Per i sistemi di propulsione elettrica, le batterie sono la linfa vitale. Con lo sviluppo dei veicoli elettrici, che siano barche o automobili, le tecnologie si evolvono rapidamente. Abbiamo quindi voluto parlare con uno specialista per capire meglio le sfide. Christian Hallberg, direttore commerciale di Oceanvolt, è stato così gentile da rispondere alle nostre domande.
BI: Per cominciare, può ricordarci i primi passi del motore elettrico nell'industria nautica e i problemi incontrati?
CH : Nel 2009, i primi catamarani elettrici Lagoon 420 sono stati dotati di batterie al piombo. Questa tecnologia, anche se funziona, ha diversi svantaggi importanti, che sono stati un freno allo sviluppo delle imbarcazioni da diporto elettriche.
Il tasso di scarica accettabile per una batteria al piombo-acido non dovrebbe superare il 50-60%. Per garantire una buona autonomia, il pool di batterie deve quindi essere molto grande, il che si traduce in un'elevata massa a bordo. Gran parte della potenza del motore è quindi utilizzata per trasportare le batterie. Questa tecnologia è accettabile sulle navette fluviali pesanti, che funzionano da anni, ma non sulle barche da diporto. Sui primi catamarani elettrici, la potenza necessaria è stata sottovalutata, il che ha fatto sì che l'attrezzatura venisse utilizzata oltre le sue capacità, con il rischio di degradarla.
Le batterie al piombo non permettono il monitoraggio della temperatura. Il rischio di surriscaldamento, che danneggerebbe la batteria, non è controllato. La barca può quindi trovarsi improvvisamente senza propulsione senza che questo sia stato previsto.
Infine, la limitazione a una bassa tensione DC porta ad amperaggi elevati. Questo aumenta il rischio di surriscaldamento e di stress delle batterie.
BI: Cosa ha portato l'arrivo delle batterie al litio fosfato in termini tecnici?
CH : La nuova tecnologia al litio-fosfato ha portato due grandi progressi, in termini di peso e di sicurezza. Per una capacità equivalente, una batteria al litio-fosfato è 4 volte più leggera di una batteria al piombo. L'assenza di componenti reattivi la rende la tecnologia più sicura. Mentre altre soluzioni come le batterie NMC (Nickel Magnesium Cobalt) hanno una maggiore densità di energia, sono più reattive e richiedono un raffreddamento a liquido, che è complesso da installare.
Quando si dimensiona una batteria, bisogna considerare la corrente di carica e scarica accettabile. La batteria deve essere in grado di sopportare un carico elevato per un breve periodo di tempo, ad esempio durante le manovre in porto a piena potenza. Grazie al fosfato di litio, questa corrente di scarica ammissibile è 10 volte superiore a quella delle batterie al piombo, il che permette di ridurre lo stock di batterie. Inoltre, poiché la corrente di carica è generalmente stimata alla metà della corrente di scarica, il tempo di ricarica è più breve per le batterie al litio-fosfato.
Dal punto di vista dell'uso, anche la sicurezza è aumentata. Devi stare attento al tipo di BMS (Battery Management System) che usi, perché è un po' una giungla là fuori. Con i sistemi attivi esistenti, è ora possibile monitorare i parametri delle celle separatamente e reagire per isolare automaticamente una cella difettosa. Le altre cellule continuano a funzionare e la barca rimane manovrabile.
BI: Da un punto di vista economico, la propulsione elettrica rimane costosa. Pensa che il mercato automobilistico possa aiutare lo yachting?
CH : Il prezzo delle batterie al litio-fosfato è ancora alto. Oggi costano 950 euro/kWh. Lo stoccaggio oggi rappresenta la metà dell'investimento in un sistema di propulsione elettrica per una barca. L'esplosione del mercato dell'auto elettrica aiuterà ad abbassare questo costo, anche se le tecnologie non saranno sempre le stesse a breve termine. Per ragioni di sicurezza nell'ambiente marino, la limitazione della tensione è una grande differenza tecnica.
Al di là dell'aspetto economico, la R&S nel settore automobilistico aiuterà le batterie a diventare più ecologiche, dato che per il momento sono lontane dall'essere verdi...
Alla fine, ci sarà necessariamente una convergenza. Le migliori batterie per le auto saranno anche quelle per le barche.
BI: Come vede il futuro della propulsione elettrica nell'industria marina e per Oceanvolt?
CH : I principali problemi tecnici rimangono il peso e la limitazione della tensione.
Per l'industria dello yachting, come per l'industria automobilistica, le cose si stanno evolvendo più velocemente di quanto gli analisti prevedano. Entro 5 anni, penso che dovremmo aver guadagnato il 50% sia sul prezzo che sul peso delle batterie. Ibrido e tutto elettrico dovrebbero essere la proposta di base per la maggior parte degli yacht. Poi, non appena una cella a combustibile efficiente lo permetterà, faremo a meno dei motori diesel.
Noi di Oceanvolt siamo una forza trainante in questo movimento. Stiamo già lavorando con alcuni dei più grandi costruttori di yacht, in Francia e all'estero, per offrire i nostri motori elettrici come pacchetto base.
