La propulsión eléctrica de embarcaciones es un método de propulsión marina cuando esta es proporcionada por motores eléctricos .
La energía eléctrica necesaria generalmente se produce allí mediante sistemas térmicos de motor y alternador . Dado que los avances en la electrónica de potencia lo permiten, la propulsión ha sido proporcionada por accionamientos de velocidad variable .
Esta técnica se opone a la propulsión directa donde los motores térmicos ( vapor o combustión interna ) impulsan directamente las hélices . Es comparable al de los coches híbridos , con todas sus variantes, aunque significativamente más exitoso que este último.
Después de los transbordadores eléctricos en los fiordos , en Noruega se anuncia para 2018 un primer carguero eléctrico con una autonomía de más de 120 km.
Desde la aparición de los barcos de vapor a principios del XIX ° siglo, la mayoría de los barcos de gran tonelaje son alimentados por conjuntos de vapor del motor o motor - hélices o ruedas de paletas acopladas mecánicamente .
Tan pronto como la tecnología de los motores eléctricos hizo posible obtener suficiente potencia , se hizo evidente que un motor eléctrico siendo mucho más compacto (con idéntica potencia útil) que un motor térmico, el conjunto generador- motor eléctrico es mucho más fácil de instalar. en el casco de un barco que motores grandes y ejes de hélice muy largos, por lo que se pueden reducir las limitaciones de instalación. Siemens reclama la primera propulsión eléctrica en 1886.
Uno de los primeros logros emblemáticos de la propulsión eléctrica en Francia fue el transatlántico Normandie , lanzado en 1932, pero esta técnica tuvo poco éxito marcado (excepto en submarinos) antes del resurgimiento del crucero en la década de 1980. Nuevas tecnologías, que tienen aplicaciones los buques estándar ”, como los buques de investigación pesquera o los rompehielos , resultan rentables para los cruceros y los quimiqueros .
Se debería construir un primer buque de carga eléctrico autónomo de 120 km (65 millas náuticas) con una velocidad de 12 a 15 nudos en Noruega en 2017-2018, para evitar un flujo de más de 100 viajes de camiones diésel por día. La electricidad será principalmente de origen hidroeléctrico.
Ya sea en superficie o sumergido ( submarino ), un barco debe ser autosuficiente en energía. Produce toda la energía necesaria para sus necesidades. Las necesidades son de dos tipos:
En el caso de la propulsión eléctrica, un primer sistema produce energía mecánica que se transforma en energía eléctrica mediante un alternador. Esta energía eléctrica se utiliza luego para propulsión y necesidades a bordo (iluminación, navegación, cocina, etc.).
Los buques de investigación pesquera deben guardar silencio para poder acercarse a los peces. Las ventajas buscadas son:
Como este tipo de embarcaciones es financiado por organismos estatales, la rentabilidad financiera no es un criterio principal, lo que explica por qué fueron de los primeros en utilizar tecnologías innovadoras.
La propulsión eléctrica proporciona un mejor control de par a la hélice, que en un rompehielos está sujeta a violentas sacudidas, lo que no es el caso de la mayoría de los otros barcos.
Sin embargo, la eficiencia ligeramente inferior y la limitada capacidad de sobrecarga de la electrónica de potencia hacen que esta solución no se haya generalizado.
La principal justificación de la propulsión eléctrica es el desacoplamiento entre la producción de energía y su uso, lo que permite una mayor libertad en la distribución de masas y volúmenes en el casco . Un logro reciente es el uso de vainas que permiten, entre otras ventajas, rechazar parte de este volumen fuera del casco.
Esto permite optimizar el volumen útil, por lo tanto, aumentar el número de pasajeros, y así reducir el tiempo de retorno de la inversión , criterio decisivo para el armador.
Se pueden citar otras ventajas.
La propulsión eléctrica es también uno de los elementos que permiten el posicionamiento dinámico , es decir, mantener el barco en una posición fija a pesar de los vientos y corrientes , sin necesidad de ancla .
Las cápsulas también permiten maniobras de puerto más fáciles, liberando el revestimiento de los remolcadores en muchos casos. Para los barcos que van de puerto a puerto, esto puede representar un ahorro significativo de tiempo y dinero. También facilita el acceso a lugares turísticos. Sin embargo, aumentan el calado , lo que puede dificultar el acceso a las desembocaduras de los ríos.
Los quimiqueros que transportan cargas peligrosas, y el "clásico" con propulsión diésel de dos tiempos no brindan la seguridad necesaria: falla, el buque se encuentra a la deriva hasta que se repara la falla. Dado que se requiere un mayor nivel de redundancia, algunos armadores han optado por la propulsión diesel-eléctrica. El Stolt Innovation , un quimiquero de 37.000 TPM lanzado en 1996 , fue el primero en tener un sistema de este tipo, que también permitió limitar la contaminación y reducir el tamaño de la sala de máquinas.
