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(la topa elettrica-2) sui vantaggi dei motori a batteria. che funzionano mille volte meglio.

(*) a venezia il termine topa non ha il significato che s’usa nell’italia centrale, e soprattutto in toscana. a venezia la topa è un tipo di barca tradizionale di legno – o anche in (puà) plastica.

secondo articolo.
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a venezia naviga un natante a uso privato alimentato con elettricità.

diceva l’altro giorno il ministro dell’ambiente, gianluca galletti: “il settore dell’auto elettrica è promettente sia sotto il profilo energetico-ambientale che sotto quello industriale e va incoraggiato”. così è scritto nel documento che il ministro ha consegnato alle commissioni ambiente e attività produttive della camera in occasione dell’audizione sulla green economy. ma il ministro rileva che i vincoli strutturali di finanza pubblica non rendono probabili massicce forme di incentivazione finanziaria, anche se occorrerà tener conto dei ritorni sociali della mobilità sostenibile.
fra le possibili leve da prendere in considerazione, galletti indica un più intenso utilizzo del green procurement e la rimozione di barriere normative.

ecco, la rimozione di barriere normative.
oggi non si può togliere un motore a benzina o gasolio e montare un motore elettrico.
nemmeno nelle barche entrobordo, che sono decine di migliaia.
le norme in teoria consentono alle barche – diventato vecchio il motore – di montarne uno con una diversa alimentazione.
in teoria.
nei fatti, chi ha un motore a benzina o gasolio sulla barca, quella tipologia deve restare.
non parliamo poi di motore elettrico!
diventa pazzesca la trafila di controlli pretesi dagli “organi competenti”, i quali studiata la documentazione e fatti i collaudi e le certificazioni non sono tenuti a dire sì: anche se tutto è in regola, hanno ancora la discrezionalità di dire no.
e lo dicono, il loro no.

quindi, l’operazione di sostituzione sulla nautica esistente si può fare solamente con i fuoribordo, i propulsori che si attaccano alla poppa del battello.

ma davvero la scelta per un motore elettrico è una questione ambientale?
sei sicuro?
oppure è un luogo comune?

chiaro.
il vantaggio più appariscente del motore elettrico è che non fa fumo.

in realtà l’inquinamento è trasferito altrove, perché per produrre quella corrente che poi è usata per caricare le batterie serve una centrale elettrica da qualche parte.
ma a differenza del carburante (benzina o gasolio), che è sempre ricavato dal petrolio tranne i nuovi e sperimentali biocarburanti, la corrente elettrica è ricavata da combustibili fossili solamente in parte.
almeno un terzo dell’elettricità che usiamo viene da fonti rinnovabili, e secondo quanto ha scritto di recente il bravissimo federico rendina, in questi mesi il fabbisogno italiano di corrente è soddisfatto per il 55% da centrali pulite.

un altro vantaggio su cui si soffermano soprattutto le gentili signore è l’assenza di rumore, come ho avuto modo di comprovare personalmente ronzando con il mio battello elettrico.

però la propulsione elettrica ha altre virtù, assai più sostanziali e assai meno appariscenti.

coppia massima
il motore elettrico è sempre in regime di coppia massima. a qualunque velocità di rotazione, èroga sempre la potenza massima che gli viene data.
in barca ciò permette una regolazione finissima (anche tramite il visore che comunica la potenza istantanea erogata) perché in manovra per esempio si possono dare pochissimi watt e lui non starnutisce, non soffre, non scalpita: sibila a regime bassissimo o ronza a regime altissimo offrendo il massimo della potenza che gli si vuole dare in quel momento.

il motore elettrico quindi non ha bisogno del cambio di velocità, necessario nei veicoli terrestriper tenere il numero di giri quanto più vicino possibile alla coppia massima.
inoltre il motore elettrico non ha bisogno di distinguere fra marcia in avanti e marcia indietro, ed esprime tutta la sua potenza in entrambi i sensi di rotazione. quindi non servono ingranaggi di retromarcia o, in acqua, il riduttore-invertitore.

ciò consente di disporre il motore elettrico in qualunque punto della vettura o, nel caso descritto, della barca. può stare a prua e trainare la barca, o convenzionalmente a poppa e spingerla; ma può essere disposto anche sul fianco della barca.
nel caso delle automobili, si possono immaginare quattro motori elettrici alle quattro ruote, e un sistema di elettronico gestione che consente di governare i quattro regimi di rotazione per poter avere a scelta due o quattro ruote motrici, senza bisogno di alcun cambio di velocità, albero motore e di alcun differenziale.

