Responsabile scientifico: Prof. Massimo Macucci

Università di Pisa
Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione
PROgetto TOscano per la Navigazione Eco-compatibile

Progetto / Project: PROT-ONE

Partner

1. Leonardo S.p.A. (Capofila)
2. Università di Pisa - Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione
3. Università di Pisa - Dipartimento di Ingegneria dell’Energia, del Territorio e delle Costruzioni
4. GSD S.r.l.
5. Università di Pisa - Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale

Sintesi del progetto

Il progetto PROT-ONE (PRogetto TOscano per la Navigazione Eco-compatibile) nasce per sviluppare nuove soluzioni tecnologiche per imbarcazioni a propulsione ibrida/elettrica, che siano in grado di rendere costo efficace l’impiego della propulsione elettrica in alcuni ambiti della nautica, in comparazione con la tradizionale propulsione a combustione. In particolare, la proposta è orientata a sviluppare un sistema di alimentazione/propulsione eco-compatibile per piccoli traghetti e vaporetti utilizzati per la navigazione delle acque interne e costiere, sia per trasporti pubblici che per turismo. Analisi di mercato evidenziano il crescente interesse verso soluzioni di questo tipo, anche per impieghi navali, ma l’esistenza di aree tecnologiche ancora scarsamente analizzate, in particolare legate alla sicurezza complessiva, ne limita l’utilizzo e ne mantiene alti i costi rispetto a soluzioni tradizionali basate su motori a combustione.
L’idea presentata vuole approfondire la conoscenza in questi campi, in modo da poter incrementare gli standard di sicurezza durante l’utilizzo e ottimizzare lo sfruttamento dei sistemi di accumulo, rilascio e ricarica dell’energia per rendere più costo efficace queste soluzioni rispetto ai sistemi tradizionali. Il progetto si focalizza quindi sullo studio di soluzioni tecnologiche per la realizzazione di sistemi di alimentazione modulari e flessibili, adatti all’impiego su imbarcazioni di diversa forma e tonnellaggio, focalizzando gli aspetti innovativi su soluzioni in grado di garantire i più alti standard di sicurezza durante tutta la vita utile del sistema di alimentazione e l’ottimizzazione dello sfruttamento dell’energia disponibile e del processo di ricarica, tanto nell’ambito del singolo percorso quanto nell’intera vita utile delle batterie.

I principali filoni di ricerca comprendono:

• batterie ricaricabili Li-Po modulari;
• metodi per l’aumento della sicurezza intrinseca della batteria;
• sistemi di monitoraggio e controllo della batteria (BMS);
• sistemi di ricarica rapida e wireless;
• algoritmi di gestione ottimale dell’energia;
• integrazione con scafi ed apparati propulsivi preesistenti.

Lo sviluppo del progetto consente inoltre di creare sinergie con altri ambiti di ricerca, in particolare:

• studio e sviluppo di nuove configurazioni di imbarcazione ottimizzate per lo sfruttamento della propulsione ibrida/”full electric”, che includono anche studi e nuove applicazioni di materiali avanzati;
• studio e sviluppo di sistemi integrati di approvvigionamento di energia locali, per la ricarica parziale delle batterie durante le fermate nel percorso (pannelli fotovoltaici, pale eoliche, recupero energia da moto ondoso);
• studi di mobilità e trasporto pubblico e privato, impieghi alternativi di questa tipologia di imbarcazione (es. spola tra navi da crociera in rada e aree portuali), ottimizzazione delle tratte in funzione degli algoritmi di gestione “intelligente” dell’energia di bordo.

Obiettivi operativi

Obiettivo operativo 1 (OO1): Studio di sistema
Obiettivo operativo 2 (OO2): Studio di ottimizzazione dell’impiego della batteria a bordo
Obiettivo operativo 3 (OO3): Studio e realizzazione di un prototipo di Batteria Li-Po di tipo Low-Cost ad alta densità di energia / potenza
Obiettivo operativo 4 (OO4): Studio e realizzazione del prototipo del sistema di ricarica rapida wireless
Obiettivo operativo 5 (OO5): Integrazione della catena propulsiva e relativa sperimentazione a bordo di un mezzo navale.
Obiettivo operativo 6 (OO6): Disseminazione