Υβριδική τεχνολογία στα σκάφη της Ferretti.
Zero Emission Mode System
Του Μάκη Ματιάτου
Με τις τιμές των ρύπων συνεχώς να αυξάνουν αλλά και τις εκτός ελέγχου τιμές των καυσίμων, ο «πονοκέφαλος» για τους ιδιοκτήτες σκαφών συνεχίζει να εντείνεται. Η τεχνολογία στρέφεται σε εναλλακτικές και καθαρότερες μορφές ενέργειας για το σκάφος και όχι μόνο. Μήπως ήρθε η ώρα της υβριδικής τεχνολογίας στο σκάφος;
Στις μέρες μας, η υβριδική τεχνολογία πρόωσης εφαρμόζεται για πρώτη φορά σε μηχανοκίνητο σκάφος. Πρωτοπόρος είναι η Ferretti Group, με την τεχνολογία αιχμής Zero Emission Mode System. Η Ferretti πάντα έδινε έμφαση στις καινοτομίες και στην τεχνολογία των σκαφών της. Τώρα, με σλόγκαν «new yachting ethic» μπαίνει σε θέματα που έχουν μεγάλη σημασία για την αρμονική σχέση μεταξύ του ανθρώπου και της φύσης, εξερευνώντας και προφυλάσσοντας το οικοσύστημα, με μείωση των ρύπων των καύσεων.
Για τη Ferretti, ο σεβασμός για το περιβάλλον είναι η θεμελιώδης φιλοσοφία στη δημιουργία νέων προϊόντων και μοντέλων. Τώρα, χάρις στην επένδυση στην έρευνα και ανάπτυξη ετών, κάνει ένα παγκόσμιο ντεμπούτο μιας καινοτομίας, ενός πολύ εξελιγμένου υβριδικού συστήματος πρόωσης. Για πρώτη φορά, ένα σκάφος πάνω από 20 μέτρα μπορεί να ταξιδέψει χωρίς εκκλήσεις ρύπων, που το ονομάζει Zero Emission Mode, μια παγκόσμια καινοτομία στον κόσμο της θάλασσας.
Ένα μεγάλο ρόλο έπαιξε στο design και στην εξέλιξη αυτού του συστήματος το team της Advanced Yacht Technology (AYT), της εφαρμοσμένης μηχανικής της Ferretti, που ιδρύθηκε το 1989 με στόχο την συνεχόμενη μεταρρύθμιση και βελτίωση των επιδόσεων των σκαφών για τα εννέα μεγάλα ονόματα που αποτελούν το Group Ferretti. Σε στενή συνεργασία με την Diesel Center, μια θυγατρική της Ferretti, πρωτοπόρο στα συστήματα πρόωσης, το νέο Zero Emission Mode System είναι πλέον γεγονός.
Βλέποντας πέρα από το υβριδικό πετρελαιο-ηλεκτρικό σύστημα, που βασίζεται σε κινητήρες Diesel, που παράγουν ενέργεια για την κίνηση ηλεκτροκινητήρων, το team της AYT δημιούργησε ένα ολοκληρωμένο σύστημα πρόωσης, που προσφέρει πετρελειο-ηλεκτρική λειτουργία όχι σαν μία αλλά σαν πέντε λειτουργίες. Το νέο αυτό σύστημα πρόωσης συνδυάζει την αξιοπιστία της παραδοσιακής ντηζελομηχανής, η οποία όταν επιλέγεται μεταδίδει κίνηση απευθείας στους άξονες και τις προπέλες, με τη δυνατότητα να ταξιδέψει κανείς χωρίς καθόλου αναθυμιάσεις από την καύση σε Zero Emission Mode, εξασφαλίζοντας πρόωση με δύο συγχρονισμένους ηλεκτροκινητήρες 70 kW εν σειρά στους άξονες, μέσω των μειωτήρων.
Η ενέργεια που παράγεται από τις μηχανές του, όταν το σκάφος ταξιδεύει συμβατικά, αποθηκεύεται σε ειδικούς Lithium ion συσσωρευτές, που επίσης μπορούν να φορτίσουν στο μώλο από ρεύμα πόλεως. Για μικρές παράκτιες «εξερευνήσεις» για μπάνιο ή για απομόνωση από τα πλήθη, το σκάφος μπορεί να ταξιδέψει ανέξοδα και οικολογικά μόνο με τους ηλεκτρικούς του κινητήρες, χωρίς ρύπους από καυσαέρια των μηχανών. Όλα αυτά μπορεί να ακούγονται πολύ απλά, αλλά στην πραγματικότητα η τεχνολογία πάνω στο σκάφος είναι πολύ εξελιγμένη, όπως μπορεί να φανεί από την ηλεκτρονική τεχνολογία της μετατροπής της ενέργειας μεταξύ των συσσωρευτών και των ηλεκτρικών κινητήρων, την μεταβλητή ταχύτητα μεταφοράς μεταξύ των ηλεκτροκινητήρων και τις συστοιχίας των μπαταριών, που συνδυάζεται με το σύστημα διαχείρισης των συσσωρευτών (Battery Management System) και τη ροή της ενέργειας από την οθόνη ελέγχου touch screen.
