propulsión eléctrica integrada

La propulsión eléctrica integrada ( IEP ), la propulsión totalmente eléctrica ( FEP ) o la propulsión totalmente eléctrica integrada ( IFEP ) es una disposición de sistemas de propulsión marina en la que las turbinas de gas o los generadores diésel , o ambos, generan electricidad trifásica ^{[ 1 ]} que luego se utiliza para alimentar motores eléctricos ^{[ 2 ]} que hacen girar hélices o impulsores de chorro de agua . Es una modificación del sistema combinado de propulsión diésel-eléctrica y de gas para buques que elimina la necesidad de embragues y reduce o elimina la necesidad de cajas de engranajes ^{[ 2 ] [ 3 ]} mediante el uso de transmisión eléctrica en lugar de transmisión mecánica de energía; por lo tanto, es una propulsión eléctrica híbrida en serie , en lugar de en paralelo .

Algunos buques de guerra de propulsión nuclear más modernos también utilizan una forma de propulsión eléctrica integrada (PEI). Una central nuclear produce el vapor que hace funcionar los generadores de turbina; estos, a su vez, alimentan los motores de propulsión eléctrica.

Eliminar la conexión mecánica entre motores y hélices tiene varias ventajas, incluyendo mayor libertad en la ubicación de los motores, ^{[ 3 ]} desacoplamiento acústico de los motores del casco , lo que hace que el barco sea menos ruidoso, y una reducción en peso y volumen. ^{[ 3 ]} Reducir la firma acústica es particularmente importante para los buques de guerra que buscan evitar la detección y para los cruceros que buscan brindar a los pasajeros un viaje placentero, pero es menos beneficioso para los buques de carga . Dado que los barcos requieren electricidad incluso cuando no están en movimiento, tener todos los motores produciendo electricidad reduce la cantidad de motores necesarios en comparación con configuraciones más tradicionales en las que un grupo de motores proporciona electricidad y otro grupo de motores proporciona propulsión, lo que reduce los costos de capital y mantenimiento. ^{[ 1 ] [ 3 ]}

Un sistema típico de propulsión eléctrica integrada en buques de mayor tamaño (por ejemplo, cruceros) y buques de guerra incluye tanto generadores diésel como turbinas de gas. En buques más pequeños (que constituyen la mayoría de los buques IEP), los motores suelen ser solo diésel. Las ventajas de las turbinas de gas incluyen un peso mucho menor ^{[ 1 ] [ 4 ]} y un tamaño menor ^{[ 1 ]} que los diésel de potencia similar, con mucho menos ruido y vibración ^{[ 4 ]} ; pero las turbinas de gas son eficientes solo a la potencia máxima o cerca de ella. Los generadores diésel tienen la ventaja de una alta eficiencia en un amplio rango de niveles de potencia. El uso de ambos tipos en combinación permite los beneficios de un rango completo de eficiencia operativa, un modo de operación silencioso con baja vibración y cierta reducción de peso y volumen en comparación con un sistema solo diésel. En buques de guerra, se suele utilizar un conjunto de generadores diésel para proporcionar una carga base y suficiente potencia para alcanzar la velocidad de crucero. Las turbinas de gas se utilizan para proporcionar la potencia máxima para velocidades más altas y pueden ser necesarias para operar sistemas de armas que tienen altas demandas de potencia. En buques de pasajeros, se utilizan una o más turbinas de gas para la navegación rápida. Los motores diésel proporcionan redundancia fiable y una fuente de electricidad eficiente cuando se está en puerto, fondeado o a la deriva.

Un sistema diésel-eléctrico es un sistema de propulsión eléctrica integrado en el que no se utilizan turbinas de gas y todos los motores son diésel.

Es posible un sistema turboeléctrico utilizando únicamente generadores de turbina de gas. Algunos yates emplean solo turbinas de gas para la propulsión eléctrica integrada, sin motores diésel. Si la propulsión eléctrica se realiza mediante un motor eléctrico en el eje o integrado en el reductor principal que acciona el eje, se obtiene mayor potencia con mayor rapidez que con motores diésel. Además, un sistema de accionamiento con motor de imanes permanentes en el eje, que utiliza motores primarios de turbina de gas en el reductor principal, también puede generar electricidad al ser accionado por dichos motores. Los motores eléctricos de imanes permanentes en el eje proporcionan propulsión a velocidades más bajas mediante la generación de energía eléctrica a bordo por turbina de gas o diésel, con un ahorro significativo de combustible. Si se analiza el uso en toda la flota, se obtienen importantes ventajas logísticas a largo plazo. En comparación con el diésel, un sistema de turbina de gas aumenta la flexibilidad, la versatilidad y la eficiencia, con la capacidad de transformarse para proporcionar propulsión o energía eléctrica con mayor rapidez.

En Noruega, se utiliza la propulsión híbrida gas-eléctrica en una flota de transbordadores totalmente eléctricos e híbridos enchufables que cruzan fiordos. Capaces de navegar a 17-18 nudos, estos buques reducen las emisiones totales de NO _x en 8.000 toneladas y las de CO ₂ en 300.000 toneladas al año. Además de ahorrar un millón de litros de diésel al año por transbordador, estos recargan sus baterías durante la noche y las recargan con la energía eléctrica en tierra en cada puerto de escala. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

• Barco eléctrico
• Sistema de distribución de corriente continua (propulsión naval)