Canoa fotovoltaica

[+Benito+]

Ho in cantiere un progetto abbastanza impegnativo per questo inverno: una canoa (circa) in vetroresina a due posti ad idrogetto, alimentata ad energia solare.
Sto chiedendo un po' di prezzi e specifiche, e al momento la scelta è ricaduta su due pompe da 500W cadauna a 24V, da una bozza che sto portando avanti c'è sufficiente superficie sul tettuccio per ospitare 500W di pannelli FV.

L'idea è di realizzare una sezione di controllo basata su arduino che ho già manipolato (anche se senza successo), per poter gestire i flussi di potenza e comandare il piroscafo

Il circuito dovrebbe prevedere una batteria tampone (non userei litio per questioni di sicurezza, andrei con una Pb-gel) da moto o simile come capacità, un regolatore di carica, il box di controllo con uno shield o dei led che mi mostrino quando sto andando in diretta con l'energia captata, quanto sto caricando la batteria e quando sto sucando dalla batteria. Come si intruisce, anche per questione di affidabilità, userei in regime normale i motori a mezza potenza (come farlo non so, con un duty cycle gestito da relais a stato solido? Pilotando i motori a tensione variabile?) con la possibilità di avere un plus di potenza per un tempo limitato da usare quando serve.

La conformazione dello scafo in pianta è a delta, con un corpo principale affusolato e due stabilizzatori nella parte centrale-posteriore che sotto hanno gli ugelli delle due pompe, in questo modo non serve nemmeno il timone.

Si accettano consigli soprattutto sulla parte di gestione dei flussi di energia e sui controlli, che pensavo, se c'è qualcosa di adatto all'uso (stagno) ad un joystick oppure a due potenziometri a leva.

La bozza

[xenom]

scusa ma sei sicuro che 1000 W siano sufficienti a garantire una spinta sufficiente? cioè magari la canoa la spostano.. ma dubito supererai i 5 km/orari però è una stima ad occhio...
Te lo dico perché ho un amico che fa modellismo e costruisce modellini di scafi con motori elettrici, per far andare un modellino di neanche un kg usava motori con potenze intorno ai 500 W massimi... chiaro che 500W su un modellino lo fa volare, ma qui si parla di spostare una canoa con persona, motore, batteria, gruppo di potenza e pannelli...

inoltre... come pensi di costruire l'idrogetto? la spinta viene data dalla velocità di uscita dell'acqua dall'ugello, quindi la pressione dell'acqua prima dell'ugello deve essere elevata... non tutte le pompe vanno bene...

i motori elettrici ti conviene pilotarli in PWM oppure se vuoi fare una cosa fatta bene compri motori brushless con gli appositi driver.

[+Benito+]

si parla chiaramente di un veicolo che deve spostarsi mica è un motoscafo

La velocità stimata è appunto sui 4-5 km/ora. La pressione finale all'ugello è pari alla pressione presente nell'acqua, funzione della profondità. Detto ciò, puoi ottenere spinta usando una pompa a bassa prevalenza ed elevata portata oppure una pompa a bassa portata ed alta prevalenza che poi accoppi ad un ugello che ti converte la pressione in velocità. Il risultato è lo stesso. Espelli poca massa con velocità elevata e sposti molta massa con velocità bassa. Forse uso ugelli venturi a induzione che dovrebbero essere più efficienti.
Considera che i motori fuoribordo elettrici che hanno uno scopo analogo (ma che per il momento preferirei non usare perchè odio le eliche fuori) hanno potenza di 300-500W e muovono un kayak biposto gonfiabile in mare, che è sicuramente meno efficiente di uno scafo in vtr. Io ne userei due da 500W con disponibilità, a piena potenza, di 1 kW. Su terra con 1 kW ci vai a 50 all'ora, in mare confido di arrivare a 5.

[FuzzyL]

io il timone lo metterei, a parte il rischio di guasti, ci sono le correnti e il vento e non ha molto senso spendere energia solo per tenere in direzione l'aggeggio; magari se la giornata è tranquilla lo tiri su; terrei a bordo anche una pagaia per sicurezza; poi è da valutare come il tetto prenderà aria con le onde, specie se il vento è laterale:

https://it.wikipedia.org/wiki/Scarroccio

NB: non sono un esperto eh
PS: metti anche una bella ancora da piantare subito se si alza vento da terra; comunque, boh, io lo metterei in acqua solo in un laghetto di quelli dove si va a pescare: al limite ti ritrovi sulla riva opposta evvabbè

[+Benito+]

ma secondo te anche un'ancora...oh si parla di una canoa! Una pagaia per sicurezza e via.....mica staziono in mezzo al mare, ti sposti lungo la costa.
Il timone se sei fermo non serve a niente. Se serve posso usare una pala per timonare ma se c'è mare mica esco.