più efficienza
inoltre il motore elettrico scalda meno di quello termico.
il propulsore termico usa per la mobilità solamente una piccola parte dell’energia contenuta nel carburante. una gran parte dell’energia immessa nel motore termico viene dispersa attraverso il calore intenso, che va ridotto attraverso l’impianto di raffreddamento, e che va dissipato attraverso i fumi di scarico e attraverso la serpentina del raffreddamento.

si stima che un motore a combustione interna abbia un rendimento teorico attorno al 30% (38% per un motore diesel, il 28% per un motore a benzina) ma è un rendimento teorico calcolato in aria alla giusta densità, senza variazioni di regime, con il regime del cambio perfettamente calibrato, le valvole regolate e così via.
il rendimento reale di un motore facilmente è sotto il 15%; nel caso di un’auto a benzina usata in città e con manutenzione mediocre, si scende anche fino al 12% di efficienza, mentre l’88% dell’energia va dissipata.
in un fuoribordo elettrico, visto che il propulsore può essere messo dappertutto, il blocco motore può essere inserito nel bulbo cui è attaccata l’elica, cui viene direttamente calettato, e cioè in acqua, dove il flusso rinfresca il motore senza bisogno di un impianto di raffreddamento.

in sostanza, il rendimento di un motore elettrico – più alto di quello di un motore termico – poiché chiede meno meccanica è molto più alto di un motore a combustione.

meno manutenzione
non basta. la propulsione elettrica è meccanicamente semplicissima. appunto, il motore e basta.
non ci sono pompa della benzina o del gasolio, condutture di alimentazione, impianto di raffreddamento, impianto di lubrificazione, aste bilanceri iniettori, alberi di trasmissione, bielle e pistoni.
tutte parti che si possono rompere.

più sicurezza e meno guasti
mentre prepara la sua barca di vetroresina con un motore potente, un appassionato di nautica guarda la mia barchetta con il motore elettrico e commenta: “bello il motore elettrico; ma io no, io voglio avere la sicurezza che il motore funzioni”.
bella sicurezza!
leggo da un forum di nautica solamente alcuni dei quesiti sui fuoribordo e sui motori marini rappresentati dai naviganti.

  • un cilindro non esegue lo scoppio
  • si spegne senza aria
  • perdita di potenza motore
  • come regolare il minimo
  • non raffredda
  • ancora si rompe la girante della pompa
  • il peso del motore nello specchio di poppa
  • ho difficoltà per l’avviamento a cavo
  • come comportarsi con l’olio del piede
  • qualcuno è riuscito a far partire questo motore con il laccio?
  • problemi con lo strumento della pressione olio
  • problema anodi motore
  • filtro dell’olio
  • guasto alla valvola depressione
  • come cambiare la valvola di non ritorno
  • a che cosa serve questo spurgo?
  • il motore non sale di giri
  • aiuto, serbatoio in depressione
  • emulsione nell’olio del piede
  • grave rottura pompa dell’olio
  • perdita di benzina e rischio di eplosione
  • la pulizia dei carburatori
  • lavaggio del circuito con acqua dolce
  • avaria alla cinghia di distribuzione
  • devo regolare la carburazione

e così via per centinaia e centinaia di problemi.

e chi dice “bello il motore elettrico ma io no, io voglio avere la sicurezza che il motore funzioni”, in realtà pensa che il motore elettrico sia solamente ecologia, mentre l’ecologia è  l’aspetto più appariscente ma meno sostanziale.
ecco, il motore elettrico è fatto di un solo pezzo: il motore elettrico.
senza carburanti (l’assicurazione si dimezza perché sparisce il rischio d’incendio ed esplosione).
la semplicità si traduce in: zero manutenzione. è chiesta una lavata con acqua dolce dopo ogni uso per levare sabbia e sale.
basta.
nessun lavaggio con acqua dolce a fine stagione, nessun antivegetativo nei condotti e così via.

più potenza
semplicità meccanica, il maggiore rendimento, la migliore regolazione del regime e della potenza erogata, l’assenza di dispersioni – non ci sono alberi di trasmissione, cambio di velocità, coppie coniche, invertitori-riduttori e ingranaggi vari – fa sì che il motore elettrico esprima all’elica (o alle ruote) una potenza maggiore rispetto a una pari potenza espressa da un motore endotermico.

un fuoribordo da 9,9 cavalli (una delle taglie piccole più diffuse) ha la potenza teorica di un motore da 7,35 chilowatt.
ma sempre come calcolo teorico sul banco prova, dei 9,9 cavalli espressi da cilindri e pistoni arrivano all’elica circa la metà.
per avere lo stesso rendimento di un fuoribordo da 9,9 cavalli è sufficiente un propulsore elettrico da 5-6 cavalli (4 chilowatt).

