Impianti elettrici di bordo

Componenti e Considerazioni Progettuali degli Impianti Elettrici di Bordo

Gli impianti elettrici di bordo sono fondamentali per il funzionamento delle navi e comprendono sistemi di produzione, distribuzione e utilizzo dell'energia. La produzione di energia avviene attraverso generatori che possono essere meccanici, termici convenzionali, ibridi o dedicati alle emergenze. La distribuzione dell'energia si effettua tramite stazioni di trasformazione e reti primarie e secondarie, gestite da quadri elettrici. I carichi elettrici si suddividono in impianti di propulsione, impianti ausiliari, impianti di sicurezza e impianti speciali. Nella progettazione è cruciale definire un elenco dettagliato delle utenze elettriche di bordo, considerando le condizioni operative standard e di emergenza. La scelta tra propulsione termica o elettrica influisce sull'intero sistema elettrico, a partire dalla generazione di energia. La potenza elettrica richiesta, il numero di utenze e il tipo di nave determinano le specifiche tecniche come le tensioni di utilizzo, la configurazione dei quadri elettrici, il frazionamento delle reti e il sistema di messa a terra. È essenziale che la produzione di energia sia calibrata per coprire il fabbisogno elettrico ottimizzando il rendimento dei generatori e minimizzando gli sprechi energetici.

Evoluzione del Fabbisogno Elettrico e Dimensionamento dei Generatori

Il fabbisogno elettrico a bordo delle navi è aumentato significativamente nel tempo, richiedendo sistemi sempre più potenti e sofisticati. La potenza necessaria varia in base alle condizioni operative e al tipo di utenze, che includono apparecchiature generali, sistemi elettrici specializzati, propulsione elettrica e automazione. Il dimensionamento dei generatori deve garantire il funzionamento simultaneo di tutti i carichi in condizioni operative critiche. Il numero di generatori principali, incluso un generatore di riserva, è determinato in base a normative di sicurezza e considerazioni di efficienza. Nei porti, per ridurre l'inquinamento e migliorare l'efficienza, si utilizzano spesso gruppi elettrogeni di emergenza. La scelta del numero di generatori è un equilibrio tra il fabbisogno energetico, l'efficienza operativa e la necessità di limitare peso, ingombro e costi di installazione.

Distribuzione delle Centrali Elettriche e Centrale di Emergenza

La disposizione delle centrali elettriche a bordo segue criteri di sicurezza e funzionalità, influenzati dalle normative internazionali come quelle stabilite dalla SOLAS (Safety of Life at Sea). I generatori principali possono essere distribuiti in più centrali indipendenti per aumentare la ridondanza e la sicurezza. La centrale di emergenza, situata in un'area protetta, deve essere in grado di alimentare i servizi essenziali in caso di guasto alla rete principale. Questi servizi includono l'illuminazione di emergenza, le pompe antincendio e i dispositivi di lancio delle imbarcazioni di salvataggio. La centrale di emergenza deve avere sistemi di avviamento autonomi e deve essere progettata per garantire la massima affidabilità e rapidità di intervento in situazioni critiche.

Il Coefficiente di Elettrificazione come Indicatore Tecnico

Il coefficiente di elettrificazione (KE) è un parametro che valuta il livello di elettrificazione di una nave, calcolato come il rapporto tra la potenza installata in generazione e un parametro caratteristico della nave, come il dislocamento per le unità militari, la portata lorda per le navi mercantili o la stazza per le navi passeggeri. Questo indice è utile sia per valutare la modernità e il livello tecnologico delle attrezzature di bordo nelle navi esistenti, sia per stabilire la potenza necessaria in fase di progettazione. Un KE elevato indica una maggiore dipendenza dalle attrezzature elettriche e un avanzato grado di modernizzazione della nave.