EFICIENCIA ENERGÉTICA EN BUQUES APLICACIONES EN LA NÁUTICA DE RECREO

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Rosa Peña Fidalgo
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1 EFICIENCIA ENERGÉTICA EN BUQUES APLICACIONES EN LA NÁUTICA DE RECREO VICUS DESARROLLOS TECNOLÓGICOS S.L. VIGO 1

2 VICUSdt Empresa tecnológica e innovadora Comprometida con la investigación y el desarrollo tecnológico Sectores: Industria, naval y energético 2

3 VICUSdt LÍNEAS DE NEGOCIO CFD Computational fluid dynamics Diseño mecánico Desarrollo de producto Análisis FEM estructural vibraciones Motores/generadores eléctricos especiales Tecnologías Híbridas 3

doctorado CFD, FEM, electricidad 16 14 12 ENXEÑEIROS

4 EMPRESA - PERSONAL ESTRUCTURA Máquinas eléctricas:3 Naval: 5 Mecánica: 4 Ingenier@s navales e industriales Master y doctorado CFD, FEM, electricidad ENXEÑEIROS DOUTORES 10 8 TOTAL

5 COLABORADORES 5

6 CLIENTES 6

7 CLIENTES 7

8 ÍNDICE MOTIVACIÓN ANTEPROYECTO Y RETROFIT HERRAMIENTAS HIDRODINÁMICA SEA KEEPING PROPULSIÓN GENERACIÓN AUDITORÍAS ENERGÉTICAS I+D 8

9 EFICIENCIA ENERGÉTICA-MOTIVACIÓN 9

10 ÍNDICE MOTIVACIÓN ANTEPROYECTO Y RETROFIT HERRAMIENTAS HIDRODINÁMICA SEA KEEPING PROPULSIÓN GENERACIÓN AUDITORÍAS ENERGÉTICAS I+D 10

11 EFICIENCIA ENERGÉTICA ANTEPROYECTO Hidrodinámica Propulsión Generación 11

12 EFICIENCIA ENERGÉTICA RETROFIT Hidrodinámica CFD OTROS OPTIMIZACIÓN FORMAS Propulsión Generación CFD Simulink REDISEÑO DE CONJUNTO HÉLICE-TIMÓN ESDs SIMULACIÓN DE POSIBLES CONFIGURACIONES ORIGINAL Y VARIANTES. REPERCUSIÓN EN CONSUMOS 12

REDISEÑO DE CONJUNTO HÉLICE-TIMÓN ESDs SIMULACIÓN DE

13 ÍNDICE MOTIVACIÓN ANTEPROYECTO Y RETROFIT HERRAMIENTAS HIDRODINÁMICA SEA KEEPING PROPULSIÓN GENERACIÓN AUDITORÍAS ENERGÉTICAS I+D 13

14 HERRAMIENTAS-CFDs 14

15 HERRAMIENTAS-CFDs POTENCIAL VISCOSO 15

16 HERRAMIENTAS-CFDs-CAPACIDADES RESISTENCIA AL AVANCE CÁLCULOS DE ESTELA ENSAYOS PROPULSOR AISLADO ENSAYOS DE AUTO PROPULSIÓN 16

17 HERRAMIENTAS-otros 17

18 ÍNDICE MOTIVACIÓN ANTEPROYECTO Y RETROFIT HERRAMIENTAS HIDRODINÁMICA SEA KEEPING PROPULSIÓN GENERACIÓN AUDITORÍAS ENERGÉTICAS I+D 18

19 HIDRODINÁMICA-CFDs DESPLAZAMIENTO SEMI DESPLAZAMIENTO PLANEO 19

HIDRODINÁMICA-TIPOS DE BUQE DESPLAZAMIENTO Bulbos Optimización de trimados Formas de popa Apéndices. Correcta alineación arbotantes Líneas de corriente.