[Gnubbolo]

invece della pagaia potresti montare una bicicletta tanto il motore ti aiuta nell'accelerazione. Quando nuoto una volta che i fluidi cominciano a scivolare l'attrito lo sento meno in quanto affondo meno, immagino sia lo stesso per le barche, se vai più forte la barca affonda meno e vai più veloce, poi sul tuo trimarano potresti ottenere anche un pò di portanza

PS: se non esci col mare molle molle con quell'affare alla prima folata di vento ti ribalti, ci devi mettere una deriva, perchè il baricentro è troppo alto e secondo me i pannelli fanno pure da vela.

[+Benito+]

il baricentro è sotto il pelo dell'acqua e ho due stabilizzatori da 30 litri a 1 m dall'asse. Non lo ribalta un tifone.

[bobafetthotmail]

che problemi di sicurezza hanno le batterie al litio? No perchè il problema grosso è il bagnarle e fulminarsi più che altro (a seconda di quante batterie potrebbe essere letale o solo doloroso) e non mi pare che cambi granchè a seconda della tecnologia delle batterie.
Mentre avere un peso inferiore ti farebbe molto comodo.

Mi orienterei più su una struttura a vela per i pannelli, non tanto per il vento ma per tenerli sempre orientati decentemente verso il sole.
Fa TANTA differenza anche una inclinazione di poco. Punti bonus se ci monti un giiroscopio che mantiene il tetto/pannelli grosso modo come li hai orientati tu anche se la canoa rolla/beccheggia sensibilmente (il mare non è mai un'olio se sei su una canoa)

Inoltre, spero tu voglia usare dei pannelli solari "thin film" e non quelli convenzionali al silicio... che se monti quelli + batterie al piombo hai bisogno di una chiatta, mica una canoa per non affondare sotto il peso.

[+Benito+]

oh ragazzi, niente, qui sembra che debba fare una regata oceanica. Chiedo semplicemente delle dritte per fare un impianto funzionante, ancore...giroscopi...vele...
con su 180 kg di uomo in effetti 10 kg di batterie è una differenza notevolissima, penso colerò a picco, ma soprattutto penso che quando mi calcolo la linea di galleggiamento non ne ho tenuto conto! E adesso come faccio ?

[xenom]

oddio più la struttura è leggera e più vai veloce a parità di potenza.

Secondo me il fotovoltaico per il settore "trasporti" è tutt'altro che conveniente. ti serve un peso notevole, un ingombro notevole per riuscire a spostarti se ti va bene a 5 km/h (secondo me anche meno con tutto quel peso)...
Tra l'altro devi portare quindi due o tre persone? 180 kg più pannelli batterie gruppo potenza... superi tranquillamente i 250 kg a pieno carico secondo me...

ripeto, un modellino di scafo elettrico con 500 W e neanche 1 kg di peso viaggia a 40-50 km/h o giù di lì...


poi per carità magari mi sbaglio ma a fronte di un investimento del genere io spero ti sia fatto i calcoli fatti molto bene

[+Benito+]

https://www.youtube.com/watch?v=KH64rrsEztE

180W fuoribordo.

un minn kota da 500W spinge 18 kg.

[bobafetthotmail]

Originariamente inviato da +Benito+

con su 180 kg di uomo in effetti 10 kg di batterie è una differenza notevolissima, penso colerò a picco, ma soprattutto penso che quando mi calcolo la linea di galleggiamento non ne ho tenuto conto! E adesso come faccio ?

I pannelli solari normali pesano sui 10-15 kg al metro quadro più il peso del tetto.

E se non sono orientati decentemente verso il sole la potenza nominale diminuisce del 30-40% (se sono orientati male si può arrivare a rendimenti ridicoli). Di solito si fanno sistemi sovradimensionati se li devi piazzare senza un angolo ottimizzato come in un progetto del genere.

Hai tenuto conto di questa roba nei calcoli del baricentro?

Inoltre c'è il GROSSO problema del vento, che ti spinge dove vuole lui se hai una sovrastruttura così grossa che fa da vela su una barca così piccola.

Dal mio punto di vista è platealmente più efficiente tenere i pannelli sul carrello che trasporta la canoa e che resta a riva e mettere più batterie sulla barca.

Sennò piazzi i pannelli nelle "ali" della canoa, e allarghi e allunghi sulle fiancate per avere la superficie che ti serve, stando più bassi è meglio per tutto.

[xenom]

Originariamente inviato da +Benito+

https://www.youtube.com/watch?v=KH64rrsEztE

180W fuoribordo.

un minn kota da 500W spinge 18 kg.

not bad.

Originariamente inviato da bobafetthotmail

I pannelli solari normali pesano sui 10-15 kg al metro quadro più il peso del tetto.

E se non sono orientati decentemente verso il sole la potenza nominale diminuisce del 30-40% (se sono orientati male si può arrivare a rendimenti ridicoli). Di solito si fanno sistemi sovradimensionati se li devi piazzare senza un angolo ottimizzato come in un progetto del genere.

Hai tenuto conto di questa roba nei calcoli del baricentro?

Inoltre c'è il GROSSO problema del vento, che ti spinge dove vuole lui se hai una sovrastruttura così grossa che fa da vela su una barca così piccola.

