delle navi analizzate.

Nome della

nave Capacità Velocità Tipo di propulsione Batterie Potenza meccanica

anno di costruzione Color Hybrid 2000 pass,

500 cars 17 kn diesel meccanico,

elettrico/batterie 5 MWh 16.8 MW 2019 Berlin /

Copenhagen

1300 pass,

1600 mlc 16.3 kn elettrica ibrida diesel/batterie

1.6

MWh 19.5 MW 2016

Stena Jutlandica

1500 pass,

550 cars 21.5 kn elettrica ibrida

diesel/batterie 1 MWh ??? 1996, refitting 2018 Tycho Brahe /

Aurora

1250 pass,

240 cars 14.5 kn Elettrica batterie 4.16

MW 6 MW 1991, refitting 2017 Texelstroom 1750 pass,

350 cars 15 kn elettrica ibrida

diesel/CNG no 8 MW 2016

Gauthier 778 pass,

180 cars 20 kn elettrica ibrida

LNG/MDO no 20.88 MW 2015

Honfleur

1680 pass, 550 cars, 64 trucks

22 kn elettrica diesel no 29.7 MW 2021

Tabella 5.8 – Riassunto delle caratteristiche delle navi analizzate

Si può notare come nella quasi totalità dei casi siano state adottate propulsioni di tipo elettrico. L’installazione delle batterie, che è presente nella metà dei casi studiati, sta assumendo sempre più un ruolo centrale per via dei suoi molteplici vantaggi (riserva di energia, peak seaving, ottimizzazione del carico, potenza istantanea e recupero di energia).

Negli ultimi anni si sta assistendo ad un incremento delle installazioni a bordo di navi, soprattutto di bandiera norvegese (41%) e del tipo ferries (49% circa) [19].