To Zero Emission Mode (ZEM) υβριδικό σύστημα, που είναι πατέντα της Ferretti, μπορεί να λειτουργήσει με πέντε μεθόδους:
1. Πρόωση με χρήση των κινητήρων Diesel και αποθήκευση ενέργειας. Οι κύριες μηχανές του σκάφους, πέρα από την πρόωση που προσφέρουν, λειτουργούν και σαν γεννήτριες, αποθηκεύοντας ενέργεια στο σύστημα των μπαταριών των ηλεκτροκινητήρων, επαναφορτίζοντάς το γρήγορα.
2. Πρόωση Diesel – Electric. Οι ηλεκτρικοί κινητήρες, αποσυνδεμένες από τις Diesel, δίνουν κίνηση στις προπέλες, αντλώντας ενέργεια από τις γεννήτριες και την ειδική συστοιχία των μπαταριών.
3. ZEM πρόωση. Οι προπέλες κινούνται από τους ηλεκτροκινητήρες, που εδώ είναι τελείως αποσυνδεμένες από τις Diesels, αποκλειστικά από τις μπαταρίες. Η λειτουργία τους είναι τελείως αθόρυβη και με μηδενική εκπομπή ρύπων.
4. Λειτουργία ZEM. Όλες οι ανάγκες του σκάφους σε ενέργεια, συμπεριλαμβανομένου και του κλιματιστικού και τις πρόωσης, εξυπηρετούνται από τη συστοιχία των συσσωρευτών, αθόρυβα και με μηδέν εκπομπές ρύπων.
5. Σύνδεση ρεύματος πόλεως. Κατά τη διάρκεια της παραμονής του σκάφους σε λιμάνι ή μαρίνα, το σύστημα των μπαταριών πρόωσης φορτίζεται από τη σύνδεση με ρεύμα πόλεως.
Οι παραπάνω τρόποι λειτουργία 3 και 4 επιτρέπουν στον ιδιοκτήτη του σκάφους να απολαύσει την αποκλειστική και μοναδική εμπειρία του να μπει σε κάποιον κόλπο, να κάτσει στην άγκυρα για αρκετές ώρες με όλα τα συστήματα του σκάφους σε πλήρη λειτουργία και όταν φύγει για το λιμάνι, να ξέρει πως όλα έγιναν τελείως αθόρυβα και χωρίς να ρυπαίνει το περιβάλλον. Οι λειτουργίες αυτές του σκάφους δεν έχουν αρνητικό αντίκτυπο στο τοπικό περιβάλλον. Όλες αυτές οι μέθοδοι διαχειρίζονται και ελέγχονται από ένα ειδικά διαμορφωμένο σύστημα ελέγχου, με τη βοήθεια μιας οθόνης touch screen.
Στην διεθνή έκθεση της Γένοβας τον περασμένο Οκτώβριο, είχαμε την ευκαιρία να δούμε και να γνωρίσουμε από κοντά ένα σκάφος του Group Ferretti, που έκανε την παγκόσμια πρεμιέρα του. Πρόκειται για το Mochi Craft Long Range 23, το πρώτο σκάφος στον κόσμο, που χρησιμοποιεί την τεχνολογία Zero Emission Mode, χάρη στο υβριδικό σύστημα πρόωσης της Ferretti και για το οποίο κέρδισε την πιστοποίηση Green Star Clean Energy and Clean Propulsion από τη RINA, ένα πιστοποιητικό με τα πιο αυστηρά κριτήρια στο χώρο των σκαφών αναψυχής.
Η ιστορία της υβριδικής τεχνολογίας ξεκινά από πολύ παλιά. Θα λέγαμε πως το υβριδικό σύστημα πρόωσης είναι για τον περισσότερο κόσμο ο τρόπος να πετύχουμε μια εναλλακτική μορφή και ίσως να είναι. Η ιδέα δεν είναι καινούρια, αλλά τώρα πλέον ίσως να ήρθε η ώρα της να γίνει πραγματικότητα. Η ιδέα και η εξέλιξη της υβριδικής «καυσιμο-ηλεκτρικής» τεχνολογίας ξεκίνησε στα τέλη του 18ου αιώνα!!! Ας δούμε ιστορικά πως ξεκίνησε, εξετάζοντας παράλληλα την γενικότερη τεχνολογία των συσκευών παραγωγής ενέργειας.
