IT202100005261A1 - Sistema a propulsione ibrida per imbarcazione da diporto - Google Patents
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Description
Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: SISTEMA A PROPULSIONE IBRIDA PER IMBARCAZIONE DA DIPORTO
DESCRIZIONE
Settore Tecnico dell?Invenzione
La presente invenzione ? relativa ad un sistema a propulsione ibrida per un?imbarcazione da diporto provvisto di un sistema di controllo del sistema a propulsione ibrida e della posizione dell?imbarcazione da diporto. In particolare, il sistema a propulsione ibrida comprende un motore a combustione interna e un motore / generatore elettrico coadiuvato da una o pi? batterie di alimentazione, mentre il sistema di controllo comprende anche una pluralit? di sensori giroscopici e/o accelerometri triassiali ed il controllo della posizione ? basato su segnali provenienti dalla pluralit? di sensori giroscopici e/o accelerometri triassiali. Il sistema a propulsione ibrida a due modalit? consente all?utilizzatore dell?imbarcazione da diporto di navigare in modalit? di crociera con il solo motore a combustione interna ma anche di navigare con il solo motore elettrico a bassa velocit? e con zero emissioni inquinanti. Inoltre, il sistema di controllo della posizione consente la possibilit? di mantenere (o di controllare) la posizione dell'imbarcazione in diverse condizioni operative.
L?invenzione ? stata concepita per l?applicazione del sistema a propulsione ibrida in posizione cosiddetta ?fuoribordo?, ma si intende che la medesima soluzione inventiva potr? essere applicata a imbarcazioni di medie e piccole dimensioni provviste di sistema di propulsione entrobordo.
Tecnica Nota
Com?? noto, la navigazione da diporto ? la navigazione in acque marittime a scopo sportivo o ricreativo o, pi? in genere, senza fini commerciali effettuata a bordo di imbarcazioni e natanti. La propulsione di tali mezzi ? generalmente realizzata con motori fuoribordo, ovvero motori marini montati nello specchio di poppa delle imbarcazioni di medie e piccole dimensioni. Storicamente i propulsori utilizzati sono motori a combustione interna a due o quattro tempi sia a benzina che diesel.
Com?? noto, per?, i motori a combustione interna, utilizzando combustibili fossili, contribuiscono all'inquinamento ambientale. A causa di questa limitazione, da diversi anni sono stati messi in commercio modelli dotati di motore elettrico. Anche la propulsione elettrica, per?, presenta i suoi inconvenienti essenzialmente legati all?autonomia di navigazione e ai tempi di ricarica delle batterie.
Inoltre, l?utilizzatore delle imbarcazioni per nautica da diporto ? interessato sia alla propulsione a emissioni zero, sia alla emulazione di manovre di ancoraggio, realizzando, cio?, il fermo dell?imbarcazione senza dover ricorrere all?ancora. Tutto ci?, quindi, richiede l'installazione di un motore elettrico ausiliario dotato di un adeguato controllo della posizione.
Per evitare l?installazione di un motore elettrico ausiliario, sono state proposte imbarcazioni con sistemi a propulsione ibrida in differenti configurazioni, ma quasi sempre entrobordo.
Inoltre, sono noti sistemi di controllo della posizione di un?imbarcazione da diporto basati su segnali provenienti da sensori che operano in modalit? GPS (Global positioning System). Questi sistemi sviluppatisi di recente grazie alla tecnologia satellitare GPS, non consentono tuttavia un posizionamento preciso per una serie di motivi. Innanzitutto, perdono di effettivit? nelle zone in cui il segnale GPS sia debole o del tutto assente. In secondo luogo, qualora nell?imbarcazione si sviluppino stati tensionali tra prua e poppa, il segnale GPS non riesce a tenerne conto e l?informazione fornita ? imprecisa. In terzo luogo un segnale GPS, che ? un segnale puntuale, non riesce ugualmente a valutare e quindi a compensare l?effetto del moto ondoso marino. Infine, un sistema di controllo basato su tecnologia GPS richiede un notevole fabbisogno di energia elettrica.
