Convertidores para sistemas de propulsión marina

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Excelencia en la propulsión eléctrica principal

La propulsión principal basada en la electricidad proporciona una gran libertad en el diseño de los buques, que pueden concebirse de forma mucho más eficiente sin los límites tradicionales para la disposición de los equipos que implican las restricciones mecánicas.

Ventajas de la propulsión eléctrica:

  • La energía puede ser suministrada por un número indeterminado de generadores, lo que permite una alta redundancia.
  • La combinación de motor y convertidor consume energía solo cuando el propulsor acimutal gira activamente.
  • El medio ambiente se beneficia de un menor consumo de combustible y de unos niveles más bajos de emisión de gases de escape.
  • La propulsión eléctrica es una buena plataforma para la siguiente fase de desarrollo: la hibridación. 

En general, el diseño de embarcaciones con modernos sistemas de propulsión eléctrica, ya sean sistemas de diésel eléctrico, GNL eléctrico o incluso totalmente eléctricos, puede hacer que se conviertan fácilmente en soluciones híbridas. En el mejor de los casos, con solo añadir un sistema paralelo de almacenamiento E-Storage, un buque puede funcionar utilizando la energía de la batería, por ejemplo, para la demanda de potencia pico. En algunos casos, la solución óptima es utilizar distribución de corriente continua en lugar de la distribución de corriente alterna tradicional, o en combinación con esta.

Las soluciones de Danfoss Drives para la industria marítima y offshore cuentan con el mayor número de homologaciones de tipo de nueve autoridades distintas: DNV-GL, ABS, Bureau Veritas, Korean Register, CCS, RINA, Lloyds Register, RMRS y Class NK.

Esto te permitirá seleccionar los convertidores de tu aplicación marina entre la mejor oferta posible.

Generador de eje para una propulsión óptima con TDF/PTI

Generador de eje para una propulsión óptima con TDF/PTI

Muchos buques de largo recorrido siguen operando con propulsión directa diésel y sin ningún sistema de propulsión eléctrica. Estas embarcaciones pueden mejorar la eficiencia y optimizar la potencia de carga y las emisiones del motor principal añadiendo un motor/generador de eje entre la hélice y el motor principal. Esta solución, denominada Power Take Out / Power Take In (PTO/PTI), consiste en un complemento eléctrico que aumenta la eficiencia de los buques e incluso los prepara para la hibridación. En las embarcaciones híbridas, un motor/generador de eje con tecnología de convertidor de frecuencia facilita el control óptimo de la maquinaria de propulsión a varias velocidades, lo que supone un ahorro de energía.

Propulsión híbrida limpia

Propulsión híbrida limpia

Los convertidores de frecuencia desempeñan un papel clave en la hibridación y en la integración y ofrecen respuestas para las industrias marina y offshore, que buscan formas de reducir su consumo de gasóleo y minimizar las emisiones. Ya se está avanzando hacia el uso de combustibles más limpios como el gas natural licuado (GNL). En el futuro, se tenderá al uso de buques totalmente eléctricos. Mientras tanto, los astilleros y los armadores están invirtiendo cada vez más en sistemas híbridos marinos, para aumentar la flexibilidad en el diseño y la instalación, optimizar el rendimiento operativo y minimizar el impacto medioambiental. Muchos tipos de embarcaciones, desde pequeños transbordadores hasta enormes portaaviones, pueden utilizar la tecnología de hibridación para obtener un rendimiento más eficiente y limpio. 

Las ventajas son auténticos motores económicos:

  • Rendimiento mejorado de los buques.
  • Menor nivel de emisiones.
  • Costes operativos más bajos, gracias al menor consumo de combustible.
  • Menores costes de mantenimiento ligados al uso de motores diésel.
  • Reducción de los niveles de ruido.
  • Mejora de la eficiencia a largo plazo del sistema de suministro energético.
Cómo funciona la hibridación

Cómo funciona la hibridación

La hibridación utiliza convertidores de frecuencia en forma de conversión energética y tecnología de convertidores en red. Los convertidores VACON® se colocan cuando se utiliza producción de energía híbrida con generadores y se utilizan cargas híbridas, por ejemplo, en la propulsión y las grúas.

Los buques híbridos funcionan con dos o más fuentes de energía: Los motores y generadores principales se suelen combinar con el almacenamiento de energía incorporado en forma de baterías o supercondensadores. La intención es, en primer lugar, obtener una producción energética híbrida para facilitar la optimización del motor principal y, en segundo lugar, hibridar toda la maquinaria que consume energía para optimizar su funcionamiento.

La industria marina y offshore reconoce el potencial de la energía híbrida y los sistemas de propulsión innovadores. Reducen las emisiones y mejoran el consumo de combustible, a la vez que amplían los intervalos de mantenimiento y la vida útil del motor. Gracias a las soluciones híbridas, incluso es posible reducir el tamaño del motor, con el consiguiente ahorro en costes de inversión y espacio a bordo.

