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Das Energiesystem ist einer der Schwerpunkte des Ferrari-Hypersail-Projekts. Es handelt sich dabei um mehr als nur eine Stromversorgung, sondern um eine komplette Architektur, die darauf ausgelegt ist, die gesamte Bordausrüstung ohne den Einsatz eines thermischen Generators zu betreiben. Dieser Ansatz betrifft sowohl das Segelmanövrieren als auch die Steuerung der Foils, das Hydraulikmanagement und die Navigationselektronik.
Wie lässt sich die Energieautarkie eines Hochsee-Foilers gewährleisten?
Auf einem 100-Fuß-Foiler steigt der Strombedarf mit der zunehmenden Anzahl von Automatiksystemen, Rechnern und Flugsteuerungssystemen. Ferrari entscheidet sich für eine vollständig elektrische Stromversorgung, die ausschließlich aus während der Fahrt verfügbaren Ressourcen gespeist wird.
Das System gewinnt Energie über die in das Deck und die Seitenwände des Schiffes integrierten Photovoltaikmodule sowie über die am Heck installierten Windturbinen. Die 800-V-Hochspannungsbatterien sorgen anschließend für die Speicherung und Weiterverteilung dieser Energie entsprechend dem momentanen Bedarf an Bord.
Diese Architektur zielt darauf ab, ein ständiges Gleichgewicht zwischen Erzeugung, Speicherung und Verbrauch aufrechtzuerhalten ? ein entscheidender Faktor bei langen Fahrten, bei denen kein Aufladen von außen möglich ist.
Das ?Winch by Wire?-System wandelt die Kraft der Besatzung in Strom um
Die wichtigste Neuerung betrifft die Decksmanöver durch die Einführung des ?Winch-by-Wire?-Systems. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen mechanischen Winde wird die von den Crewmitgliedern aufgebrachte Kraft nicht mehr direkt zum Anziehen eines Segels genutzt. Die auf die Pedestals ausgeübte Kraft treibt einen elektrischen Generator an, der diese Energie sofort in das Bordnetz einspeist.
Der erzeugte Strom versorgt anschließend die elektrischen Winden oder die Hydrauliksysteme, die für die Segeleinstellung zuständig sind.
Laut Ferrari ermöglicht diese Lösung den Teammitgliedern, während des Schleifvorgangs ein gleichmäßiges Arbeitstempo beizubehalten, selbst wenn die Belastung stark zunimmt. Das Ziel besteht darin, die Leistungsfähigkeit des elektromechanischen Systems aufrechtzuerhalten und gleichzeitig Schwankungen bei der körperlichen Belastung zu begrenzen.
Der Hersteller gibt an, dass ein einzelner Bediener auf diese Weise Lasten von bis zu 9 Tonnen handhaben kann.
Eine speziell für die Steuerung der Foils entwickelte elektrische Architektur
Unter Deck wird der Energieverbrauch hauptsächlich durch das Flight Control System geregelt. Dieses System steuert die Foils, den Pendelkiel und die verschiedenen Anbauten, die für den Flug des Einrumpfboots erforderlich sind.
Ingenieure unterscheiden zwei Arten von Bewegungen:
- Die großflächigen Verstellungen der Foil-Arme und des Kiels werden durch eine mit 800 V betriebene Hydraulikanlage gewährleistet.
- Für schnelle Korrekturen der Klappen kommen 48-V-Motoren zum Einsatz, die mit zwei kompakteren Hydraulikpumpen kombiniert sind.
Diese Trennung begrenzt unnötigen Energieverbrauch und gewährleistet gleichzeitig Reaktionszeiten, die mit der Steuerung eines Bootes vereinbar sind, das ständig auf seinen Tragflügeln fährt. Das gesamte System basiert auf mehreren Spannungsebenen zwischen 12 V und 800 V, die mit elektronischen Steuergeräten und einem Sensornetzwerk verbunden sind, das das Verhalten des Bootes überwacht.
Solar- und Windenergieerzeugung: ein Kompromiss zwischen Wirkungsgrad und Luftwiderstand
Die Stromerzeugung stützt sich nicht auf eine einzige Quelle. Ferrari kündigt rund 100 m² Photovoltaikmodule an, die direkt in das Deck integriert sind. Ihre Anordnung ist das Ergebnis von Simulationen, mit denen die Bereiche ermittelt wurden, die auf den geplanten Seestrecken der Sonneneinstrahlung am stärksten ausgesetzt sind.
Die Platten verfügen zudem über eine rutschfeste Oberfläche, damit sie den Bewegungen der Besatzung während der Manöver standhalten.
Am Heck ergänzen drei Windkraftanlagen diese Energieerzeugung. Ihre Anordnung wurde so ausgelegt, dass ein Kompromiss zwischen Stromertrag und Minimierung des Luftwiderstands bei hohen Geschwindigkeiten des Bootes gefunden wurde.
Die nicht verbrauchte Energie wird in zwei identischen Hochspannungsbatterien gespeichert, die alle Bordsysteme mit Strom versorgen können, wenn die Erzeugung aus erneuerbaren Energien nicht mehr ausreicht.