Occorre sottolineare che il preciso controllo della posizione di un?imbarcazione ? molto importante e si rende necessario in numerose situazioni: innanzitutto qualora si intenda arrestare l?imbarcazione in mare aperto senza dover ricorrere ad una manovra di ancoraggio (esigenza, come si ? gi? detto, molto sentita dai diportisti); il controllo della posizione ? altres? importante durante le manovre di accesso ad aree / porti protetti; infine, nella pratica della pesca a traina ? ugualmente importante mantenere una bassa velocit? controllando la posizione relativa dell?imbarcazione.
Esiste pertanto l?esigenza di definire un innovativo sistema a propulsione ibrida per imbarcazioni da diporto provvisto di un sistema di controllo della posizione dell?imbarcazione da diporto, sistema di controllo che sia scevro o quanto meno minimizzi gli inconvenienti sopra menzionati. Sintesi dell?Invenzione
Per risolvere in modo sostanziale i problemi tecnici di sopra evidenziati, uno scopo della presente invenzione ? definire un sistema a propulsione ibrida per un?imbarcazione da diporto provvisto di un sistema di controllo configurato per controllare il sistema a propulsione ibrida e la posizione dell'imbarcazione per mezzo di segnali provenienti da una pluralit? di sensori giroscopici e/o di accelerometri triassiali. L?utilizzo di tali sensori, opportunamente localizzati in modo che ve ne sia almeno uno a prua e almeno uno a poppa consente un controllo della posizione molto pi? preciso rispetto ad un controllo della posizione secondo la tecnica nota, in quanto pu? valutare e quindi conseguenza compensare sia un eventuale stato tensionale tra la prua e la poppa dell?imbarcazione, sia l?effetto del moto ondoso marino.
Vantaggiosamente il controllo della posizione dell?imbarcazione pu? essere effettuato in diverse condizioni operative dell?imbarcazione. Ad esempio durante una manovra di ormeggio in porto o in rada, oppure per emulare una manovra di ancoraggio in mare aperto o ancora durante una manovra di pesca a traina.
Preferibilmente, il sistema a propulsione ibrida comprende un motore a combustione interna e un motore / generatore elettrico che operano in modo controllato e integrato e secondo due differenti modalit?. In particolare, il motore a combustione interna potr? operare durante la modalit? operativa di crociera e in questa modalit? il motore / generatore elettrico agir? come generatore elettrico per l?alimentazione degli accessori di bordo e per la ricarica delle batterie.
Viceversa, durante la modalit? operativa a bassa velocit?, il motore a combustione interna sar? spento e il motore / generatore elettrico operer? in modalit? motore elettrico per garantire la propulsione a bassa velocit? e a zero emissioni inquinanti.
Preferibilmente la pluralit? di sensori giroscopici e/o di accelerometri triassiali ? configurata per operare in modalit? wi-fi, semplificando notevolmente in questo modo il cablaggio elettrico di bordo.
Vantaggiosamente il sistema di controllo potr? anche comprendere almeno un sensore che rileva l?angolazione del vento.
Pertanto, secondo la presente invenzione viene fornito un sistema a propulsione ibrida per un?imbarcazione da diporto comprendente un sistema di controllo configurato per controllare il sistema a propulsione ibrida e la posizione dell'imbarcazione da diporto, il sistema a propulsione ibrida avente le caratteristiche enunciate nella rivendicazione indipendente di procedimento, allegata alla presente descrizione.
Ulteriori forme di realizzazione dell'invenzione, preferite e/o particolarmente vantaggiose, sono descritte secondo le caratteristiche enunciate nelle rivendicazioni dipendenti allegate.