20 HIDRODINÁMICA-TIPOS DE BUQE DESPLAZAMIENTO Bulbos Optimización de trimados Formas de popa Apéndices. Correcta alineación arbotantes Líneas de corriente. Quillas de balance ducktails SEMI DESPLAZAMIENTO Optimización trimados Reducción de spray Apéndices PLANEO Optimización de trimados Determinación spray rails Ubicación escalones Apéndices Trim wedges 20

Quillas de balance ducktails SEMI DESPLAZAMIENTO Optimización trimados Reducción de

21 % HIDRODINÁMICA-AHORROS DESPLAZAMIENTO

22 HIDRODINÁMICA-DESPL.-CASO 1 BULBO DE PROA LOA=70.06 m B=13 m V= 11 kn Pz Orixinal Pz Modificada 22

23 v (nudos) HIDRODINÁMICA-DESPL.-CASO 2 ZONA POPA Lpp= 87, 6 m B=15 m COMPARACIÓN FORMAS REDUCCIÓN DE RESISTENCIA AL AVANCE % 23

24 HIDRODINÁMICA-DESPL.-CASO 3 ARBOTANTES Lpp= 60.8m B= m V=18 kn 24

25 HIDRODINÁMICA-DESPL.-CASO 4 LINEAS DE CORRIENTE Lpp= 85m B=13 m 25

26 HIDRODINÁMICA-PLANEO-CASO 1 L=8 m B= 2m v=50 kn 26

27 % HIDRODINÁMICA-AHORROS PLANEO TRIMADO ÓPTIMO SPRAY RAILS SESCALONES APÉNDICES TRIM WEDGES PINTURAS SILICONA 27

28 ÍNDICE MOTIVACIÓN ANTEPROYECTO Y RETROFIT HERRAMIENTAS HIDRODINÁMICA SEA KEEPING PROPULSIÓN GENERACIÓN AUDITORÍAS ENERGÉTICAS I+D 28

29 SEA KEEPING-CASO 1 29

30 SEA KEEPING-CASO 2 30

31 ÍNDICE MOTIVACIÓN ANTEPROYECTO Y RETROFIT HERRAMIENTAS HIDRODINÁMICA SEA KEEPING PROPULSIÓN GENERACIÓN AUDITORÍAS ENERGÉTICAS I+D 31

32 PROPULSIÓN-CFDs 32

33 % PROPULSIÓN-CFDs ENERGÍA HÉLICE ÚTIL PÉRDIDAS POR FRICCIÓN PÉRDIDAS AXIALES PÉRDIDAS ROTACIONALES AGUAS ARRIBA Rotación previa a la hélice AGUAS ABAJO EN LA HÉLICE 33

34 PROPULSIÓN-CFDs Adaptar el diseño a la estela del buque Perfiles NACA y modificados Mejorar el rendimiento de propulsor aislado Mejorar el rendimiento en behind (etah, etarr) Evitar fenómenos de cavitación con relación de areas menores 34

% PROPULSIÓN-AHORROS 16 14 12 10 8 6 4 2 0

35 % PROPULSIÓN-AHORROS DISEÑO ADAPTADO TIMÓN HÉLICE-MOTOR PULIDO 35

PROPULSIÓN-CASO 1 PALANGRERO MEJORA DE 5-10% 1400 1200 1000 800

36 PROPULSIÓN-CASO 1 PALANGRERO MEJORA DE 5-10% Carena Original Con Timón Original 36

37 PROPULSIÓN-CASO 2 APÉNDICES Lpp= m B=24.2 m V=23 kn 37

38 AERODINÁMICA-CFDs ANÁLISIS Y OPTIMIZACIÓN DE SUPER ESTRUCTURAS Reducción de hasta un 20% en embarcaciones rápidas 38

39 ÍNDICE MOTIVACIÓN ANTEPROYECTO Y RETROFIT HERRAMIENTAS HIDRODINÁMICA SEA KEEPING PROPULSIÓN GENERACIÓN AUDITORÍAS ENERGÉTICAS I+D 39

40 GENERACIÓN Adecuado uso de grupos auxiliares Sistema de generación a velocidad variable Variadores de frecuencia en servicios esenciales Recuperación calor residual motor principal 40

41 % GENERACIÓN-AHORROS

42 SHYMGEN-MOTIVACIÓN GRUPOS AUXILIARES. Elevado consumo específico a baja carga GENERADOR COLA. No siempre es posible utilizarlo Instalación CPP+ Generador cola 42

