GESTIONE ENERGETICA DEI SISTEMI PROPULSIVI: DIESEL, TURBOGAS, ELETTRICO

La seguente tesi si pone come obbiettivo quello di studiare quantitativamente, tramite l’utilizzo di fogli di calcolo numerico, le condizioni d’impiego e la gestione dei sistemi propulsivi presenti a bordo di un’unità navale. In particolare affronta il tema della gestione energetica di un apparato propulsivo ibrido Diesel and Turbogas or Elettrico (CODAGOL), nel quadro degli obbiettivi di decarbonizzazione dell’IMO International Maritime Organization e della norma ISO 50001, applicandolo al caso del pattugliatore polivalente d’altura PPA Thaon Di Revel. Dopo un primo inquadramento dei tre apparati propulsivi e del sistema di gestione energetica di bordo (EMS), è stato sviluppato un modello quantitativo integrato della catena di conversione energetica della nave: dalla ripartizione di potenza tra i tre sistemi propulsivi condizionata al carico tramite le curve di consumo carburante (SFOC), alla resistenza al moto. Quest’ultima scomposta secondo il metodo di Froude nelle componenti: viscosa, residua, moto ondoso e vento. Il modello è stato impiegato per risolvere un problema di ottimizzazione vincolata della velocità di crociera su due rotte di missione (Taranto-Hormuz, 3100miglia; Taranto-Nuuk, 4280miglia). L’analisi ha individuato una discontinuità nella funzione di consumo di carburante in corrispondenza della soglia di potenza dei soli motori Diesel, generata dal salto combinato di fonte energetica e SFOC (da 195 a 320 gCO2/kWh) che ha reso necessario un metodo di ottimizzazione globale sull’intera rotta, anziché lo studio separato delle singole tratte di cui si compone. Il risultato conseguito è un risparmio di carburante e di emissioni CO2 dell’11,56% (98t) sulla prima rotta e del 7,05% (43,1t) sulla seconda, ottenuto attraverso lo studio di riallocazione della velocità tra le tratte di rotta a parità di tempo di missione, con il miglioramento dell’Indice di Efficienza Operativo EEOI sempre al di sotto del valore di riferimento detto Indice di Efficienza di Progetto EEDI. Il lavoro dimostra come una pianificazione della velocità continuamente, aggiornata dallo stato fisico attuale dell’apparato propulsivo, costituisca una misura di efficientamento applicabile alla flotta navale esistente in previsione degli standard normativi in merito alla decarbonizzazione.