Breve Descrizione dei Disegni
L?invenzione verr? ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano alcuni esempi di attuazione non limitativi, in cui:
- le figure 1a e 1b sono rappresentazioni schematiche di un?imbarcazione da diporto provvista di sensori giroscopici e/o di accelerometri triassiali, secondo una prima e una seconda forma di attuazione della presente invenzione,
- la figura 2 ? uno schema a blocchi del sistema di controllo della posizione dell?imbarcazione di figura 1a nei casi di emulazione della manovra di ancoraggio e dell?esecuzione di una manovra di pesca a traina, - la figura 3 ? uno schema a blocchi del sistema di controllo della posizione dell?imbarcazione di figura 1a nel caso di esecuzione di una manovra di ormeggio in porto o in rada,
- la figura 4 schematicamente illustra una prima forma di attuazione del sistema a propulsione ibrida dell?imbarcazione di figura 1b,
- la figura 5 schematicamente illustra una seconda forma di attuazione del sistema a propulsione ibrida dell?imbarcazione di figura 1b, - la figura 6 schematicamente illustra una prima modalit? operativa del sistema a propulsione ibrida di figura 4, e
- la figura 7 schematicamente illustra una seconda modalit? operativa del sistema a propulsione ibrida di figura 4.
Descrizione Dettagliata
Alcune premesse terminologiche sembrano dovute ai fini di una maggiore chiarezza espositiva.
Nel corso della presente descrizione si user? spesso la terminologia ?imbarcazione da diporto? ricomprendendo in essa anche il termine ?natante da diporto?. Com?? noto, il termine imbarcazione da diporto ricomprende le unit? tra i 10 e i 24 metri, sia a motore che a vela, mentre il termine natante da diporto ricomprende tutte le unit? da diporto di lunghezza inferiore ai 10 metri, usate sia in acque marittime che in acque interne, sia a motore che a vela, nonch? tutte le barche a remi. Per non appesantire la presente descrizione, si preferisce utilizzare solo il termine ?imbarcazione da diporto? ma con l?avvertenza che nello scopo della presente invenzione sono ricomprese tutte le applicazioni di un sistema a propulsione ibrida per imbarcazioni da diporto a motore al di sotto dei 24 metri di lunghezza.
Inoltre nella presente descrizione si utilizzer? la terminologia ?sensore giroscopico e/o accelerometro triassiale?. Per quanto questa terminologia sia nota ai tecnici del settore, si preferisce ricordare che i sensori giroscopici e gli accelerometri sono sensori elettro-meccanici, cosiddetti MEMS (dall?acronimo inglese Micro-Electro-Mechanical System) Pi? precisamente, il sensore giroscopico ? un sensore che misura il moto rotazionale e in particolare rileva delle minime variazioni della velocit? angolare di un dato oggetto. Un accelerometro triassiale ? invece in grado, lungo tre assi principali di rilevare e/o misurare l'accelerazione, effettuando il calcolo della forza rilevata rispetto alla massa dell'oggetto.
Nella descrizione del sistema a propulsione ibrida si menzioner? spesso un ?motore / generatore elettrico? intendendosi con tale locuzione una macchina elettrica in grado di operare sia come macchina motrice, sia come macchina operatrice. Anche quando, per brevit?, si scriver? pi? semplicemente ?motore elettrico?, si intender? che tale macchina possa svolgere, sotto opportune condizioni anche la funzione di generatore elettrico.
Infine, con la locuzione ?pesca a traina? si intende la tecnica di pesca sportiva in barca che consiste nel navigare trainando, con l'utilizzo di apposite canne, degli artificiali o del pesce vivo.
A titolo puramente esemplificativo e non limitativo, la presente invenzione verr? ora descritta facendo riferimento alle suddette figure.
In particolare, le figure 1a e 1b illustrano un?imbarcazione da diporto 10, secondo quanto precedentemente definito. L?imbarcazione da diporto 10 ? provvista di almeno un sistema a propulsione ibrida, secondo la presente invenzione, a sua volta comprendente un sistema di controllo del sistema a propulsione ibrida e della posizione dell?imbarcazione, come sar? spiegato nel seguito. Il sistema di controllo ? anche provvisto di una pluralit? di sensori giroscopici e/o di accelerometri triassiali 20, 21, localizzati lungo l?imbarcazione ma in modo che vi sia almeno un sensore giroscopico e/o un accelerometro triassiale 20 a prua dell?imbarcazione da diporto 10 e almeno un sensore giroscopico e/o un accelerometro triassiale 21 a poppa dell?imbarcazione da diporto 10.
