El sistema inteligente de gestión de energía de Baumüller elimina las unidades redundantes y ahorra más combustible
Los generadores diésel y los motores eléctricos son una combinación de éxito para lograr una mayor protección del medio ambiente y ahorrar combustible. Si, además, se controla el accionamiento híbrido diésel y eléctrico a través de un sistema inteligente de gestión de energía, se puede prescindir incluso del sistema redundante que normalmente exige la ley.
Mantener la vía navegable del Rin entre Xanten-Obermörmter y Kleve-Bimmen segura para los buques de navegación interior es una de las principales tareas de la Autoridad de las Vías Navegables del Rin (WSA) en las afueras de la ciudad alemana de Emmerich. En concreto, esto significa colocar señales de navegación tanto en el agua como en tierra, que los buques puedan utilizar para orientarse. Sin embargo, la labor ordinaria también incluye, por ejemplo, limpiar el río de restos flotantes tras un temporal, retirar obstáculos de la vía navegable o coordinar la gestión de averías en caso de accidente naval.
Para poder seguir realizando estas tareas de forma rentable, fue necesario sustituir el buque predecesor tras 29 años de servicio. El VSS Grieth fue sustituido por un buque eficiente y respetuoso con el medio ambiente con accionamiento diésel y eléctrico y un sistema inteligente de gestión de energía desarrollado por Baumüller.
Tras una licitación pública, la WSA encargó al astillero Bolle de Derben la construcción del nuevo buque de seguridad vial, el VSS Emmerich. Esta empresa encargó a Zoller GmbH de Elmshorn el equipo electrotécnico completo. Mientras que Zoller se encargó de la red de alimentación de a bordo, Baumüller Anlagen-Systemtechnik, en estrecha colaboración con las demás partes, se ocupó de la ingeniería completa del sistema de accionamiento. La filial de Baumüller suministró el sistema de accionamiento diésel y eléctrico, los armarios de distribución y el software para la gestión de energía a bordo.
Para el diseño del VSS Emmerich se ha prestado especial atención a los detalles. Además de los conocimientos técnicos de los proveedores, se ha sumado la gran experiencia del WSA Rhine y del patrón Rex Herentrey. Por tanto, el buque también puede servir como prototipo para otros buques de WSA Rhein.
VSS Emmerich: buque polivalente diésel y eléctrico con sistema inteligente de gestión de energía
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Más eficiencia gracias al accionamiento eléctrico con generadores diésel
Sala de máquinas del VSS Emmerich: Los motores diésel actúan únicamente como generadores para producir energía eléctrica y funcionan con un grado ideal de eficiencia. El buque es impulsado por dos hélices de propulsión accionadas por dos motores eléctricos
El VSS Emmerich cuenta con un sistema de accionamiento diésel y eléctrico con un sistema inteligente de gestión de energía. Dos generadores diésel, cada uno con una potencia de 294 kW, proporcionan la energía para los dos motores con accionamiento eléctrico, la hélice de proa y la electrónica de a bordo. Los motores diésel únicamente actúan como generadores en el sistema de accionamiento del VSS Emmerich. Ventajas: De este modo, ya no sufren los picos de potencia, como ocurriría si se utilizaran directamente como accionamientos de desplazamiento. Así, los motores diésel funcionan siempre con un grado ideal de eficiencia y pueden diseñarse ya con un tamaño más reducido. Como los generadores diésel solo se utilizan para la generación de energía, su ubicación también es flexible y no es necesario fijarlos al sistema de propulsión Schottel. La ubicación independiente a la hora de disponer los motores permite ahorrar espacio en la sala de máquinas y asegurar una buena distribución del peso en el buque.
El buque de seguridad vial está propulsado por dos hélices accionadas por dos motores eléctricos de 210 kW cada uno.
Al combinar los motores diésel y eléctrico, el operador ahorra una gran cantidad de combustible y el sistema emite menos sustancias contaminantes en comparación con los accionamientos del modelo predecesor únicamente diésel, debido al menor consumo de combustible. El VSS Emmerich es el primer buque de seguridad vial diésel y eléctrico de la flota de WSA Rhein que cumple la norma de emisiones Fase V de la UE de conformidad con el Reglamento MMNC (máquinas móviles no de carretera) para buques de navegación interior.