43 Potencia SHYMGEN-MOTIVACIÓN GRUPOS AUXILIARES. Elevado consumo específico a baja carga GENERADOR COLA. No siempre es posible utilizarlo 100% POTENCIA PROPULSORA 80% 60% 40% 20% 0% Velocidad (kn) RPM FIJAS MANDO COMBINADO 43

44 SHYMGEN CONVERTIDOR ELECTRÓNICO DE POTENCIA CONTROL VELOCIDAD-FRECUENCIA 44

45 SHYMGEN-CASO Arrastrero del Gran Sol: Punta Vixía 180 kva 930 kw Planta de frío: 2 x 18,5 kw compresores 2 x 7,5 kw bombas 2 x 5 kw ventiladores Bomba achique: 2 x 18,5 kw 930 kw Bomba pastecas: 1 x 18,5 kw 200 kw 180 kva 45

46 SHYMGEN-CASO Arrastrero del Gran Sol: Punta Vixía EQUIPO 180 KVA Entrada: V, 0-50 Hz Salida: 400 V, 50 Hz 1000 x 600 x 2100 mm By-pass Sobrecarga 50% (40 ºC) 46

47 SHYMGEN-CASO Arrastrero del Gran Sol: Punta Vixía INSTALACIÓN No necesita varada Reforma del cableado de fuerza (Generador- Cuadro Principal) Revisión del Generador de Cola (Ventilación, etc.) Ajuste mando CP 4-6 días de obra 1 día de puesta en marcha 47

48 SHYMGEN-CASO Arrastrero del Gran Sol: Punta Vixía RESULTADOS 3 Campañas en funcionamiento continuo 10 % Ahorro de combustible en arrastre Operativa sencilla y funcional 48

49 ÍNDICE MOTIVACIÓN ANTEPROYECTO Y RETROFIT HERRAMIENTAS HIDRODINÁMICA SEA KEEPING PROPULSIÓN GENERACIÓN AUDITORÍAS ENERGÉTICAS I+D 49

50 Potencia MP (%) AUDITORÍAS ENERGÉTICAS-MEDICIONES POTENCIA CONSUMOS PROPULSIÓN: Potencia real eje de cola mediante torsiómetro Perfil operacional Consumo combustible MP y auxiliares Cálculo de consumo específico en las diferentes condiciones de carga Análisis de gases de escape. NOx, SOx, CO 2 Planta eléctrica (auxiliares y cola, p.f, grandes consumidores, etc) Potencia MP (%) - Velocidad (kn) 120,00% 100,00% 80,00% 60,00% 40,00% 20,00% 0,00% Vel (kn) 50

51 AUDITORÍAS ENERGÉTICAS-HIDRODINÁMICA RESISTENCIA Y PROPULSIÓN: Es el principal consumidor de energía en un buque Rediseño bulbo de proa Estela Hélice Timón Líneas de corriente y apéndices Etc. 51

52 AUDITORÍAS ENERGÉTICAS-ANÁLISIS Y SIMULACIÓN Consumo energía eléctrica (kw.h) Iluminación Maquinaria Frío Ventiladores AC Servo Bombas Miscelánea Módulo propulsión Módulo planta aux. Planta híbrida 52

53 AUDITORÍAS ENERGÉTICAS-RESULTADOS Evaluación de alternativas Nuevas mediciones y seguimiento una vez se haya realizado la auditoría Informe completo con análisis técnico y económico Costes vs. ahorro, análisis detallado del retorno de la inversión en diferente escenarios: precios de combustible, tipos de interés, modelos de negocio, perfiles de operación... Asistencia en la definición de los equipos y mejoras Asistencia en la selección de proveedores 53

54 ÍNDICE MOTIVACIÓN ANTEPROYECTO Y RETROFIT HERRAMIENTAS HIDRODINÁMICA SEA KEEPING PROPULSIÓN GENERACIÓN AUDITORÍAS ENERGÉTICAS I+D 54

55 I+D TEFLES FP7-SST TEchnologies and scenarios For Low Emissions Shipping GRIP FP7.SST Greeen Retrofitting through Improved Propulsion RETROFIT FP7 SST RETROFITting ships with green technologies 55

56 PREGUNTAS 56

57 CONTACTO Vicus Desarrollos Tecnológicos S.L. C/ Jacinto Benavente 37-3º VIGO SPAIN T: Aitor Juandó T:

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