La pluralit? di sensori giroscopici e/o di accelerometri triassiali, in generale provvista di idonei cablaggi, potr? essere configurata per operare in modalit? wi-fi, semplificando in questo modo il cablaggio di bordo.
Questa pluralit? di sensori fornisce la posizione dell?imbarcazione da diporto al sistema di controllo che attuer? la posizione desiderata per mezzo di due motori elettrici 31, 32 (figura 1a, configurazione con due sistemi a propulsione ibrida) o di un solo motore elettrico 30 (figura 1b, configurazione con un sistema a propulsione ibrida).
Nel primo caso, i motori elettrici 31, 32 forniscono una spinta propulsiva lungo una stessa direzione (la direzione congiungente la prua con la poppa dell?imbarcazione) ma in verso opposto tra loro. In questo modo sar? possibile controllare la marcia in avanti (con il primo motore elettrico 31), la marcia all?indietro (con il secondo motore elettrico 32) ma anche un moto rotatorio, allorquando, ad esempio, la spinta propulsiva del primo motore elettrico 31 sia maggiore della spinta propulsiva del secondo motore elettrico 32.
Nel secondo caso, il motore elettrico 30 ? unico ed ? in grado di attuare una spinta propulsiva direzionata in modo da garantire la marcia in avanti, la marcia all?indietro e la rotazione dell?imbarcazione da diporto 10.
Con riferimento alla figura 2, una configurazione esemplificativa del sistema di controllo 40 della posizione dell?imbarcazione da diporto 10 ? schematizzata con una sequenza di blocchi logici. In particolare, la figura 2 ? uno schema a blocchi del sistema di controllo 40 della posizione dell?imbarcazione da diporto 10 di figura 1a (ovvero con i due motori elettrici 31, 32) nei casi di emulazione della manovra di ancoraggio o del controllo della rotta, ad esempio nell?esecuzione di una manovra di pesca a traina.
Nello schema a blocchi del sistema di controllo 40 i blocchi logici 41, 42 confrontano i segnali di set-point con i segnali di feedback provenienti da corrispondenti blocchi di feedback 43, 44, i regolatori 45, 46 (preferibilmente del tipo proporzionale integrale derivativo o PID) determinano in base al valore della variabile da regolare il valore della variabile regolatrice e l?unit? di controllo 47 trasforma i valori della variabile regolatrice in valori di input per i motori elettrici. Nei casi di emulazione della manovra di ancoraggio o del controllo della rotta, i set-point W1 e W2 sono statici e sono valori angolari e anche i segnali provenienti dai blocchi di feedback 43, 44 sono valori angolari. I blocchi logici 41, 42 confrontano i valori di set-point con i valori di feedback e trasmettono gli errori (ovvero le differenze angolari tra valore di set-point e valore di feedback) ai regolatori 45, 46. Questi ultimi trasmetteranno i valori della variabile regolatrice Uy1, Uy2 (ad esempio una coppia motrice) all?unit? di controllo 47, la quale a sua volta comander? i due motori elettrici ad erogare una spinta propulsiva Yx1, Yx2 e Yz1, Yz2 secondo due direzioni definite da componenti x e z del vettore spostamento. L?unit? di controllo 47 riceve ed elabora la lettura di almeno due sensori giroscopici e/o accelerometri triassiali che forniscono i dati sulle variazioni delle componenti x e z del vettore spostamento. Queste variazioni sono i dati d?ingresso dei blocchi di feedback 43, 44 che calcolano l'angolo compensato per mantenere l'errore a zero e mantenere l?imbarcazione da diporto 10 a nella stessa posizione o rotta.