Dal mio punto di vista è platealmente più efficiente tenere i pannelli sul carrello che trasporta la canoa e che resta a riva e mettere più batterie sulla barca.

Sennò piazzi i pannelli nelle "ali" della canoa, e allarghi e allunghi sulle fiancate per avere la superficie che ti serve, stando più bassi è meglio per tutto.

quoto... perché non li piazzi sulle ali dello scafo? magari le fai più lunghe... così hai più stabilità. poi non me ne intendo di scafi quindi magari ci sono altri svantaggi ma dal punto di vista della struttura è sicuramente meglio rispetto a fare un tetto...

[Pavlat]

http://www.repubblica.it/ambiente/20...?ref=HRESS-2#1

ti hanno battuto sul tempo
fine OT

[FuzzyL]

cercate le foto dei "Solar Challenge" per barche solari autocostruite che si sono svolti qualche anno fa sul Lago Maggiore e sul lago di Avigliana, ci sono alcune idee interessanti

Originariamente inviato da bobafetthotmail

...

E se non sono orientati decentemente verso il sole la potenza nominale diminuisce del 30-40% (se sono orientati male si può arrivare a rendimenti ridicoli). Di solito si fanno sistemi sovradimensionati se li devi piazzare senza un angolo ottimizzato come in un progetto del genere..

e se invece li piazza ognuno su un palo con testa a snodo? tipo così:

http://www.electric-boat-association...cellcraft3.jpg

il che avrebbe un vantaggio nelle emergenze per vento forte: si può mettere la prua al vento e ciascun pannello in verticale e orientato a tagliare il vento; non so se mi spiego

Originariamente inviato da Pavlat

http://www.repubblica.it/ambiente/20...?ref=HRESS-2#1

ti hanno battuto sul tempo
fine OT

ho seri dubbi che sia il "primo" catamarano decente di quel tipo come dice Repubblica: la barca "Sun21" si è fatta 7000 miglia da Basilea a New York già nel 2007:

http://www.transatlantic21.org/

Originariamente inviato da +Benito+

oh ragazzi, niente, qui sembra che debba fare una regata oceanica....

è che non vogliamo che tu vinca un Darwin Award

[stefano1234]

Originariamente inviato da FuzzyL

è che non vogliamo che tu vinca un Darwin Award

forse Benito intendeva costruire una canoa con pagaiata assistita come le biciclette che mi pare abbiano 250 watt

[+Benito+]

stefano, non è difficile. Hai presente i minn kota? Li vendono, e spostano quel che spostano. Per fare tre nodi non servono 5 kW. I motori da qualche kW si usano ai lati dei motoscafi di media grandezza per le manovre in porto, qui vorrei montarne due da 500W che sono più che sufficienti. Una bici a pedalata assistita da 200W viaggia a 40-45 km/h. Ovviamente in mare è un'altra cosa.
Interessantissimo il concorso sul lago, prenderò spunto. Il "guaio" di quello che ho in mente è che devo avere non meno di 200-250W di resa continua dai pannelli, che significa 3-3,5 mq di superficie disponibile. Non mi viene in mente altra soluzione che fare un tetto, se no l'idea del simil kayak non va più bene e c'è da pensare ad una barca ma è talmente più impegnativo costruirla che non ha nemmeno senso perderci tempo.

[Pavlat]

Originariamente inviato da +Benito+

Non mi viene in mente altra soluzione che fare un tetto, se no l'idea del simil kayak non va più bene e c'è da pensare ad una barca ma è talmente più impegnativo costruirla che non ha nemmeno senso perderci tempo.

http://cdn.ozonekayak.com/img/hobie-...282-01-H_0.jpg

Come ti hanno già suggerito, perché non mettere i pannelli fra il kayak e i due stabilizzatori? Con due blocchi da 1x2m avresti già 4mq.

Poi il problema sarebbe dove poter mettere in acqua le pagaie, nel caso tu voglia pagaiare, ma si tratta di spostare i pannelli nella posizione migliore, potresti centrarli sugli stabilizzatori e quindi allontanarli dal kayak, o fare 4 blocchi da 1x1 e metterli alle estremità dei galleggianti.

[bobafetthotmail]

O fare dei buchi nelle "ali" in corrispondenza di dove conti di pagaiare.

Una cosa del genere http://www.solarpoweredkayak.com/, che sfrutta gli stabilizzatori per tenerci anche dentro le batterie (ottime come contrappesi). (lì i pannelli stanno solo ricaricando delle batterie durante i tempi morti in cui stai pescando o chessò).

Seriamente, un tetto da 50-60 kg alto un metro e rotti non lo trovo un'idea furba su una barchettina del genere.

[+Benito+]

sì è vero non sarà il top, ma come dite anche voi se li metto lateralmente non ho un caps di superficie. Non posso allargare il tutto a meno di non farlo smontabile, ma visti gli sforzi sugli ancoraggi direi che non è una buona idea, e se allungo le "ali" non ho possibilità di usare la pagaia.

Per l'impianto elettrico/elettronico ci sono idee su come farlo per gestire correttamente i flussi?