Egy teljesen önellátó energiarendszer, amely kizárólag megújuló energiaforrásokra és a legénység által termelt energiára épül. A Ferrari Hypersail, az óceánok meghódítására tervezett innovatív, 100 láb hosszú repülő egytestű versenyhajó most mutatta be fedélzeti energiarendszerének koncepcióját.
Ez a rendszer egy olyan projekt része, amely a nyílt innováció szemléletére építve a Ferrari technológiai tudását a versenypályákról és az aszfaltról az óceáni vitorlázás világába ülteti át, teljesen új műszaki megoldásokat teremtve.
A maranellói Hypersail műszaki csapata által fejlesztett energiamenedzsment-rendszer
kettős célt szolgál: a lehető legnagyobb hatékonyság biztosítását, valamint a fedélzeti rendszerek teljes integrációját. Mivel a hajónak hosszú távú óceáni versenyeken teljes energiafüggetlenséget kell biztosítania, a mérnökök egy olyan elektromos rendszert fejlesztettek ki, amely a lehető leghatékonyabban hasznosítja a környezetből nyerhető energiát – elsősorban a nap- és a szélenergiát.
A fedélzeten végzett műveletek – például a vitorlák állítása – során a legénység fizikai ereje az innovatív Winch-by-Wire rendszer segítségével közvetlenül elektromos energiává alakul. A fedélzet alatti rendszerek – például a hajó repülését biztosító szárnyak és egyéb hidrodinamikai elemek mozgatása – már a megújuló forrásokból visszanyert energiát használják, amelyet nagyfeszültségű akkumulátorok kezelnek és osztanak el.
„A Hypersail az első fóliákon sikló, egytestű óceáni versenyhajó, amely teljes energia-önellátásra képes. Az elektromos rendszer az optimális egyensúlyt teremti meg a hatékonyság és a teljesítmény között. Az olyan innovációknak köszönhetően, mint a Winch-by-Wire, a fedélzeti beállítások kizárólag a hajó haladása közben megtermelt energiából működnek.” – mondta Marco Guglielmo Ribigini, a Ferrari Hypersail műszaki csapatának vezetője.
A Hypersail teljesen újragondolja a hagyományos csörlőrendszereket a Winch-by-Wire technológia bevezetésével.
Ebben a rendszerben
a legénység izomereje már nem közvetlenül hajtja a mechanikus áttételeket vagy a hidraulikus rendszereket.
Ehelyett azonnal elektromos energiává alakul, amelyet a hajó központi energiahálózata gyűjt össze, majd valós időben oszt szét a vitorlarendszer különböző funkciói között.
A hajó kezelői számára ennek legnagyobb előnye, hogy mindig az optimális fordulatszámon dolgozhatnak. Hagyományos rendszereknél a növekvő terhelés lassabb és egyre megerőltetőbb munkát eredményez. A Hypersail technológiája ezt kiküszöböli, mivel
a rendszer mindig az elektromos hajtás és az emberi szervezet energiahatékonyságának optimális pontján működik.
Ennek eredményeként egyetlen ember akár 9 tonnás terhelést is képes kezelni, ami messze meghaladja a hagyományos mechanikus vagy hidraulikus rendszerek lehetőségeit.
A pedálos egységek által termelt villamos energiát ugyanazok az elektromos motorok alakítják át, amelyeket a Ferrari Purosangue és a Ferrari F80 aktív futóművében is alkalmaznak. Az így előállított energia a hajó elektromos hálózatába kerül, majd valós időben látja el energiával a vitorlacsörlőket vagy a fedélzeti hidraulikaszivattyút.
A Winch-by-Wire filozófiája ugyanarra a by-wire megközelítésre épül, amelyet a Ferrari az új 12Cilindri Manuale modellben is alkalmazott. Ott a hagyományos mechanikus váltómozdulat elektronikus jellé alakul át úgy, hogy közben megmarad a klasszikus, analóg vezetési élmény.
A fedélzet alatti rendszerek jelentik a hajó technológiai központját. Ezek felelnek az elektronikai rendszerekért, a stabilitásért, valamint a fóliákon történő repülés magasságának szabályozásáért.
A megbízhatóságot
az autóiparból átvett fejlesztési és tesztelési módszerek
biztosítják. A rendszer elektronikus vezérlőegységekre (ECU-kra), szenzorokra és négy különböző feszültségszintre épül, amelyek 12 és 800 volt között működnek.
A hajó hordozószárnyainak és egyéb mozgó elemeinek vezérlésére a Hypersail mérnökei egy aktív Flight Controller rendszert fejlesztettek.
Ez kétféle működési módot használ:
Slow Movements (Lassú mozgások): a fóliakarok és a billenthető kiel (canting keel) nagy elmozdításai, amelyeket a Ferrari Luce projektből származó 800 voltos hátsó elektromos tengelyhajtás (e-axle) működtet.
Fast Movements (Gyors mozgások): a fóliák vezérlőfelületeinek (flapek) gyors és folyamatos korrekciói, amelyeket két kisebb hidraulikaszivattyú végez 48 voltos elektromos motorok segítségével.
A két rendszer szétválasztása egyszerre biztosít kiemelkedő teljesítményt, maximális energiahatékonyságot és a tengeri környezetben elengedhetetlen üzembiztonságot.
A hajó elektronikai és hidraulikai rendszereit kizárólag megújuló energia látja el.
Ehhez a Ferrari egy teljesen új nap- és szélenergia-hasznosító rendszert fejlesztett ki.
A fel nem használt energiát nem veszíti el a rendszer, hanem két egyforma, 800 voltos akkumulátorban tárolja, amelyek mindig az aktuális energiaigénynek megfelelően osztják el a rendelkezésre álló teljesítményt.
A hajó fedélzetébe és oldalfalába
100 négyzetméternyi járható napelem
került beépítésre. A panelek speciális csúszásmentes felületet kaptak, így biztonságosan használhatók munka közben is.
Elhelyezésüket összetett szimulációk alapján optimalizálták. A mérnökök különböző földrajzi szélességeken és lehetséges versenyútvonalakon vizsgálták a napsugárzás mértékét, és csak a legnagyobb energiatermelésű felületekre telepítettek napelemeket. Így sikerült minimalizálni a plusz tömeget, miközben a lehető legjobb teljesítmény–tömeg arányt érték el.
A szélenergia hasznosítását a hajó tatján elhelyezett szélturbinák biztosítják. Ezek a versenyfeladattól függően felszerelhetők vagy eltávolíthatók.
A fejlesztés során a mérnökök különös figyelmet fordítottak arra, hogy megtalálják azt a beömlési szöget, amely egyszerre biztosítja a lehető legnagyobb energiatermelést és a lehető legkisebb légellenállást nagy sebesség mellett. Ez garantálja a hajó optimális teljesítményét a legkülönbözőbb óceáni körülmények között.
( onBRANDS )