1.2 Potenza e velocità dei motori per barche elettriche

Nel video seguente e nell'articolo troverà informazioni sulla potenza nei dislocanti (barche a motore e a vela), così come sui plananti, semi-plananti e volanti.

La potenza dipende dalla tua barca e dal tuo stile di navigazione. Per le barche a vela aerodinamiche o le barche a più scafi, spesso è necessaria meno potenza per una buona manovrabilità rispetto a una nave in acciaio a scafo singolo. Se stai cercando solo un motore ausiliario (motore per il vento calmo) per attraccare e salpare, è sufficiente anche meno potenza. Per le barche plananti e le semiplananti, invece, è necessaria una potenza significativamente maggiore, ma qui il calcolo è un po' più complesso.

Il termine potenza minima è la potenza specifica per ogni imbarcazione necessaria per la propulsione con buona manovrabilità. Questa è principalmente influenzata dal peso. Più pesante è un'imbarcazione, maggiore deve essere necessariamente la potenza del motore. Altri fattori sono la corrente e le influenze meteorologiche, così come la forma dello scafo.

La velocità massima dipende principalmente dalla tua barca e non realmente dal motore. Un motore elettrico porta la tua barca senza problemi alla stessa velocità di un motore a combustione. 

A velocità elevate, però, il fabbisogno energetico è molto alto. Se hai una barca con una forma dello scafo adatta per il planaggio e hai montato un motore sufficientemente potente, puoi naturalmente raggiungere il planaggio con la tua barca.

Si distingue tra scafo a dislocamento, semi-planante e planante. In navigazione a dislocamento si consuma la minor quantità di energia. Ad esempio, circa 0,5 kW per tonnellata di peso dell'imbarcazione sono sufficienti per portare un'imbarcazione già al 70% della velocità dello scafo. Fino a una velocità di circa l'80% della velocità dello scafo, il fabbisogno energetico è relativamente basso. Poi il consumo di energia aumenta rapidamente, senza che l'imbarcazione diventi significativamente più veloce.

Per raddoppiare la velocità, è necessaria circa otto volte la potenza. Per questo motivo, è consigliabile prestare attenzione a una velocità economica, soprattutto con i motori elettrici, per ottenere un tempo di navigazione più lungo. Spesso questa è addirittura superiore al limite di velocità regionale. Se si posiziona la leva sul tavolo, il vostro scafo a dislocamento diventa solo leggermente più veloce, ma consuma esponenzialmente più energia. Questa relazione può essere ben riconosciuta nel grafico seguente:

Fondamentalmente, si distingue tra forme di scafo di barche dislocanti e plananti. Esiste anche la forma intermedia di un semipianante e da poco il volatore.

Per le barche dislocanti, raccomandiamo circa 2 kW di potenza per tonnellata di peso della barca, per garantire una buona manovrabilità della vostra imbarcazione. Se siete lungo la costa o in acque con forti correnti, raccomandiamo addirittura 3 kW. Se utilizzate il motore solo come motore ausiliario, potete anche usare un motore più piccolo. Tuttavia, in questo caso, raccomandiamo almeno 1 kW di potenza per tonnellata di peso della barca.

Un dislocatore è una barca che sposta permanentemente esattamente la stessa quantità d'acqua che pesa. Nessun dislocatore può superare la velocità di scafo, quindi non può superare l'onda generata dalla prua mentre è in movimento. La velocità di scafo dipende esclusivamente dalla lunghezza della linea di galleggiamento della barca. Più lunga è, maggiore è anche la velocità di scafo teorica.

Fondamentalmente, ogni barca in quiete o a bassa velocità si comporta come un dislocatore. Tuttavia, un planante è in grado, grazie alla sua forma dello scafo, di sollevarsi dall'acqua e di scivolare su di essa all'aumentare della velocità. Per planare, è vantaggioso avere uno scafo liscio e allungato e una poppa larga. In questo caso, la velocità di scafo viene ampiamente superata, poiché una volta sollevato dall'acqua, anche la resistenza dell'acqua viene meno. La velocità massima di un planante è limitata sia dalla potenza del motore che dalla resistenza dell'aria.

Il peso della barca è il principale fattore rilevante per la dimensionamento della potenza del motore. Quando si desidera raggiungere la navigazione in planata con una barca, è ancora più importante conoscere il peso approssimativo della propria barca. Se desidera sapere esattamente, può anche utilizzare una bilancia adeguata. Ad esempio, una bilancia a gancio può essere utilizzata.