Nella configurazione di figura 1b, con singolo motore elettrico, il sistema di controllo opera nello stesso modo lavorando con un singolo blocco di set-point, un singolo blocco di feedback, un singolo regolatore PID e l?unit? di controllo. In questa configurazione, il controllo del motore elettrico agir? anche sul suo angolo di pivotaggio, in modo che il motore elettrico possa impartire la spinta propulsiva lungo una qualsiasi direzione, per operare variazioni dell?orientamento dell?imbarcazione da diporto.
La figura 3 ? uno schema a blocchi del sistema di controllo della posizione dell?imbarcazione di figura 1a nel caso di esecuzione di una manovra di ormeggio in porto o in rada. Come si pu? osservare, lo schema a blocchi coincide con quello di figura 2 precedentemente descritto e opera nello stesso modo sia nella configurazione a due motori elettrici sia nella configurazione a singolo motore elettrico. Per descrivere il controllo simulato della manovra di ormeggio i valori angolari w1 e w2 non sono pi? statici ma sono dinamici e saranno calcolati dal modello di ormeggio 48 che ricevere come input la direzione del vento (wind angle). Il modello di ormeggio 48, valuta lo scarroccio in condizioni di ormeggio al fine di produrre come output due angoli w1, w2 che sono i set-point dinamici per il controllo della posizione e della rotta. In questo modo, il controllo emuler? l'oscillazione della barca sottovento rispetto all'ancora. La direzione del vento pu? essere inserita manualmente dall'utente o, vantaggiosamente, pu? essere fornita in automatico al modello di ormeggio 48 per mezzo di un idoneo sensore del vento, di tipo noto e per questo non illustrato in figura 3.
Con riferimento alla figura 4, il sistema a propulsione ibrida 100 ? una soluzione preferibilmente fuoribordo comprendente un motore a combustione interna 50 e un motore / generatore elettrico 30 di potenza contenuta. Il sistema a propulsione ibrida pu? essere del tutto nuovo, cos? come potr? essere prevista una soluzione di retrofit consistente nell?installazione del motore elettrico aggiuntivo ad un?architettura gi? presente con il solo motore a combustione interna. In ogni caso la configurazione ibrida non richiede alcuna trasmissione speciale essendo sufficiente prevedere una frizione dentata 55, interposta tra il motore a combustione interna 50 e il motore / generatore elettrico 30 e che a seconda della modalit? operativa potr? accoppiare meccanicamente il motore termico al motore elettrico o, al contrario, disaccoppiarli. Un albero di trasmissione verticale 60 collega il motore a combustione interna 50 e il motore elettrico 30 ad un?elica 70. Inoltre il sistema a propulsione ibrida sar? provvisto di una o pi? batterie 80 che alimentano il motore elettrico nel caso di propulsione esclusivamente elettrica. Motore a combustione interna, frizione dentata e motore / generatore elettrico sono gestiti dal sistema d controllo 40 (precedentemente descritto), mentre la batteria o il pacco batterie 80 sono gestiti da un ?battery management system? 90. In questa configurazione, il motore /generatore elettrico 30, ? installato nella parte inferiore dell'albero di trasmissione verticale 60. Le dimensioni del motore elettrico dipendono dalle applicazioni e dalle dimensioni dell'imbarcazione da diporto: in generale, una gamma da 3 a 10 kW ? idonea per un'imbarcazione da diporto. Nel caso in cui sia necessaria pi? potenza elettrica, sar? possibile installare due sistemi a propulsione ibrida, preferibilmente entrambi fuoribordo.
Nel caso in cui l?imbarcazione da diporto richieda pi? di due motori fuoribordo per ottenere le prestazioni richieste (ad esempio, tre o addirittura quattro motori), si potranno prevedere due sistemi a propulsione ibrida e uno o due motori ulteriori a combustione interna. In altre parole, per gli scopi della presente invenzione, i sistemi a propulsione ibrida secondo la presente invenzione potranno essere in numero di uno o due. Inoltre, i valori delle potenze in gioco sono completamente scalabili.
