Morskie i przybrzeżne

Napęd elektryczny

Według Konferencji Narodów Zjednoczonych ds. Handlu i Rozwoju, statki przewożą około 80 procent światowych towarów. W najbliższych latach transport przez oceany będzie nadal wzrastał – do 2022 r. o 3,8 proc. rocznie. Statki wytwarzają jednak ogromne ilości gazów spalinowych, takich jak tlenki siarki, tlenki azotu, cząstki sadzy i cząstki stałe, a także dwutlenek węgla (CO2). Większość kontenerowców i statków wycieczkowych, tankowców i statków towarowych jest zasilana ciężkim olejem napędowym. A zużywają go ogromne ilości: 90.000 statków na całym świecie spala łącznie 370 milionów ton paliwa rocznie – i wytwarza 20 milionów ton tlenku siarki. Dlatego elektryfikacja jest konieczna, aby usunąć te ciężkie zanieczyszczenia z przemysłu żeglugowego.

Trzy główne kierunki elektryfikacji statków:

• Napęd spalinowo-elektryczny: Generatory spalinowe wytwarzają energię elektryczną. Energia elektryczna napędza silnik elektryczny, który porusza śrubą napędową statku.
• Napęd hybrydowy: oprócz silnika spalinowego na pokładzie znajdują się również akumulatory. Z jednej strony mogą być one włączane dodatkowo na krótki czas, gdy wymagany jest szczyt mocy. Z drugiej strony, mogą one magazynować nadmiar energii, na przykład z generatora diesla. Pozwoliłoby to statkowi przez jakiś czas działać wyłącznie na energii elektrycznej.
• Napęd w pełni elektryczny: Na pokładzie nie ma silnika spalinowego, cała energia pochodzi z akumulatorów.

Źródło: Infineon

Katodowa ochrona antykorozyjna

Ochrona przed korozją katodową w okrętach wojennych jest również zasilana przez programowalne zasilacze prądu stałego, aby zapobiec zniszczeniu stalowego kadłuba statku. Ochrona katodowa na statkach jest często realizowana za pomocą anod galwanicznych na kadłubie oraz ICCP w przypadku większych statków. Ponieważ statki są regularnie wyjmowane z wody w celu przeprowadzenia inspekcji i konserwacji, wymiana anod galwanicznych jest prostym zadaniem. Anody galwaniczne mają zazwyczaj kształt zmniejszający opór w wodzie i są zlicowane z kadłubem, aby zminimalizować opór.

Mniejsze statki z niemetalowymi kadłubami, takie jak jachty, są wyposażone w anody galwaniczne w celu ochrony obszarów takich jak silniki zaburtowe. Tak jak w przypadku każdej galwanicznej ochrony katodowej, aplikacja ta opiera się na solidnym połączeniu elektrycznym pomiędzy anodą a chronionym obiektem. W przypadku ICCP na statkach, anody są zazwyczaj wykonane ze stosunkowo obojętnego materiału, takiego jak platynowany tytan. Zasilanie prądem stałym odbywa się wewnątrz statku, a anody montowane są na zewnątrz kadłuba.

Kable anodowe są wprowadzane na statek przez złączkę zaciskową i doprowadzane do źródła zasilania DC. Ujemny kabel zasilający jest po prostu przymocowany do kadłuba, aby zakończyć obwód. Anody ICCP na statku są montowane w jednej płaszczyźnie z powierzchnią wody, aby zminimalizować skutki oporu statku, i są umieszczone co najmniej 5 stóp poniżej słabej linii ładunkowej w miejscu pozwalającym uniknąć uszkodzeń mechanicznych. Gęstość prądu wymagana do ochrony jest funkcją prędkości i jest brana pod uwagę przy wyborze wydajności prądowej i położenia anody na kadłubie.

Niektóre statki mogą wymagać specjalnego traktowania, np. kadłuby aluminiowe ze stalowymi mocowaniami tworzą ogniwo elektrochemiczne, w którym kadłub aluminiowy działa jak anoda galwaniczna i przyspiesza korozję. W takich przypadkach można zastosować anody galwaniczne z aluminium lub cynku, aby wyrównać różnicę potencjałów między aluminiowym kadłubem a stalowymi elementami wewnętrznymi. Jeśli stalowe mocowania są duże, może być konieczne zastosowanie wielu anod galwanicznych, a nawet małego systemu ICCP.

Źródło: Wikipedia

Wyciszanie magnetyczne – Rozmagnesowywanie

Statek ze stalowym kadłubem jest jak gigantyczny pływający magnes otoczony dużym polem magnetycznym. Gdy statek porusza się po wodzie, pole to również się porusza i dodaje się do lub odejmuje od ziemskiego pola magnetycznego. Ze względu na swój zniekształcający wpływ na pole magnetyczne Ziemi, statek może służyć jako wyzwalacz dla czułych magnetycznie urządzeń zaprojektowanych do wykrywania tych zniekształceń. System rozmagnesowania jest instalowany na pokładzie statku w celu zmniejszenia wpływu statku na ziemskie pole magnetyczne. Aby to osiągnąć, zmiana ziemskiego pola magnetycznego wokół kadłuba jest “anulowana” poprzez sterowanie prądem elektrycznym jaki przepływa przez cewki rozmagnesowujące nawinięte w określonych punktach kadłuba. To z kolei zmniejsza prawdopodobieństwo wykrycia broni lub urządzeń wrażliwych magnetycznie.

Mina morska – wykrywanie sygnatury magnetycznej statku

Nowoczesne miny oddziałują na ocean poprzez wykrywanie zakłóceń magnetycznych pochodzących od statku w ziemskim polu magnetycznym. Jest to tzw. sygnatura magnetyczna statku. Sygnatura ta jest głównym czynnikiem wykorzystywanym do uruchomienia miny morskiej lub torpedy. Jeśli sygnatura zostanie wykryta i przeanalizowana, wówczas statek zostaje zidentyfikowany, a sygnał magnetyczny staje się wyzwalaczem wybuchu torpedy lub miny i daje pozycję i kategoryzację (głównie okręt podwodny). Aby zminimalizować to zagrożenie, okręt wyposażony jest we wbudowany system rozmagnesowywania (DG). DG redukuje sygnaturę polem luzów generowanym przez układ grający podłączony do wzmacniacza mocy cewki pętli.

Źródło : Polyamp: Systemy rozmagnesowujące

Okręt podwodny z napędem elektrycznym

Ogniwa paliwowe z membraną z elektrolitem polimerowym (PEM) firmy Siemens Marine to przyszłość wytwarzania energii elektrycznej w okrętach podwodnych, bez konieczności korzystania z powietrza zewnętrznego. Ponieważ ogniwa wymagają jedynie wodoru i tlenu jako paliwa, czas nurkowania może być znacznie wydłużony. To sprawia, że okręty podwodne wyposażone w te niskotemperaturowe ogniwa paliwowe są znacznie lepsze od konwencjonalnych okrętów podwodnych, które muszą stosunkowo często wypływać na powierzchnię, aby naładować akumulatory. Te nowe konstrukcje są znacznie bardziej wydajne i nie emitują żadnych spalin. Dzięki elektrochemicznemu mechanizmowi działania, który oprócz energii elektrycznej wytwarza jedynie wodę i ciepło, ogniwo paliwowe PEM nie emituje hałasu. Ich wytrzymała, niskosygnaturowa, niemagnetyczna konstrukcja została zaprojektowana specjalnie do długotrwałego użytkowania i ma oczekiwaną trwałość przez wiele lat – wszystko to w efektywnym i niedrogim pakiecie wsparcia cyklu życia.

Źródło: Siemens