Soluções de propulsão híbridas

  • Drives CA têm um papel essencial na hibridação e integração  

    Navios precisam de energia para a propulsão quando operam no mar e ao atracar no porto e também para operar o equipamento a bordo o tempo todo. 98% das embarcações ainda são movidas a diesel. No entanto, devido às regulamentações globais mais rigorosas relacionadas às emissões de NOx, devem ser encontrados combustíveis alternativos e outras soluções de tecnologia. 

    A indústria naval e offshore está procurando maneiras de reduzir o consumo de óleo diesel e minimizar as emissões. Já existe um movimento em direção a usar combustíveis mais limpos como o gás natural liquefeito (GNL). No futuro, o movimento será em direção à operação de embarcações totalmente elétricas. Nesse meio tempo, estaleiros e armadores estão investindo cada vez mais em sistemas marinhos híbridos, para aumentar a flexibilidade no design e instalação, otimizar o desempenho operacional e minimizar o impacto ambiental. Atualmente, todos os tipos de embarcações, desde pequenos serviços para traslados até grandes transportadoras aéreas, podem usar a tecnologia de hibridação para um desempenho mais eficiente e mais limpo. 

    Os benefícios são claros impulsionadores do negócio:

    • desempenho melhorado da embarcação
    • emissões reduzidas
    • menores custos operacionais devido ao menor consumo de combustível
    • custos de manutenção menores relativos aos motores a diesel
    • níveis de ruído menores
    • melhor eficiência de longo prazo do sistema de fornecimento de energia

    Como funciona a hibridação

    A hibridação usa drives CA na forma de tecnologia de conversão de energia e de conversor de grade. Os drives CA VLT® e VACON® são adequados quando a produção de energia híbrida é usada com geradores, e cargas híbridas são usadas, por exemplo, com propulsão e guindastes.

    Embarcações híbridas funcionam usando duas ou mais fontes de energia: Os motores e geradores principais geralmente são combinados com a armazenagem integrada de energia na forma de baterias ou supercapacitores. A intenção é, primeiro a hibridação da produção de energia para facilitar a otimização do motor principal e, em segundo lugar, a hibridação da maquinaria que consome a energia, para otimizar o comportamento das máquinas.

    A indústria naval e offshore reconhece o potencial do uso de energia híbrida e sistemas de propulsão inovadores. Eles reduzem as emissões e melhoram o consumo de combustível, ao mesmo tempo em que prolongam os intervalos de manutenção e a vida útil do motor. Com soluções híbridas é possível até mesmo reduzir o tamanho do motor, economizando custos de investimento e espaço a bordo.

    Na produção de energia, a flexibilidade vem na forma de "tempo". A armazenagem de energia proporciona tempo para a geração reagir às mudanças nas condições de carga de uma forma otimizada. Com relação à carga, o comportamento da carga não é dependente da geração e é constante no "tempo".

    Feedback e metas de design comprovadas da operação de embarcações híbridas mostraram que o uso de soluções de energia a partir de múltiplas fontes para a alimentação de embarcações pode reduzir o consumo de combustível em 20-30%. Você pode optar por parar um motor a diesel e funcionar com bateria ou com um gerador menor, ou desligar a bateria ou o gerador e ligar o motor novamente.

    No caso de embarcações especiais, tais como rebocadores e navios de apoio, por exemplo, eles passam muito do seu tempo de serviço em marcha lenta/ponto morto, com os motores principais em funcionamento e prontos para resposta, mas sem que potência alguma esteja sendo realmente usada para a propulsão. Com as soluções híbridas, baterias e geradores a diesel menores podem ser usados para fornecer energia para a embarcação quando está em marcha lenta, em funcionamento de espera, enquanto realiza manobras de porto ou transita em distâncias curtas. Um processo similar pode ser usado em relação às balsas que operam em partidas/paradas em rotas regulares. Com relação ao posicionamento dinâmico, as baterias podem ser usadas para fornecer a energia de propulsão até que o motor principal adicional seja iniciado e acelerado para fornecer a energia a longo prazo para a propulsão.

    Propulsão elétrica
    De um modo geral, o design de embarcações com sistemas de propulsão elétricos modernos, seja diesel elétrico, ou GNL elétrico, ou mesmo totalmente elétrico, pode ser facilmente convertido em uma solução híbrida. Na melhor das hipóteses, apenas adicionando um sistema de E-Storage paralelo, uma embarcação pode ser operada usando a energia da bateria, por exemplo, para a demanda da potência de pico. Em alguns casos, a solução ideal é o uso de distribuição de energia CC em vez de, ou em conjunto com, a distribuição de energia CA tradicional.
    Geradores de eixo
    Muitas embarcações de longo curso ainda estão operando com propulsão a diesel direta e sem nenhum sistema de propulsão elétrico. Essas embarcações podem melhorar a eficiência e otimizar a carga de energia e as emissões do motor principal pela adição de um gerador/motor de eixo entre a hélice e o motor principal. Esta solução, denominada Power Take Out e Power Take In, é um adicional elétrico que torna estas embarcações mais eficientes e até mesmo prontas para a hibridação. Em embarcações híbridas, um gerador/motor de eixo com tecnologia de drive CA permite o controle ideal da maquinaria de propulsão em várias velocidades, o que economiza energia. 
    Alimentação a partir da costa

    Ao usar a tecnologia de drive em uma solução de alimentação a partir da costa, os navios podem se abastecer de energia limpa a partir das grades locais. Os geradores principais do navio podem ser completamente desligados para evitar emissões de NOx e de carbono e poluição sonora desnecessárias, enquanto o navio está ancorado.

    A Danfoss Drives fornece drives e inversores CA VLT e VACON, soluções de harmônicas baixas na forma de drives de 12 pulsos e filtros ativos.  Nossa oferta de conversão de energia é baseada na tecnologia Active Front End AFE e conversores CC-CC, no caso de ser necessário um sistema de adaptação de energia CC. Conversores de grade usam a tecnologia de Front-End Ativo AFE com um software adequado, capaz de criar e controlar o comportamento da grade CA (Micrograde). 

    A interface de E-storage/bateria/supercapacitor para uma grade CA ou uma grade CC pode usar a tecnologia de conversor de grade ou um conversor CC-CC, dependendo da tensão da grade e do comportamento da tensão CC da bateria e da demanda por adaptação da tensão CC.

Socialize Participe

Quer socializar conosco?

Venha nos conhecer e conversar conosco