Le dimensioni della batteria o del pacco batterie dipenderanno da numerosi fattori: dalle dimensioni dell'imbarcazione da diporto, dalle dimensioni del motore elettrico o dei motori elettrici, dalle prestazioni richieste e dall'autonomia di navigazione desiderata in modalit? operativa esclusivamente elettrica, ovvero a emissioni zero.
La figura 5 schematicamente illustra una seconda forma di attuazione del sistema a propulsione ibrida 100 in cui la trasmissione del moto all?elica 70 ? effettuata per mezzo di un primo albero di trasmissione verticale 60 e di un secondo albero di trasmissione orizzontale 65, tra loro connessi in modo noto (ad esempio mediante una coppia conica di ingranaggi), e in questa configurazione il motore / generatore elettrico 30 potr? anche essere montato sull?albero di trasmissione orizzontale 65.
Con riferimento alla figura 6, si descrive una prima modalit? operativa del sistema a propulsione ibrida 100, ad esempio nella configurazione di figura 4. Secondo questa prima modalit? operativa, a velocit? di crociera o prossima alla velocit? di crociera, la propulsione dell?imbarcazione da diporto ? completamente fornita dal motore a combustione interna 50. Durante questa modalit? di funzionamento, il motore / generatore elettrico 30 pu? funzionare come generatore elettrico e pu? essere disinnestato o innestato, per mezzo della frizione dentata 55, a seconda dello stato di carica del pacco batterie 80. In figura 6, la frizione dentata 55 ? rappresentata innestata e, pertanto, il motore elettrico sta operando come generatore elettrico. Una volta che l?utente abbia selezionato la modalit? operativa di crociera, il sistema di controllo 40 attiva la frizione dentata 55 e comanda il motore elettrico 30 secondo necessit?.
Con riferimento alla figura 7, si descrive infine una seconda modalit? operativa del sistema a propulsione ibrida 100, sempre, a titolo esemplificativo, nella configurazione di figura 4. Questa ? una modalit? operativa a velocit? sensibilmente inferiore rispetto alla velocit? di crociera in cui la propulsione dell?imbarcazione da diporto 10 ? fornita esclusivamente dal motore elettrico 30, mentre il motore a combustione interna 50 ? completamente spento. Per questo motivo, tale modalit? operativa di propulsione ? anche detta ?a emissioni zero?. Una volta che l?utente abbia selezionato questa modalit? operativa a zero emissioni, il sistema di controllo 40 attiva la frizione dentata 55, spegne il motore a combustione interna 50 e comanda il motore elettrico 30 secondo necessit?.
Riassumendo, i vantaggi legati all?implementazione della presente invenzione sono svariati. La possibilit? di utilizzare due modalit? operative con un unico sistema di propulsione integrato evita l?installazione di un motore elettrico ausiliario, in generale e neanche nel caso di imbarcazioni destinate alla pesca a traina, ove in generale ? previsto un motore elettrico (o un motore a combustione interna) aggiuntivo per mantenere la bassa velocit? richiesta dalla pesca a traina.
Inoltre, secondo la presente invenzione, la combinazione dell?utilizzo di un sistema a propulsione ibrida e di un sistema di controllo della posizione basato sui segnali provenienti da pi? sensori giroscopici e/o accelerometri triassiali, consente all?imbarcazione di emulare la posizione di ancoraggio, nonch? l?accesso alle aree protette tramite modalit? di propulsione a emissioni zero. Consente inoltre le migliori prestazioni per la pesca a traina sfruttando la bassa velocit? controllata ottenibile con il motore elettrico.
Infine, non trascurabile anche il fatto che il consumo di energia elettrica richiesto per alimentare i sensori giroscopici/accelerometri triassiali ? inferiore al fabbisogno energetico richiesto da un sistema di controllo della posizione controllo basato su tecnologia GPS.
