IL CICLO RANKINE ORGANICO PER UNA MIGLIORE EFFICIENZA PROPULSIVA NAVALE

La necessità di progettare sistemi propulsivi navali o di altro genere, sempre più performanti ed efficienti ma che, allo stesso tempo, abbiano un impatto minimo sull’ambiente oggi risulta fondamentale per riuscire a proporre un prodotto industriale competitivo e innovativo allo stesso tempo. In questo ambito, la tesi presenta un’analisi sulla gestione dell’efficienza energetica dei sistemi propulsivi a bordo delle navi militari e civili, con particolare enfasi su quelle che sono le maggiori cause di perdita di energia e quindi causa di un innalzamento dei consumi ma non susseguito da una migliore rendita (perdite di potere calorifero e gas di scarico). In relazione a quest’ultimo punto vengono descritte le due cause di inefficienza per eccellenza, presentandole termodinamicamente e mostrando come per fronteggiare una delle due sia già stata una soluzione permanente molto efficace: la Turbina a Gas (T.A.G). Proponendo d’altro canto un’ulteriore soluzione per l’altra causa di perdita energetica citata in precedenza, un impianto basato sullo studio del “Organic Rankine Cycle” (ORC). L’obbiettivo dell’elaborato verterà sull’efficienza di questo ciclo termodinamico, già largamente impiegato a livello industriale, a bordo delle unità navali, non solo civili ma anche militari. La ricerca è stata condotta attraverso analisi di parametri concentrati per comprendere meglio come sia possibile adattare l’O.R.C. alle prestazioni del motore principale in diverse situazioni operative. D’altro canto, verrà presentato un accenno al dimensionamento dell’impianto in maniera congeniale allo studio dell’architettura navale al fine di trovare un compromesso tra l’efficienza dell’impianto e dei requisiti per la costruzione dei sistemi di piattaforma a bordo delle unità navali. I risultati evidenziano l’adozione di un impianto ORC di minori dimensioni ma altrettanto prestante e soprattutto in grado di offrire un’alternativa ai macchinari per l’esaurimento del calore di scarto. In conclusione, l’elaborato dimostra che l’applicazione di uno o più impianti ORC a bordo delle navi consente di garantire un’efficienza elettrica superiore a quella di cui si poteva disporre con i vecchi impianti di rigenerazione energia e di non utilizzare altrettanta energia per l’esaurimento del calore. Per l’importanza che l’energia elettrica ricopre, ad oggi anche in contesti operativi, questo studio rappresenta un possibile elemento chiave per garantire un minor consumo e inquinamento a favore di una maggiore efficienza propulsiva.