a ciò si aggiunge la flessibilità e la modulabilità del motore elettrico, che è sempre al rendimento massimo senza tossire, senza soffrire il caldo o il freddo.
così nei fatti il mio fuoribordo da 2 chilowatt (quasi 3 cavalli) sui numeri pare una mosca perché ha la potenza teorica di un motorino endotermico da meno di 3 cavalli, ma nella realtà all’elica esprime la potenza di un 10 cavalli.

il motore elettrico è leggero.
leggo che i fuoribordo pesano almeno 35 chili, per i modelli di cilindrata minore, e l’aumentare della cilindrata e della potenza.
un motore endotermico da 30 chilowatt pesa circa 80 chili.
il mio motore elettrico invece pesa 18 chili. lo posso prendere sottobraccio.

zero benzina, zero rischi, zero spese
il costo do una ricarica elettrica costa infinitamente meno di un pieno di carburante.
un rifornimento di un serbatoio da 20 litri costa non meno di 35 euro.

il pieno di un pacco batterie di pari contenuto energetico costa circa 50 centesimi.

un altro vantaggio è la sicurezza di non avere in barca una sostanza altamente infiammabile se non addirittura esplosiva.
non a caso la polizza d’assicurazione del fuoribordo si è dimezzata non appena alla voce alimentazione è stato specificato “elettrica”.
i rischi assicurativi (e reali) si riducono immediatamente.

difetto: il peso delle batterie
la leggerezza della propulsione elettrica, la sua semplicità meccanica che si traduce in sicurezza di funzionamento e in manutenzione inesistente, il costo irrisorio del “combustibile” elettrico, il suo peso irrilevante nel bilanciamento e nel centraggio della barca hanno però un problema: le batterie.

le batterie costano care e pesano molto.

in altre parole, il costo e il peso vengono tolti dal motore e dall’uso, e vengono spostati sul “serbatoio” energetico.
a parità di peso, ho visto che un pacco di accumulatori come quelli che uso io ha una densità energetica 4-5 volte minore di un serbatoio di benzina. significa per avere una pari quantità di energia ho bisogno di 4-5 volte il peso di benzina o gasolio. oppure che, a parità di peso, ho a dispozione un quarto o un quinto dell’energia offerta dai carburanti petroliferi.
ed è questo il problema numero uno del motore elettrico.

significa che per avere un contenuto energetico di un serbatoio da 30 litri – che pieno di benzina pesa circa 30 chili – devo montare batterie per un peso di 120-150 chili.

inoltre, il costo non è più sul carburante e sull’energia erogata dal serbatoio, bensì sul suo immagazzinamento. al contrario dei motori a scoppio, in cui l’uso costa (sotto forma di carburante e di complessità manutentiva) e pesa (sotto forma di motore), nel motore elettrico invece non costa l’uso mentre costa e pesa il serbatoio per immagazzinare l’energia.

ma quanto durano le batterie?

(2 – continua. cliccando qui vai al primo articolo. cliccando qui vai al terzo articolo, sulla scelta di motore e batterie e sugli aspetti tecnici a chi conviene e a chi no. cliccando qui vai al quarto articolo, sulle sperimentazioni e sui problemi normativi della nautica elettrica.)

  • Juggy |

    Domanda:
    Se il motore elettrico offre così tanti vantaggi come descritto nell’articolo come mai risulta impossibile a chi vuole cambiare la motorizzazione di una barca e addirittura ostacolata da balzelli burocratici?
    Forse ci sono lobby che ostacolano il tutto?
    Non c’è qualche associazione che si batte per eliminare queste barriere?

  • Diego |

    Confermo i vantaggi del motore elettrico applicato su barche a basso impatto ambientale in termini di resistenza al moto (tipo catamarani), e in zone come lagune e laghi. Ho montato un motore elettrico su una barca a vela di 10 metri e con 8 ore di autonomia la navigazione è fantastica. Poi ho una topa elettrica di 7 metri e con 1 euro faccio il giro di tutta Venezia…
    http://gruppofaldis.blogspot.it
    Ing. Diego Toffolo

  • Jacopo Giliberto |

    per favore far rileggere il commento a qualcuno per evitare a oscar blauman altre brutte figure.

  • oscar blauman |

    Cito:
    il motore elettrico è sempre in regime di coppia massima. a qualunque velocità di rotazione, èroga sempre la potenza massima che gli viene data.

    questa e’ solo una chicca per favore far rileggere l’articolo a qualcuno con elementari competenze

  • Jacopo Giliberto |

    non sono d’accordo, gentile rosa. se le imposte sull’elettricità fossero alzate allo stesso peso che hanno sui carburanti, un “pieno” di corrente per le batterie costerebbe ugualmente 15-20 volte meno di un simile pieno di benzina o gasolio. se si azzerasse il peso fiscale su benzina e gasolio, un pieno per un motore termico costerebbe comunque 20-30 volte più di un simile “pieno” di elettricità.

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