Oltre alla forma di realizzazione dell'invenzione, come sopra descritto, si deve comprendere che esistono numerose altre varianti. Si deve anche comprendere che tali forme di realizzazione sono solo esemplificative e non limitano n? l'ambito dell'invenzione, n? le sue applicazioni, n? le sue possibili configurazioni. Al contrario, sebbene la descrizione di cui sopra consenta al tecnico specializzato di attuare la presente invenzione almeno secondo una sua forma di realizzazione esemplificativa, si deve comprendere che sono possibili molte varianti dei componenti descritti, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione, come definita nelle rivendicazioni allegate, che sono interpretate letteralmente e/o secondo i loro equivalenti legali.
Claims (10)
1. Sistema a propulsione ibrida (100) per un?imbarcazione da diporto (10) provvista di un sistema di controllo (40) del sistema a propulsione ibrida (100) e della posizione dell?imbarcazione da diporto, il sistema a propulsione ibrida (100) comprendendo inoltre un motore a combustione interna (50) e un motore / generatore elettrico (30) che operano in modo integrato e secondo due modalit? operative gestite dal sistema di controllo, il sistema a propulsione ibrida (100) essendo caratterizzato dal fatto che - il sistema di controllo ? configurato per controllare la posizione dell'imbarcazione per mezzo di segnali provenienti da una pluralit? di sensori giroscopici e/o di accelerometri triassiali (20, 21), e dal fatto che - la pluralit? di sensori giroscopici e/o di accelerometri triassiali ? localizzata in modo che vi sia almeno un sensore giroscopico e/o un accelerometro triassiale (20) a prua dell?imbarcazione da diporto (10) e almeno un sensore giroscopico e/o un accelerometro triassiale (21) a poppa dell?imbarcazione da diporto (10).
2. Sistema a propulsione ibrida (100) secondo la rivendicazione 1, in cui il sistema di controllo (40) ? configurato per controllare la posizione dell'imbarcazione da diporto (10) che effettua una manovra di ormeggio in porto o in rada.
3. Sistema a propulsione ibrida (100) secondo la rivendicazione 1, in cui il sistema di controllo (40) ? configurato per controllare la posizione dell'imbarcazione da diporto (10) che emula una manovra di ancoraggio.
4. Sistema a propulsione ibrida (100) secondo la rivendicazione 1, in cui il sistema di controllo (40) ? configurato per controllare la posizione dell'imbarcazione da diporto (10) che effettua una manovra di pesca a traina.
5. Sistema a propulsione ibrida (100) secondo la rivendicazione 1, in cui il motore a combustione interna (50) ? configurato per operare in una prima modalit? operativa a velocit? di crociera.
6. Sistema a propulsione ibrida (100) secondo la rivendicazione 1, in cui il motore / generatore elettrico (30) ? configurato per operare in una seconda modalit? operativa a velocit? inferiore rispetto ad una velocit? di crociera.
7. Sistema a propulsione ibrida (100) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la pluralit? di sensori giroscopici e/o di accelerometri triassiali (20, 21) ? configurata per operare in modalit? wi-fi.
8. Sistema a propulsione ibrida (100) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui ? presente almeno un sensore che rileva l?angolazione del vento.
9. Sistema a propulsione ibrida (100) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il sistema a propulsione ibrida (100) ? installato in posizione fuoribordo.
10. Imbarcazione da diporto (10) provvista di almeno un sistema a propulsione ibrida (100) secondo una delle rivendicazioni precedenti.
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Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2018099903A (ja) * | 2016-12-19 | 2018-06-28 | ニュージャパンマリン九州株式会社 | ハイブリッド船外機および船位保持機能型船舶 |
| US20190079112A1 (en) * | 2017-09-13 | 2019-03-14 | Hefring ehf. | Methods and systems for wave slam monitoring |
| US10822068B2 (en) * | 2018-08-02 | 2020-11-03 | Marine Technologies, Llc | System and method for minimizing fuel usage and emissions of a marine vessel |
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