Los portaaviones y los submarinos son edificios militares que a menudo utilizan la energía nuclear como principal fuente de energía. Sin embargo, los ex portaaviones franceses Clemenceau y Foch, el ex. Tanto el crucero Colbert como el liner France tienen calderas de fuel oil pesado (o diesel) que suministran turbinas de vapor de alta presión porque este sistema es ventajoso para barcos rápidos
El reactor nuclear proporciona calor: se llama "caldera nuclear". Este calor se transforma en vapor de alta presión que impulsa turbinas que producen la potencia mecánica necesaria para la propulsión a través de reductores de velocidad, así como para la producción de electricidad mediante alternadores.
La elección es entonces entre propulsión eléctrica y de vapor: el vapor tiene la desventaja de una implementación más lenta de las turbinas debido al tiempo que tardan las calderas en calentarse e implica el riesgo de explosión de vapor debido a las altas presiones. En el caso de los sistemas de calefacción nuclear, se sumarán los riesgos asociados a este tipo de energía.
Todos los submarinos militares de propulsión diésel en la superficie principal funcionan bajo el agua, ya que requieren una capacidad operativa anaeróbica , que es proporcionada por motores eléctricos alimentados por baterías . Sin embargo, representan un caso especial, porque la red eléctrica está entonces en corriente continua , una solución que casi nunca se adopta para los barcos de superficie.
| apellido | Entregado | Serie | Sitio de construcción | Tipo | Naviero | Alterno. | Motores | Electricista | Velocidad | Particularidades |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Normandía | 1932 | 1 | CP | Silla de cubierta. | CGT | 4 × 34 MW | 4 × 29 MW | Als-Thom | 32 nudos | motores síncronos |
| Marion Dufresne | 1995 | 1 | ACH | Rech. | TAAF | 3 x 2750 | 2 × 3 MW | Cegelec | 16 quilates | rectificadores - inversores con tiristores |
| Oriana | 1995 | 2 | Meyer | Crucero | CORREOS | 48 MW | 2 ×? MW | TEJIDO | 24 quilates | cicloconvertidores |
| Leyenda de los mares | 1995 | 6 | CA , MASA ( Helsinki ) | Crucero | RCCL | 5 × 11,5 MW | 2 ×? MW | Cegelec | 24 quilates | rectificadores - inversores con tiristores |
| Innovación Stolt | 1996 | 17 | Danyard , ACH , INMA | Chimiq. | Stolt | ? MW | 2 ×? MW | Cegelec | ? Dakota del Norte | rectificadores - inversores con tiristores |
| Thalassa | 1996 | 1 | Leroux ( Dieppe ) | Rech. | Ifremer | 12 × 1,13 MW | 1 × 8,8 MW | Cegelec | 14,7 quilates | inversores a tiristores con filtro activo el par |
| Carolina del Norte | 1996 | 1 | Barreras ( Vigo ) | Barco atunero | Saupiquet | ? MW | 1 ×? MW | Cegelec | ? Dakota del Norte | rectificadores - inversores con tiristores |
| Destino de carnaval | 1996 | 3 | Fincantieri | Crucero | Carnaval | ? MW | 2 ×? MW | TEJIDO | ? Dakota del Norte | |
| Mistral | 1999 | 1 | ESO | Crucero | Festival | ? MW | 2 × 4,5 MW | PC de Alstom | ? Dakota del Norte | inversores en IGBT |
| Milenio | 2000 | 4 | ESO | Crucero | Celebridad | 60 MW | 2 × 19,5 MW | PC de Alstom | ? Dakota del Norte | turbinas de gas, tiristores, 2 vainas |
| Reina maría 2 | 2000 | 1 | ESO | Silla de cubierta. | Cunard | 115 MW | ~ 4 × 20 MW | PC de Alstom | 32 nudos | turbinas de gas, tiristores, 4 vainas |
| Energía | 2006 | 3 | ESO | Chimiq. | GDF , NYK | ? MW | ? MW | Converteam | ? Dakota del Norte |
Notas:
Hay muchos métodos posibles para producir energía eléctrica a bordo de un barco, que van desde motores diesel convencionales hasta turbinas eólicas , incluida la energía nuclear y las pilas de combustible .
Las técnicas más utilizadas son:
Las tres últimas técnicas no son adecuadas para la producción eléctrica independiente de la propulsión, debido a su complejidad.
Distribuye energía eléctrica a la propulsión , a los auxiliares "técnicos" (lo que hace que el barco sea funcional) ya la industria hotelera (que se refiere a la vida de las personas a bordo).
Generalmente se divide en dos redes, babor y estribor , que normalmente son independientes pero pueden reabastecerse entre sí en caso de avería en un lado. Esta configuración permite obtener redundancia en varios niveles: producción, distribución, propulsión.
Una cápsula es una góndola orientable instalada debajo del casco de un barco que contiene un motor eléctrico que impulsa una o dos hélices. Esta técnica, que solo puede concebirse en propulsión eléctrica, porque el volumen de la cápsula debe ser limitado, es reciente.