Central Eléctrica
Electricidad a bordo
Un buque es equivalente a una ciudad flotante que goza de casi todos los privilegios disponibles para cualquier instalación operativa en tierra. Por tanto, requiere de las comodidades básicas para mantener la vida a bordo, la principal es la potencia o electricidad.
Información proporcionada por el Instituto Tecnológico de Boca del Río
Generación de potencia en embarcaciones
La potencia a bordo es producida cuando un motor principal y un alternador trabajan juntos. Para este propósito se utiliza un generador de corriente alterna, éste trabaja sobre el principio que, como un campo magnético, gira alrededor de un conductor variable y una corriente es inducida en el conductor.
El generador está formado por un conjunto estacionario de conductores, en un arreglo en bobinas de núcleo de hierro también conocido como el estator. Un imán giratorio llamado rotor, gira dentro del estator, produciendo un campo magnético que corta a través del conductor y origina una fuerza electromagnética cuando la entrada mecánica hace girar el rotor. El campo magnético se genera por inducción -en un alternador sin escobillas- y por un devanado del rotor activado por corriente continua a través de anillos deslizantes y cepillos.
Algunos puntos que deben tenerse en cuenta sobre la energía producida a bordo son:
– AC, se prefiere la potencia trifásica sobre DC, ya que da más potencia
por el mismo tamaño.
-Se prefiere la trifásica en vez de la fase única, pues obtiene más potencia
y en caso de fallo de una fase, otras 2 pueden continuar trabajando.
Distribución de potencia a bordo
El sistema de distribución de energía de las embarcaciones consiste en diferentes componentes para la distribución y operación segura. Sus principales componentes son:
Generador del buque: Consiste del motor principal y el alternador.
Tablero de distribución principal: es una caja metálica que recibe energía del generador diésel y la suministra a diferentes unidades de la maquinaria.
Bus de barras: actúa como portador de electricidad y permite transferir la carga de un punto a otro.
Interruptores automáticos: actúan como conmutadores y en condiciones inseguras pueden dispararse para evitar averías y accidentes.
Fusibles: son dispositivos de seguridad para la maquinaria.
Transformadores: para aumentar o disminuir el voltaje. Cuando se va a suministrar el sistema de iluminación, se utiliza un transformador reductor.
En un sistema de distribución de energía, la tensión a la que trabaja la red eléctrica es generalmente de 440 V. Sin embargo, hay algunas instalaciones grandes donde el voltaje es tan alto como 6,600 V.
La alimentación de los buques se suministra a través de disyuntores y máquinas auxiliares de alto voltaje. Para fusibles de alimentación más pequeños son utilizados disyuntores miniatura. El sistema de distribución de energía, que consta de tres cables, puede ser neutralmente aislado o conectado a tierra. Por su parte, el aislado es preferido en comparación con el aterrizado, pues durante un fallo a tierra pueden perderse la maquinaria básica y el mecanismo de dirección.
El sistema de propulsión eléctrica es una alternativa efectiva para la disminución de contaminación marina.
Fuente de alimentación de emergencia
En caso de fallo del sistema de generación de energía principal del buque, se utiliza una unidad de energía de emergencia o de reserva, la cual debe garantizar que la maquinaria fundamental continúe operando la embarcación. Las baterías o un generador de emergencia, incluso ambos, pueden suministrar energía de emergencia.
La fuente de alimentación de emergencia debe ser capaz de soportar todos los sistemas esenciales tales como:
- Sistema de dirección.
- Bombas de emergencia de sentina y contra incendio.
- Puertas estancas.
- Sistema contra incendio.
- Luces de navegación y de emergencia.
- Sistemas de comunicación y alarma.
Sistema de propulsión eléctrica
El actual sistema de propulsión convencional de los buques es eficiente, pero requiere altos costos de operación y aumenta la contaminación marina. Entre todas las posibles fuentes alternativas de energía, la propulsión eléctrica es una de las opciones más prometedoras. Consiste en un motor principal, que puede ser de dos tipos: diésel y turbina o vapor.
Ambas opciones producen menos contaminación en comparación con el sistema de propulsión marina usual, el cual implica la quema de petróleo pesado.
El eje de la hélice del buque está conectado a grandes motores, que pueden ser impulsados por D.C o A.C, también conocidos como motores de propulsión. El conjunto del generador y del motor principal de la nave suministran la energía para el motor de propulsión.
Aplicaciones
Aunque la propulsión eléctrica se utiliza normalmente para los buques más pequeños, las compañías navieras están adoptando este sistema para barcos de carga de gran tamaño.
La propulsion eléctrica es instalada en remolcadores y buques cableros, dragas, buques de posicionamiento dinámico, barcos de tendido de líneas, rompehielos, embarcaciones de investigación, grúas flotantes y abastecedores petroleros.
Ventajas
•Produce una gran cantidad de energía y puede utilizarse el exceso de potencia suministrándola a bombas de carga, contraincendio y otras maquinarias auxiliares importantes.
•El espacio requerido para la instalación de la maquinaria de propulsión eléctrica es menor y más compacto en comparación con los sistemas convencionales.
•No hay conexión directa entre el eje de la hélice y el motor primario y, por lo tanto, se reduce la transmisión de esfuerzos severos como la torsión y la vibración.
•Hay más flexibilidad en la instalación de maquinaria.
•Proporciona una maniobrabilidad mejorada y alta redundancia.
•Aumento de la carga útil a través de la ubicación flexible de los componentes de la maquinaria.
•Beneficios ambientales derivados del menor consumo de combustible y emisiones.
•Alto rendimiento en condiciones difíciles de hielo debido al par máximo a velocidad cero.
•Reduce el coste del ciclo de vida al reducir el consumo de combustible y los costes de mantenimiento.
•Mejor comodidad debido a la reducción de la vibración y el ruido.
Desventajas
•La eficiencia de la planta eléctrica es menor que la del sistema convencional.
•El costo de instalación de la planta de propulsión eléctrica es mucho mayor.
•Se requiere de mayor entrenamiento para la tripulación, pues el sistema es completamente diferente del mecánico e implica una mayor automatización.
Desde una perspectiva a largo plazo, los sistemas de propulsión eléctrica son fuentes de energía prometedoras para las embarcaciones, considerando su alta eficiencia y las rigurosas normas ambientales marinas actuales.
Fuente: Libro “Ship’s Electro-Technology” de la firma Marine Insight.
Mira cómo funciona un buque portacontenedor.
