Marítimo e Offshore
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O sistema de energia eléctrica dos navios baseia-se, desde há muito, em sistemas de corrente alternada (CA). No entanto, à semelhança da aviação, os engenheiros marítimos começaram a questionar a eficiência do sistema elétrico de corrente alternada, que outrora era considerado um dado adquirido. Tentaram encontrar um sistema de distribuição de eletricidade mais eficiente e amigo do ambiente. Seguindo a tendência dos automóveis alimentados por baterias e células de combustível, a indústria marítima introduziu entretanto o sistema de corrente contínua (CC) para o sistema de distribuição eléctrica e o grupo motopropulsor dos navios, em combinação com a rede de corrente alternada a bordo.
Recuperação de energia: fontes e fontes de energia regenerativa
À medida que os fabricantes de todos os tipos de equipamento mecânico trabalham no sentido de uma utilização eficiente da energia, as energias renováveis assumem um papel importante na redução dos custos de funcionamento. A recuperação de energia recupera a energia cinética gerada por um motor ao parar ou travar. Para tal, é necessário converter esta energia em eletricidade, a fim de a alimentar novamente na rede eléctrica. Os veículos híbridos e eléctricos são os exemplos mais óbvios, mas outras aplicações que requerem paragens e arranques frequentes – como gruas, elevadores e accionamentos de fusos – também podem utilizar quantidades significativas de energia cinética para recuperação de energia.
O mesmo se aplica aos ensaios electrónicos. Como a eficiência energética é fundamental para quem efectua testes de elevado desempenho, os clientes de fontes de alimentação têm de ter em conta o custo de propriedade ao longo da vida útil de um produto. Estes excedem frequentemente o investimento inicial. Atualmente, os fornecedores de fontes de energia regenerativa não se limitam a comercializar os baixos custos de funcionamento das suas soluções. Muitas das soluções mais recentes também se caracterizam por ocuparem menos espaço, terem baixa dissipação de calor e impressionarem com requisitos mínimos de manutenção.
As fontes de alimentação bidireccionais regenerativas da EA são especialmente adequadas para a indústria marítima. Isto aplica-se aos sistemas de controlo de potência para inversores fotovoltaicos e baterias de reserva, bem como ao teste de baterias submarinas para sistemas de controlo híbridos.
Produtos utilizados em Marine & Offshore
Link to: PSB Fontes de Alimentação Bidireccionais DC
Fontes de alimentação CC bidirecionais de laboratório
Link to: Fontes de alimentação DC programáveis PS/PSI
Fontes de alimentação de laboratório eletrônicas DC programáveis
Link to: Cargas electrónicas DC programáveis EL/ELR
Cargas eletrônicas DC programáveis
(Convencional e regenerativo)
Soluções de aplicação
Tração eléctrica
De acordo com a Conferência das Nações Unidas sobre Comércio e Desenvolvimento, os navios transportam cerca de 80% das mercadorias do mundo. E o transporte através dos oceanos continuará a aumentar nos próximos anos – 3,8% por ano até 2022. No entanto, os navios produzem uma enorme quantidade de gases de escape, como óxidos de enxofre, óxidos de azoto, partículas de fuligem e poeiras finas, bem como dióxido de carbono (CO2). A maioria dos navios porta-contentores e de cruzeiro, petroleiros e cargueiros funcionam com gasóleo pesado. E consomem enormes quantidades: os 90 000 navios em todo o mundo queimam um total de 370 milhões de toneladas de combustível por ano – e produzem 20 milhões de toneladas de óxido de enxofre. A eletrificação é, portanto, necessária para eliminar estes poluentes pesados da indústria naval.
Três vertentes principais da eletrificação dos navios:
- Tração diesel-eléctrica: os geradores diesel produzem a eletricidade. A eletricidade acciona o motor elétrico que move a hélice do navio.
- Tração híbrida: Para além do motor de combustão, existem baterias a bordo. Por um lado, podem também ser ligados durante um curto período de tempo quando é necessário um pico de potência. Por outro lado, podem armazenar a energia excedente, por exemplo, do gerador a gasóleo. Isto permitiria que a nave funcionasse apenas com eletricidade durante algum tempo.
- Tração totalmente eléctrica: Não há motor de combustão a bordo, toda a energia provém das baterias.
Fonte: Infineon
Vantagens da EA:
- Tensão de saída até 2000V
- Potência até 30 kW
- Ligação em paralelo até 2MW
- Elevada densidade de potência
Proteção contra a corrosão catódica
A proteção contra a corrosão catódica em embarcações navais é também alimentada por fontes de alimentação CC programáveis para evitar a deterioração do casco de aço da embarcação. A proteção catódica nos navios é frequentemente realizada por ânodos galvânicos no casco e por ICCP nos navios de maiores dimensões. Como os navios são regularmente retirados da água para inspeção e manutenção, a substituição dos ânodos galvânicos é uma tarefa simples. Os ânodos galvânicos são normalmente moldados para reduzir a resistência na água e estão nivelados com o casco para minimizar o arrastamento.
Os navios mais pequenos com cascos não metálicos, como os iates, estão equipados com ânodos galvânicos para proteger áreas como os motores fora de borda. Tal como acontece com qualquer proteção catódica galvânica, esta aplicação depende de uma ligação eléctrica sólida entre o ânodo e o objeto a proteger. No caso da ICCP em navios, os ânodos são normalmente feitos de um material relativamente inerte, como o titânio platinado. Uma fonte de alimentação de corrente contínua é fornecida no interior da embarcação e os ânodos são montados no exterior do casco.