En la producción de energía, la flexibilidad se presenta en forma de «tiempo». El almacenamiento de la energía libera tiempo para que la generación reaccione de forma óptima a los cambios en las condiciones de carga. En el lado de la carga, el comportamiento no depende de la generación y es una constante del «tiempo».

La realimentación comprobada y los objetivos de diseño de los buques híbridos operativos han demostrado que el uso de soluciones energéticas de fuentes múltiples para dar suministro a las embarcaciones puede reducir el consumo de combustible en un 20-30 %. Podrás elegir entre detener un motor diésel y funcionar con la batería o un generador más pequeño, o desconectar la batería o generador y volver a arrancar el motor.

En el caso de las embarcaciones especiales, como por ejemplo remolcadores y buques de apoyo, pasan gran parte de su tiempo de servicio al ralentí, con los motores principales en marcha y listos para entrar en acción, pero en realidad no se utiliza la energía para fines de propulsión. Con las soluciones híbridas, las baterías y los generadores diésel más pequeños se podrán utilizar para proporcionar energía al buque cuando esté al ralentí, en modo de espera, mientras realiza maniobras en puerto o en tránsito en distancias cortas. Puede aplicarse un proceso similar con respecto a los transbordadores que funcionan con arranque/parada y en rutas regulares. En cuanto al posicionamiento dinámico, las baterías pueden utilizarse para proporcionar la energía de propulsión hasta que el motor principal adicional se ponga en marcha y acelere, a fin de proporcionar energía de propulsión a largo plazo.

Control de propulsor para maniobras de precisión

Control de propulsor para maniobras de precisión

Lo que le pides a un propulsor es un manejo preciso en cualquier mar y eso es lo que ofrecen las unidades Danfoss, con sus altas capacidades de par y un rendimiento rápido y preciso.

Las hélices de velocidad variable y de paso fijo controladas mediante un convertidor Danfoss suelen ser un 20-30 % más eficientes energéticamente que las hélices de paso variable de velocidad fija (que desperdician aproximadamente el 20 % de la energía con empuje cero).

Las hélices de velocidad variable controladas por frecuencia consumen un 50 % menos de energía que las hélices hidráulicas de velocidad variable. La necesidad de una función especial de precalentamiento del motor elimina la presencia de un calentador anticondensación.

Los propulsores acimutales de dirección eléctrica ofrecen un control más preciso y responden más rápidamente que los sistemas de dirección hidráulica. Siempre están en uso un mínimo de dos motores y convertidores en paralelo. Si se detiene una de las combinaciones, el sistema de dirección seguirá funcionando.

Mecanismo de dirección

Mecanismo de dirección

Con el control de velocidad variable, puede lograrse un posicionamiento preciso del timón, lo que permite un sistema de control analógico preciso. En los mecanismos de dirección de paletas giratorias con bombas hidráulicas reversibles, utilice un convertidor VLT® o VACON® para cambiar la velocidad y la dirección, de forma que ahorrará energía al funcionar solo cuando el barco cambie de rumbo.

Eficiencia híbrida en la propulsión de graneleros

Un retrofit de propulsión híbrida diésel-eléctrica genera rápidos resultados para una empresa de graneleros de carga seca.

Productos

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    VACON® NXP Air Cooled

    Diseñado para una gran variedad de aplicaciones industriales exigentes, con especial atención a las gamas de potencia y los sistemas más altos.

  • if (isSmallPicture) { VLT® AutomationDrive FC 301 / FC 302 } else if (isBigColumns) { VLT® AutomationDrive FC 301 / FC 302 } else { VLT® AutomationDrive FC 301 / FC 302 }
    VLT® AutomationDrive FC 301 / FC 302

    Los convertidores VLT® AutomationDrive FC301 / FC302 se han diseñado para el control de velocidad variable de todo tipo de motores asíncronos y motores de magnetización permanente. Se presentan en versión básica (FC 301) y en versión avanzada altamente dinámica (FC 302), con funcionalidades adicionales.

  • if (isSmallPicture) { VACON® NXP Common DC Bus } else if (isBigColumns) { VACON® NXP Common DC Bus } else { VACON® NXP Common DC Bus }
    VACON® NXP Common DC Bus

    Permite que los integradores de sistemas, fabricantes de maquinaria y OEM diseñen y fabriquen sistemas eficaces de convertidores industriales. Las configuraciones del Active Front-end (NXA), Non-regenerative Front-end (NXN), Brake Chopper (NXB) y Inverter (NXI) están disponibles.