Gran maniobrabilidad y capacidad para girar sobre su propio eje
Además de reducir las emisiones y ahorrar combustible, el diseño de accionamiento híbrido del VSS Emmerich ofrece otra ventaja en su maniobrabilidad. Las dos hélices orientables y la hélice de proa son impulsadas por motores eléctricos. A diferencia de los motores diésel, éstos son capaces de responder inmediatamente a los ajustes de velocidad y par, lo que a su vez hace que sea más fácil atracar, zarpar y maniobrar. De este modo, el buque puede desplazarse fácilmente en cualquier dirección y girar sobre su propio eje. Es una característica fundamental en la labor diaria de los buques de seguridad vial, que deben tener movilidad en un espacio reducido, por ejemplo, al retirar obstáculos del canal navegable y en la proximidad de espigones.
Además, el funcionamiento silencioso de los motores eléctricos reduce las vibraciones y la contaminación acústica, lo que hace que trabajar en el nuevo buque sea mucho más agradable para la tripulación.
Gran maniobrabilidad: además de menos emisiones contaminantes y el ahorro de combustible, el accionamiento directo con motores eléctricos también ofrece una maniobrabilidad extraordinaria
Sistema inteligente de gestión de energía: autorización con un solo generador diésel
Un aspecto técnico destacado del diseño de accionamiento del VSS Emmerich es el sistema inteligente de gestión de energía, que regula la potencia de salida de los generadores diésel según sea necesario. Baumüller programó especialmente el software para este fin. La velocidad de los motores se ajusta para que se genere exactamente la energía que el buque necesita en cada momento. Esto significa, por ejemplo, que el buque solo es impulsado por un generador cuando viaja a velocidad moderada. Si es necesario acelerar la marcha o realizar una maniobra, el segundo generador se enciende automáticamente en cuestión de segundos. El software se encarga de regular el arranque del segundo motor a tal velocidad que no es necesario que los dos motores funcionen permanentemente, por lo que no se requiere una unidad redundante. Gracias al sistema inteligente de gestión de energía, el VSS Emmerich ha recibido la autorización que permite utilizar un único generador diésel durante el servicio, lo que permite ahorrar aún más combustible. Si es necesario utilizar rápidamente la máxima potencia en situaciones de emergencia, el sistema lo detecta y la activa.
Además, el sistema de gestión de energía se encarga de la sincronización con la red de tierra cuando el barco atraca, de forma que el barco se alimenta de energía de la alimentación en tierra y la alimentación diésel puede desconectarse del sistema eléctrico de a bordo. Está diseñado para que puedan añadirse oras fuentes de alimentación, como una batería o una pila de combustible.
La información sobre el estado de funcionamiento actual de todos los accionamientos se muestra claramente en un monitor situado en el puesto de control. De este modo, el patrón está siempre informado y la automatización del sistema permite ahorrar aún más energía y, por tanto, combustible.
Si es necesario acelerar la marcha, el segundo generador (derecha) se enciende automáticamente en cuestión de segundos. El software se encarga de regular el arranque del segundo motor a tal velocidad que no es necesario que los dos motores funcionen permanentemente, por lo que no se requiere una unidad redundante
Conclusión: los conocimientos expertos merecen la pena
¿Cómo es posible reducir los costes y las emisiones y cumplir con las nuevas directivas en el ámbito de los accionamientos para barcos? Esto se puede conseguir con soluciones totalmente eléctricas o con sistemas híbridos de motor diésel y eléctrico.
El VSS Emmerich se benefició de la experiencia de los expertos de Baumüller Anlagen-Systemtechnik tanto en sistemas de accionamiento para buques como en la programación de sistemas de gestión de energía para instalaciones industriales y aplicaciones marinas.
VSS Emmerich: solo se necesita un generador diésel gracias al sistema inteligente de gestión de energía
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