Os cabos do ânodo são inseridos no recipiente através de um encaixe de compressão e conduzidos à fonte de alimentação DC. O cabo de alimentação negativo é simplesmente ligado à fuselagem para completar o circuito. Os ânodos ICCP dos navios são montados à face para minimizar os efeitos do arrastamento no navio e estão localizados pelo menos 5 pés abaixo da linha de carga fraca, numa zona que evita danos mecânicos. A densidade de corrente necessária para a proteção é função da velocidade e é tida em conta na seleção da capacidade de corrente e da posição da disposição dos ânodos no casco.
Alguns navios podem exigir um tratamento especial, por exemplo, para cascos de alumínio com fixações de aço, é criada uma célula eletroquímica na qual o casco de alumínio actua como um ânodo galvânico e a corrosão é reforçada. Nestes casos, podem ser utilizados ânodos galvânicos de alumínio ou zinco para compensar a diferença de potencial entre o casco de alumínio e as partes internas de aço. Se os suportes de aço forem grandes, podem ser necessários vários ânodos galvânicos ou mesmo um pequeno sistema ICCP.
Fonte: Wikipédia
Vantagens da EA:
- Tensão de saída até 2000V
- Potência até 30 kW
- Ligação em paralelo até 2MW
Silenciamento magnético – Desmagnetização
Um navio com um casco de aço é como um íman gigante flutuante rodeado por um grande campo magnético. Quando o navio se move na água, este campo também se move e adiciona ou subtrai ao campo magnético da Terra. Devido ao seu efeito de distorção do campo magnético da Terra, o navio pode servir de gatilho para dispositivos magneticamente sensíveis concebidos para detetar essas distorções. O sistema de desmagnetização é instalado a bordo do navio para reduzir o efeito do navio no campo magnético da Terra. Para tal, a alteração do campo magnético terrestre em torno do casco é “anulada” através do controlo da corrente eléctrica que flui através de bobinas desmagnetizantes enroladas em pontos específicos do casco. Isto, por sua vez, reduz a possibilidade de deteção de armas ou dispositivos magneticamente sensíveis.
Vantagens da EA:
- Tensão de saída até 2000V
- Potência até 30 kW
- Ligação em paralelo até 2MW
- Elevada densidade de potência
A figura seguinte ilustra uma técnica comum em que a bobina é activada para compensar os componentes verticais induzidos e permanentes do campo magnético do navio (zona Z). Quando o navio muda de hemisfério, a polaridade da corrente da bobina deve ser ajustada dinamicamente.
Sea Mine – Detetar a assinatura magnética do navio
As minas modernas influenciam o oceano através da deteção da interferência magnética de um navio no campo magnético da Terra. A isto chama-se a assinatura magnética do navio. Esta assinatura é a principal influência utilizada para acionar a mina marítima ou o torpedo. Se a assinatura for detectada e analisada, a embarcação é identificada e o sinal magnético torna-se um gatilho para a explosão de torpedos ou minas e fornece uma posição e uma classificação (principalmente submarinos). Para minimizar esta ameaça, o navio está equipado com um sistema de desmagnetização (DG) incorporado. A DG reduz a assinatura com um campo de compensação gerado por um sistema de jogo ligado ao amplificador de potência da bobina de laço.
Vantagens da EA:
- Tensão de saída até 2000V
- Potência até 30 kW
- Ligação em paralelo até 2MW
- Elevada densidade de potência
Submarino electrificado
As células de combustível de membrana de eletrólito polimérico (PEM) da Siemens Marine são o futuro da produção de energia eléctrica em submarinos, sem necessidade de ar exterior. Uma vez que as células apenas necessitam de hidrogénio e oxigénio como combustível, os tempos de mergulho podem ser significativamente prolongados. Isto torna os submarinos equipados com estas células de combustível de baixa temperatura muito superiores aos submarinos convencionais, que têm de emergir com relativa frequência para recarregar as suas baterias. Estes novos modelos são muito mais eficientes e não emitem quaisquer gases de escape. Graças ao seu mecanismo de ação eletroquímico, que gera apenas água e calor para além de eletricidade, a pilha de combustível PEM não provoca ruído. A sua conceção robusta, de baixa assinatura e não magnética foi especificamente desenvolvida para uma utilização a longo prazo e tem uma vida útil prevista de muitos anos – tudo isto num pacote de apoio ao ciclo de vida eficaz e acessível.
Fonte: Siemens
Vantagens da EA:
- Tensão de saída até 2000V
- Potência até 30 kW
- Ligação em paralelo até 2MW
Expedição
A proteção catódica marítima estende-se a muitas áreas, como molhes, portos e estruturas offshore. A diversidade dos diferentes tipos de estruturas conduz a uma variedade de sistemas de proteção. Os ânodos galvânicos são preferidos, mas o ICCP também pode ser utilizado com frequência. Devido à grande variedade de geometria, composição e arquitetura das estruturas, são frequentemente necessárias empresas especializadas para desenvolver sistemas de proteção catódica específicos para cada estrutura. Por vezes, as estruturas marinhas necessitam de uma alteração retroactiva para serem efetivamente protegidas.
Fonte: Wikipédia
Vantagens da EA:
- Tensão de saída até 2000V
- Potência até 30 kW
- Ligação em paralelo até 2MW