Le batterie di ZEM per alimentare il traghetto storico in Svizzera

Uno storico piccolo traghetto passeggeri sul Greifensee sarà la prima nave nella parte tedesca della Svizzera ad utilizzare le batterie ZEM. Nonostante la sua posizione senza sbocco sul mare, la Svizzera potrebbe rivelarsi una nuova regione redditizia per le vendite delle soluzioni di trasmissione elettrica marittima della società norvegese.

ZEM sta collaborando con Shiptec AG a seguito di una gara d'appalto per l'elettrificazione del SM Heimat.

Ora al suo terzo motore diesel da quando è stato costruito nel 1933, il Casa opera tutto l'anno, effettuando in genere 12 viaggi giornalieri in quanto trasporta fino a 60 passeggeri a piedi alla volta attraversando il tranquillo Greifensee tra Maur e Uster, non lontano da Zurigo. SGG, la cooperativa marittima Greifensee e proprietaria del SM Heimat, ha fatto un passo piuttosto audace e ha voluto dotare la storica nave della più recente tecnologia di batteria.

Il dott. Allen Fuchs, in precedenza presidente della SGG e ora capo progetto, afferma: "Una volta completato il progetto, fornirà una soluzione più silenziosa e più rispettosa dell'ambiente in armonia con la riserva naturale del Greifensee, preservando l'aspetto esteriore della barca come storicamente rilevante esempio della motorizzazione nella regione”.

La società ha incaricato Shiptec AG di Lucerna di realizzare uno studio di fattibilità per l'elettrificazione, esaminando vari sistemi proposti da fornitori separati. I test di traino e le misurazioni della potenza dinamica elevata per la propulsione e il carico dell'hotel sono stati effettuati da Shiptec AG per fornire informazioni sulle dimensioni e il posizionamento più adatti del motore e delle batterie, sulla probabile durata utile e una stima dei probabili costi di investimento e di esercizio .

Con i risultati che confermano la fattibilità di tale conversione e il fatto che ZEM aveva la maggiore esperienza con questo tipo di nave, SGG ha firmato il passaggio del lancio a motore alla propulsione completamente elettrica, riducendo potenzialmente le emissioni di CO2 di circa 10 tonnellate all'anno.

Per alimentare i suoi tipici 20 km circa di funzionamento quotidiano, ZEM e Shiptec adatteranno il Casa con un sistema di batterie agli ioni di litio Akazem da 99kWh. Già testato in una varietà di navi e traghetti più piccoli, comprese le scialuppe di salvataggio elettriche per l'industria offshore e più di 30 navi ibride per la piscicoltura, questo fornirà energia più che sufficiente per una giornata normale. Sebbene il piano sia quello di caricare le batterie al 100% da fonti sostenibili, compresi gli aggiornamenti tramite sistemi fotovoltaici, ZEM afferma che non c'è spazio sufficiente sul molo Maur per tale installazione e che il montaggio di pannelli solari sul tetto della barca non è possibile per motivi di stabilità e mantenendo la sua autenticità storica esterna.

"Questo si allinea perfettamente con i valori di ZEM e il nostro design del sistema", afferma Sebastian Wang-Hansen, il capo progetto di ZEM. “Insieme a Shiptec, abbiamo quindi suggerito di eseguire il retrofit del Casa con un sistema di batterie agli ioni di litio Akazem da 99 kWh e un motore di propulsione elettrico da 40 kW di Danfoss Editron. Il motore a magnete permanente Danfoss fornisce una coppia elevata ed è quindi in grado di azionare propelalbero inferiore senza la necessità di un riduttore. Ciò si traduce in una trasmissione più leggera, più efficiente e che richiede meno manutenzione.

La motonave ha un peso a vuoto di 10.2t e una capacità di trasporto di 60 persone, di cui 20 passeggeri in cabina. La velocità richiesta deve essere comunque di 15 km/h e l'arresto di emergenza non deve superare le tre lunghezze e mezzo della nave di 14.9 m. Il sistema, richiede 84kWh di energia al giorno, inclusa una riserva di 10kWh, questo include 14 viaggi di andata e ritorno sul lago e ritorno, due viaggi di trasferimento da Maur a Greifensee e ritorno, nonché un viaggio extra la sera a una velocità inferiore. La nave ha bisogno di 1.6 kWh per percorrere un chilometro.

Sono state selezionate tre batterie da 33kWh ciascuna, per una capacità totale di 99kWh. Ciò richiede la ricarica durante il giorno. C'è un buon tempo di ricarica di 30 minuti tra i viaggi orari di andata e ritorno. Con una potenza di carica di 30kW, è possibile una carica di energia di 15kWh o 15% SOC.

“Sarebbe possibile dotare un impianto di due batterie da 33kWh ciascuna. La scelta di tre batterie consente un maggiore livello di ridondanza poiché in caso di guasto di una batteria è comunque possibile continuare a guidare con due batterie senza limitazioni. Ci aspettiamo inoltre che le batterie abbiano una vita utile più lunga e consentano una maggiore flessibilità d'uso sulle navi. La variante con tre batterie appare come un'ottimizzazione tra ridondanza, costi e peso", afferma Martin Einsiedler di Shiptec.

Sebbene la cantieristica navale possa non essere la prima industria che viene in mente quando si pensa alla Svizzera senza sbocco sul mare, la Società di navigazione del Lago dei Quattro Cantoni (SGV), la società madre di Shiptec, costruisce navi dal 1931. Lavorando in uno dei più grandi cantieri navali del paese, Shiptec fornisce dal 2013 come società indipendente una gamma completa di servizi dalla progettazione e ingegneria navale fino all'assistenza e al restauro.

I Casa progetto sarà il primo sforzo congiunto tra ZEM e Shiptec e i partner si aspettano che da questa cooperazione si svilupperanno più progetti. C'è una crescente preoccupazione per il traffico navale inquinante su molti dei bellissimi laghi alpini in Svizzera, Germania e Austria.

"ZEM può contribuire con la sua esperienza marittima nordica per risolvere queste sfide, rendendo elettriche nuove e moderne navi turistiche e convertendo i tradizionali traghetti che rendono i laghi svizzeri così unici", afferma Jan-Olaf Willums, il fondatore norvegese di ZEM.