  • if (isSmallPicture) { VACON® NXP DC/DC Converter } else if (isBigColumns) { VACON® NXP DC/DC Converter } else { VACON® NXP DC/DC Converter }
    VACON® NXP DC/DC Converter

    Maximiza el rendimiento energético en soluciones híbridas y ayuda a mejorar el rendimiento acercando el soporte energético al consumo.

  • if (isSmallPicture) { VACON® NXP Liquid Cooled } else if (isBigColumns) { VACON® NXP Liquid Cooled } else { VACON® NXP Liquid Cooled }
    VACON® NXP Liquid Cooled

    Ideal para aplicaciones donde la calidad del aire es imprescindible, el espacio es limitado y se necesita una transferencia de calor eficaz. Las configuraciones del Active Front-end (NXA), Non-regenerative Front-end (NXN), Brake Chopper (NXB) y Inverter (NXI) están disponibles.

Casos prácticos

  • if (isSmallPicture) { El buque de investigación oceánica STX cumple hoy con los objetivos de eficiencia para 2025 } else if (isBigColumns) { El buque de investigación oceánica STX cumple hoy con los objetivos de eficiencia para 2025 } else { El buque de investigación oceánica STX cumple hoy con los objetivos de eficiencia para 2025 }
    El buque de investigación oceánica STX cumple hoy con los objetivos de eficiencia para 2025

    Los principales constructores navales coreanos mejoran el rendimiento de su embarcación con la asistencia de Danfoss para una operación optimizada, mayor eficiencia, mejor calidad y mayor satisfacción del cliente. Danfoss ofrece soluciones marinas innovadoras que introducen nuevos estándares para la eficiencia energética, ampliando las oportunidades para la industria de la construcción naval.

  • if (isSmallPicture) { El acondicionamiento de baterías ahorra combustible y mejora la calidad del aire } else if (isBigColumns) { El acondicionamiento de baterías ahorra combustible y mejora la calidad del aire } else { El acondicionamiento de baterías ahorra combustible y mejora la calidad del aire }
    El acondicionamiento de baterías ahorra combustible y mejora la calidad del aire

    La ruta de ferry más corta de Dinamarca es ahora una pionera de la energía de baterías.

  • if (isSmallPicture) { La cadena cinemática híbrida mejora la economía y la maniobrabilidad del remolcador } else if (isBigColumns) { La cadena cinemática híbrida mejora la economía y la maniobrabilidad del remolcador } else { La cadena cinemática híbrida mejora la economía y la maniobrabilidad del remolcador }
    La cadena cinemática híbrida mejora la economía y la maniobrabilidad del remolcador

    El Telstar ahorra un 20 % en costes de funcionamiento en comparación con los remolcadores tradicionales.

  • if (isSmallPicture) { Los convertidores VACON® mueven transbordadores híbridos las 24 horas del día, los 7 días de la semana } else if (isBigColumns) { Los convertidores VACON® mueven transbordadores híbridos las 24 horas del día, los 7 días de la semana } else { Los convertidores VACON® mueven transbordadores híbridos las 24 horas del día, los 7 días de la semana }
    Los convertidores VACON® mueven transbordadores híbridos las 24 horas del día, los 7 días de la semana

    Los transbordadores de pasajeros surcan el río IJ de Ámsterdam, manteniendo la ciudad conectada las 24 horas del día. La propulsión híbrida que proporcionan los convertidores VACON® garantiza un funcionamiento las 24 horas sin interrupción, de lunes a domingo, con unos generadores de tamaño más reducido, mejorando la calidad del aire, reduciendo el ruido y facilitando maniobrabilidad de los buques.

  • if (isSmallPicture) { Propulsión de alta eficiencia para graneleros } else if (isBigColumns) { Propulsión de alta eficiencia para graneleros } else { Propulsión de alta eficiencia para graneleros }
    Propulsión de alta eficiencia para graneleros

    Aventurarse en la propulsión híbrida fue un paso audaz para la empresa familiar de graneleros Vranken, que abastece a las vías fluviales del Rin. Se ha amortizado con rapidez, reduciendo al mínimo los costes de funcionamiento, gracias a un innovador sistema de propulsión diésel-eléctrica.

  • if (isSmallPicture) { Los convertidores de frecuencia VACON® proporcionan una navegación fluvial silenciosa y limpia } else if (isBigColumns) { Los convertidores de frecuencia VACON® proporcionan una navegación fluvial silenciosa y limpia } else { Los convertidores de frecuencia VACON® proporcionan una navegación fluvial silenciosa y limpia }
    Los convertidores de frecuencia VACON® proporcionan una navegación fluvial silenciosa y limpia

    En 2009, Viking River Cruises puso en servicio el MV Viking Legend, el primer crucero fluvial del mundo con un sistema de energía y propulsión basado en un bus CC de alta eficiencia. Desde entonces, han creado una flota de más de 50 barcos híbridos.

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