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Propulsione ibrida Kawasaki, tecnica di un motore green

Categorie Ingegneria Navale

La propulsione ibrida Kawasaki è un sistema implementato per navi, sviluppato dal colosso giapponese, pensato per l’ambiente. Con l’adozione della tecnologia ibrida, l’azienda promette una riduzione ed un uso più efficiente del carburante. Il tutto, con un impatto positivo non indifferente sull’ambiente. Leggi anche: Moto ibrida Kawasaki: i brevetti di una possibile rivoluzione

Sistema di propulsione ibrida Kawasaki: come funziona

Il sistema di propulsione ibrida Kawasaki può esercitare la propria configurazione, ottimizzandola sulla base della mappa di efficienza di motori ed eliche. La distribuzione dell’energia elettrica e della potenza di propulsione è controllata in base al funzionamento dell’imbarcazione. “Questo approccio si basa sulle nostre tecnologie superiori e sulla conoscenza dei macchinari marini acquisita nel corso della nostra continua innovazione”.

Utilizzando tale tecnologia, è possibile adattare le dimensioni del motore principale e del gruppo elettrogeno in base alle operazioni di “transito” e “DP”. Esse infatti rappresentano il 90% di tutte le operazioni della nave. Pertanto, il motore principale risulta notevolmente ridotto, inoltre, viene utilizzato principalmente in punti di funzionamento altamente efficienti. Secondo una stima , Kawasaki afferma che: “Il sistema di propulsione ibrida può ottenere una riduzione di circa il 25% del consumo di carburante rispetto alla propulsione convenzionale. Ciò grazie all’uso efficiente della modalità CPP /FPP oltre al funzionamento efficiente del motore”.

La modalità “automatica”

Le modalità di funzionamento possono essere gestite tramite un controller

La propulsione ibrida Kawasaki offre il facile funzionamento del sistema ibrido utilizzando il comando “Cambio modalità automatica”.
Quando sia il motore principale che il gruppo elettrogeno sono in funzione, il passaggio tra le modalità di propulsione elettrica, boost PTI (motore), PTO (generatore) e generatore ad albero senza interruzioni in maniera automatica. Consentendo a un’imbarcazione di funzionare con un’efficienza del carburante ottimale in qualsiasi momento.

Configurazione motore ad albero

Dall’immagine si nota un generatore ad albero montato con un riduttore o direttamente sull’albero principale. Essi, possono essere utilizzati sia come generatore (PTO, presa di forza, presa di potenza) che come motore (PTI, presa di potenza). In modalità PTO il generatore ad albero è un modo efficiente di produrre energia per l’uso a bordo e contribuisce a ridurre i costi del carburante e le emissioni. In modalità PTI il generatore ad albero viene fatto funzionare come motore per aumentare la potenza del motore principale. I generatori ad albero a velocità variabile possono coprire una gamma di potenza fino a 10 MW.

Riduzione delle emissioni di gas di scarico

Nel rimorchiatore, la fluttuazione del carico sul motore, dovute alle normali operazioni provoca un aumento delle emissioni di gas di scarico e l’emissione di fumo scuro nocivo. Il sistema di propulsione ibrida Kawasaki riesce ad ottenere la riduzione di queste emissioni, in modo più aggressivo, utilizzando l’alimentazione elettrica dei motorigeneratori. L’ESM (batteria) opzionale può caricare o scaricare la quantità totale di energia elettrica consumata a causa della fluttuazione del carico. Pertanto è possibile mantenere un’alimentazione stabile di energia elettrica alla rete dell’imbarcazione.

L’anima della propulsione ibrida Kawasaki: il motore L30KG


I segreti di questo bestione sono l’alta efficienza e le basse emissioni. Fino a pochissimo tempo fa L30KG vantava la più alta efficienza elettrica al mondo, ben 49,5%. Ora il primato è del KG-18-T.
Comunque sia è un motore di tutto rispetto, a gas(GNL). Il GNL è gas naturale liquefatto formato per il 99% da metano. A differenza del GPL che è formato perlopiù da propano. Ha una capacità di uscita da 2,6 MW a 4 MW. Emissioni di NOx inferiore a 200 ppm. Il motore a gas L30KG risponde alle esigenze di applicazioni marittime come fluttuazione del carico, ridondanza, ecc. Inoltre, è il primo motore a gas di fabbricazione giapponese ad ottenere l’approvazione da DNV.

Propulsione ibrida Kawasaki Kawasaki Hybrid Propulsion System
Propulsione ibrida Kawasaki: il motore L30KG

Sistema di propulsione ibrida Kawasaki senza generatore

Recentemente la regolamentazione delle emissioni come NOx, 50x, GHG, ha promosso l’aumento delle navi alimentate a GNL. Kawasaki Green Gas Engine for Marine-L30KG è una delle migliori soluzioni per rispettare le regole. Il “sistema di propulsione ibrida senza gruppo elettrogeno” offre la migliore combinazione tra motore elettrico e a gas. Tale sistema può anche utilizzare la potenza di uscita di L30KG come potenza elettrica con funzionalità ad alta efficienza e basse emissioni. Quindi come un «range extender». Kawasaki raccomanda vivamente questo “sistema di propulsione ibrida senza Genset” per imbarcazioni più piccole come il rimorchiatore.

Conclusioni

Il Sistema giapponese risulta essere una soluzione efficiente per vari tipi di navi.
Le caratteristiche principali della propulsione ibrida Kawasaki sono:

  • Il motore a gas verde (GNL) molto efficiente
  • L’utilizzo intelligente delle varie propulsioni
  • La possibilità di gestirle automaticamente
  • Riduzione delle emissioni dovute alle fluttuazioni del carico
  • Il motore / generatore, l’inverter e il modulo di accumulo di energia (ESM), che nel sistema possono convertire la potenza di propulsione in energia elettrica e viceversa.

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