Impianti di distribuzione

Sistema elettrico integrato MVDC

Il progetto ha analizzato la possibilità attuale di realizzare una nave con un sistema di distribuzione in media tensione a corrente continua tenendo conto dei vincoli e delle potenziali problematiche dal punto di vista degli impianti di distribuzione dell’energia.

E’ necessario in primis operare una scelta del tipo di distribuzione che si desidera adottare, tra le varie possibili, e della topologia di rete più consona al tipo di nave (cargo, cruise, militare ecc.). Queste opzioni, benché non uguali, non sono peraltro culturalmente molto diverse da quelle che già si debbono fare anche nel caso di una nave tradizionale a corrente alternata. L’analisi fatta dal progetto sulle possibili configurazioni del sistema di distribuzione  consente al progettista di individuare i pro e i contro delle varie soluzioni in funzione della particolare applicazione. Può ad esempio essere scelto un sistema di distribuzione più orientato all’economia, oppure uno più orientato ad assicurare una maggiore continuità di servizio.

Possibile sistema di distribuzione MVDC: due poli con conduttori isolati ed un punto mediano della distribuzione collegato allo scafo.

Il progetto MVDC Large Ship ha studiato in dettaglio il fenomeno del cortocircuito nella rete in corrente continua evidenziandone l’andamento nel tempo, fornendo così al progettista le nozioni necessarie alla scelta dei dispositivi di protezione elettrica.

Dall’analisi delle correnti di guasto nel sistema DC lo studio ha messo in evidenza il ruolo dei convertitori  che assumono un’importanza determinante. Diversamente dal caso della tradizionale nave a corrente alternata, a loro è affidato anche in buona parte il compito di discriminare guasti e interruzioni.  Va comunque evidenziato che i sistemi di interruzione-protezione attualmente disponibili non sono in grado di assicurare una completa e selettiva individuazione e interruzione dei guasti per tutte le conformazioni della rete analizzate.

Risulta quindi importante proseguire nell’indagine e nella individuazione di nuove tecniche di protezione,  individuazione e interruzione del guasto. In questo campo la ricerca sta facendo progressi e questo consente di affermare che, per quanto concerne l’impiantistica elettrica, non si vedono problemi ingegneristici tali da costituire un ostacolo insormontabile al progetto ed alla realizzazione di navi MVDC. 

Sottosistemi di utilizzazione dell’energia elettrica

Nel progetto MVDC Large Ship è stata anche approfondita l’analisi dei sistemi di distribuzione DC in bassa tensione. In particolare è stato analizzato il sistema di distribuzione dedicato alle aree della nave dove sono sistemate le cabine passeggeri ed equipaggi. E’ stata condotta una analisi dei carichi direttamente alimentabili da rete in corrente continua (illuminazione a LED, carichi termici, servizi vari) e della gestione di eventuali carichi per i quali mantenere una alimentazione in corrente alternata.

Possibili guasti che interessano un sistema di distribuzione in media tensione continua.

Particolare approfondimento è stato dato alle problematiche legate alla sicurezza elettrica.

Sono state inoltre analizzate le differenze tra i sistemi tradizionali in AC e quello proposto in DC per quanto concerne le dimensioni e le efficienze energetiche.

Sono state approfondite infine le tematiche relative alle automazioni delle reti e dei carichi tramite l’utilizzo di BUS di comunicazione con particolare riferimento a quelli ad onde convogliate direttamente nella rete in corrente continua.

Le soluzioni studiate evidenziano il vantaggio offerto dal passaggio alla distribuzione in corrente continua che si manifesta in modo marcato con una soluzione full-DC, ossia eliminando in modo pressoché totale il servizio in corrente alternata per le utenze. Questa visione non è affatto futuristica data la diffusione sempre più ampia dei dispositivi mobili alimentati in corrente continua.

Per quanto riguarda la comunicazione, è emerso in modo determinante l’importanza di poter acquisire segnali e/o impartire comandi da remoto a prescindere dal mezzo comunicativo utilizzato. Un vantaggio rilevante soprattutto per il controllo della potenza e dei carichi della nave.