Η πιο παλιά αναφορά σε βενζινομηχανή αποδίδεται σε έναν ?γγλο μηχανικό, τον Samuel Brown, που το 1824 μετασκεύασε μια ατμομηχανή να καίει βενζίνη. Όμως, ήταν ο Gottlieb Daimler το 1885, στον οποίο αποδίδεται η εφεύρεση του «πρόγονου» της σημερινής βενζινομηχανής. Αργότερα, το 1892, ο Rudolf Diesel πατεντάρισε την πρώτη πετρελαιομηχανή.
Το ηλεκτρικό μοτέρ εφευρέθηκε το 1834 από έναν αυτοδίδακτο σιδηρουργό στο Vermont που άκουγε στο όνομα Thomas Davenport, που πατεντάρισε την εφεύρεση αυτή το 1837. Η εφεύρεση που πάει με τον ηλεκτροκινητήρα, συγκεκριμένα οι επαναφορτιζόμενοι συσσωρευτές (μπαταρίες) δεν άργησαν να έρθουν και οφείλονται στον Γάλλο φυσικό Gaston Planté.
Δεν θα μπορούσαμε, φυσικά, να μιλήσουμε για υβριδική τεχνολογία χωρίς να αναφερθούμε στα υποβρύχια, που όπως όλοι γνωρίζουμε, πριν τα σύγχρονα πυρηνικά σκάφη, χρησιμοποιούσαν ένα συνδυασμό Diesel και ηλεκτρικής πρόωσης. Τα υποβρύχια για να ταξιδέψουν κάτω από την επιφάνεια δεν μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν μηχανές εσωτερικής καύσης, γιατί δεν μπορούσαν να εξασφαλίσουν την απαιτούμενη ποσότητα του αέρα για την καύση, αλλά και δεν είχαν δυνατότητα να αποβάλουν τα καυσαέρια. Έτσι, ήταν υποχρεωμένα να χρησιμοποιούν ηλεκτροκινητήρες για την πρόωση κάτω από την επιφάνεια και πετρελαιοκινητήρες για τις περιπτώσεις, που έπλεαν στην επιφάνεια και συγχρόνως επαναφόρτιζαν τις μπαταρίες τους για την κίνηση των ηλεκτροκινητήρων. Αυτό ήταν και το έναυσμα για εξεύρεση υβριδικής τεχνολογίας, που φυσικά τις εποχές εκείνες θα ήταν ασύμφορη για τα πλοία επιφανείας.
Ο πατέρας των άλλοτε μοντέρνων πολεμικών υποβρυχίων είναι ο John Holland, που πρώτος ανέπτυξε το πρώτο βενζινο-ηλεκτρικό υποβρύχιο, το «Holland VI» γύρω στο 1897 και το οποίο αγοράστηκε το 1900 από το ναυτικό των ΗΠΑ. Στη συνέχεια, οι Γάλλοι ναυπήγησαν το «Aigrette», το πρώτο υβριδικό πετρελαιο-ηλεκτρικό υποβρύχιο το 1904. Ακολούθησαν οι Αμερικάνοι μετατρέποντας τα υποβρύχιά τους, από βενζινο-ηλεκτρικά σε πετρελαιο-ηλεκτρικά γύρω στο 1911, όπως έγινε και με πολλά άλλα πολεμικά ναυτικά άλλων χωρών. Ο λόγος ήταν το ότι οι βενζινοκινητήρες χρησιμοποιούν βενζίνη, που σαν καύσιμο είναι περισσότερο πτητικό, άρα και εύφλεκτο, εξάγοντας πιο βλαβερά και επικίνδυνα καυσαέρια, σε σχέση με το πετρέλαιο.
Η υβριδική τεχνολογία χρησιμοποιήθηκε σε επιβατηγά και παγοθραυστικά σκάφη, καθώς και σε σιδηροδρόμους, που όμως έπονται αυτή των υποβρυχίων. Ακόμα και στα αυτοκίνητα, το πρώτο υβριδικό ήταν το Woods Dual Power, ένα βενζινο-ηλεκτρικό υβριδικό μοντέλο γύρω στο 1917!!! Η τεχνολογία είχε χρόνο για να εξελιχθεί μέσα σε αιώνες και φυσικά, αυτή η εξέλιξη συνεχίζεται και σήμερα με τα υβριδικά αυτοκίνητα, ακόμα και σκάφη αναψυχής. Ειδικά για τα τελευταία, πέρα από την οικονομία στα καύσιμα, μειώνει την επιβάρυνση του περιβάλλοντος και της ατμόσφαιρας με ρύπους από τα κατάλοιπα της καύσης και τελικά, κάνει τους φίλους του σκάφους αναψυχής πιο ανεξάρτητους.