Il peso della vostra barca in stato carico dovrebbe includere qualsiasi peso dovuto a attrezzature e persone. Un importante punto di riferimento è il peso a vuoto della vostra barca. Partendo dal numero massimo di persone, aggiungete poi il peso delle persone (indicazione = 75 kg per persona). Dovreste anche considerare ulteriori componenti come motore, batterie e ancora. Infine, stimate il peso del resto dell'attrezzatura sulla vostra barca. Potete anche calcolare una sicurezza aggiuntiva.

Per la navigazione in planata è necessaria una potenza del motore significativamente maggiore rispetto alla navigazione a dislocamento. È importante che la vostra barca abbia una forma dello scafo adatta alla planata. Inoltre, la vostra barca dovrebbe essere il più leggera possibile, ovvero avere un carico ridotto, poiché la potenza dipende anche in modo massiccio dal peso della barca. Poiché il passaggio alla planata dipende in modo significativo dalla forma dello scafo della barca e non possiamo considerarlo bene nel calcolo, questo è solo un valore indicativo.

Il valore è impostato molto basso e si calcola sulla base della potenza necessaria per raggiungere 2,8 volte la velocità dello scafo, dove una barca normalmente passa allo stato di planata. Valori indicativi più conservativi sono 50-70 CV per tonnellata di peso della barca, necessari per la planata. Vogliamo darvi una prima panoramica sui motori e sui produttori in questo settore e siamo lieti di consigliarvi nel vostro progetto individuale.

Il passaggio alla navigazione planante avviene a circa 2,8 volte la velocità dello scafo, il che naturalmente varia a seconda della barca. Pertanto, le barche con una velocità dello scafo inferiore raggiungono più rapidamente la modalità planante. L'attuale record mondiale per la barca elettrica più veloce è di 142,6 km/h. Questo è stato raggiunto, ovviamente, con una barca appositamente modificata e su un circuito di prova. Tuttavia, sono già in produzione barche elettriche di serie che possono raggiungere quasi 50 nodi, ovvero 92,6 km/h. Come vedete, è possibile andare più veloce di quanto consentito dalla polizia anche con un motore elettrico. Per tour in barca più lunghi, tuttavia, è consigliata una velocità moderata. Inoltre, valgono naturalmente anche i limiti di velocità sulle acque.

Ci sono anche scafi semiglider, che rappresentano una forma mista tra scafi a dislocamento e scafi plananti. I semiglider sono in grado di "salire" sulla loro onda di prua e superarla parzialmente. In questo modo possono raggiungere velocità superiori da 2 a 2,5 volte la velocità dello scafo. Tuttavia, non possono passare completamente alla navigazione planante. L'idea dietro il concetto degli scafi semiglider è che si possano raggiungere velocità più elevate con lo stesso consumo energetico.

Se possiedi una barca planante, dovresti navigare o in modalità dislocante o in modalità planante. La navigazione semiglider è molto poco economica, poiché si forma un'alta onda di prua che offre una grande resistenza alla tua barca. Se la tua barca non è adatta per planare, o se la potenza del motore non è sufficientemente alta, non potrai superare questa onda di prua e la porterai avanti.

Nella navigazione semiglider si perde molta energia e la tua barca diventa solo leggermente più veloce. Negli scafi elettrici, il consumo di energia aumenta notevolmente, riducendo drasticamente la tua autonomia o il tempo di navigazione. Inoltre, con questa grande onda disturbi altri navigatori e sportivi acquatici e puoi danneggiare le strutture di riva.

La categoria più recente in questa sezione delle forme dello scafo è "Volante". Le barche sono dotate di foils (pattini) che mantengono e stabilizzano la barca in acqua. La barca si solleva dall'acqua con l'aumentare della velocità e viene sostenuta solo dai pattini in acqua. La barca non tocca ripetutamente l'acqua come avviene nella navigazione a planata, ma vola anche su onde più grandi. Pertanto, sembra che la barca stia volando.

Il motore si trova di solito sott'acqua e fornisce la propulsione. Per la fase di transizione al volo è necessaria una grande potenza per un breve periodo. Per la Candela 7 (circa 1.700 kg a carico) sono necessari brevemente circa 50 kW per farla volare. Successivamente, per la fase di volo, sono necessari solo 5 kW all'ora per portare la barca a una velocità di 22 nodi (massimo 30 nodi). Questo rende la barca circa 10 volte più efficiente di una tradizionale barca a planata. Il foiling esiste già da tempo su barche a vela e tavole da surf. Grazie alla tecnologia e al software più recenti, il foiling sarà disponibile anche su barche e traghetti più grandi, cambiando così radicalmente la mobilità sull'acqua. Le barche più famose sono quelle di Candela dalla Svezia.