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MAN Diesel & Turbo se incorpora al accionariado de Aspin Kemp & Associates (AKA)

MAN Diesel & Turbo ha adquirido recientemente una participación del 40% en la empresa Aspin Kemp & Associates (AKA). AKA es una empresa canadiense especializada en sistemas de generación eléctrica para la industria naval. La empresa cuenta con 120 personas en sus cinco centros de trabajo distribuidos por todo el mundo.

¡La participación de MAN Diesel & Turbo en el accionariado de AKA responde a la estrategia de la multinacional alemana de expandir su catálogo de productos y servicios alineándolos con las nuevas tendencias globales de descarbonización y digitalización.

Los sistemas diesel eléctricos proporcionan un control y optimización automáticos de la generación y distribución de potencia. En los llamados barcos híbridos, los motores eléctricos y sistemas de almacenamiento mediante baterías operan conjuntamente con los motores diesel. El sistema de baterías se recarga con el exceso de energía generada por el motor, permitiendo que este trabaje en su punto óptimo de consumo y emisiones en todas las situaciones operativas. Cualquier pico de carga es rápida y eficientemente atendido mediante el sistema de baterías.

XeroPoint Hybrid

El sistema XeroPoint Hybrid de AKA combina potencia diesel y potencia eléctrica en una misma línea de ejes. El motor principal diesel y el motor-generador acoplado a la línea de ejes se disponen de forma que pueden transmitir potencia independientemente o conjuntamente. El motor-generador es una máquina eléctrica que puede actuar tanto como motor; suministrando potencia a la línea de ejes, o como generador; generando potencia a partir de la línea de ejes aprovechando el giro de la misma. Los grupos auxiliares atenderán las demandas de carga de hotel así como del motor eléctrico en la línea de ejes.

El sistema no es sólo una propulsión diesel eléctrica a la que se ha dado un nuevo nombre. La tecnología XeroPoint Hybrid ofrece ventajas importantes cuando se la compara con sistemas diesel eléctricos convencionales. Gracias a una tecnología única de gestión de la potencia generada, es posible crear un amplio número de configuraciones altamente eficientes con un menor número de componentes que en una propulsión diesel eléctrica convencional. Cuando se la compara con esta última, la tecnología XeroPoint Hybrid ofrece ventajas como la reducción en el tamaño y peso del sistema, un menor coste de inversión, una mayor eficiencia y un mayor nivel de seguridad y fiabilidad.

Cuando el buque opera en modo Stand-by o con demandas de potencia muy bajas, la energía almacenada en las baterías permite operar sin emisiones, sin ruido y sin usar los motores diesel. En situaciones de baja demanda energética, el sistema XeroPoint Hybrid funciona como una planta diesel eléctrica convencional. Es decir, las necesidades de propulsión y las cargas de hotel son cubiertas por los grupos auxiliares y baterías. Cuando la demanda de potencia del buque alcanza niveles donde los motores principales diesel trabajan en su punto de máxima eficiencia, el sistema opera como una planta convencional diesel mecánica. En situaciones de máxima demanda de potencia, el motor principal diesel y el motor eléctrico en el eje (PTI: Power Take In) trabajan juntos para atender las necesidades de propulsión más demandantes. El motor eléctrico, además de aumentar la potencia en la línea de ejes, mejora la respuesta del sistema por sus mayores prestaciones en cuanto a par se refiere.

XeroPoint Hybrid de AKA incluye el Sistema de Automatización Integrado de la Planta (IAS en sus siglas en Inglés).

Remolcadores Híbridos

La tecnología XeroPoint Hybrid de AKA fue instalada en el primer remolcador híbrido europeo siendo también el primer remolcador de este tipo clasificado por el Lloyd’s Register.

El remolcador es un tipo de barco cuyo campo de operación son los puertos y áreas próximas a zonas habitadas o núcleos urbanos. Es por este motivo por el que estos buques se ven afectados muy especialmente por consideraciones medioambientales.

Los remolcadores, dado su característico perfil de operación, con prolongados tiempos de operación a baja carga, son unos claros candidatos para la aplicación de soluciones híbridas.

La mejora en la eficiencia que aporta la solución híbrida permite una menor potencia total instalada en comparación con diseños convencionales. Con menos potencia instalada los niveles de ruido y emisiones se reducen considerablemente, reduciéndose consecuentemente el impacto medioambiental en zonas sensibles como puertos o zonas habitadas cercanas a los puertos. Así mismo, los costes operativos para el armador se ven reducidos sustancialmente en sus facetas de mantenimiento, consumos de combustible, aceite, etc.

El diseño tradicional de la planta propulsora de un remolcador busca la optimización de un único punto de carga, normalmente alrededor de la potencia máxima de la planta, dejándose desatendida la optimización de la operación a baja carga, que es precisamente donde el remolcador desarrollará la mayor parte de su vida operativa y donde la eficiencia de los motores diesel es menor.

Por el contrario, el diseño de un sistema híbrido requiere un trabajo previo de análisis del ciclo de trabajo del buque con objeto de encontrar los puntos de carga más relevantes del perfil operativo. Una vez establecidos esos puntos la tecnología XeroPoint Hybrid permite determinar las necesidades específicas de maquinaria -motores principales, auxiliares, motor/generador eléctrico, baterías, etc. – que maximizarán la eficiencia de la operación alrededor de esos puntos.

El California Air Resources Board ha elaborado recientemente un estudio independiente donde valora los méritos de la propulsión híbrida en este tipo de barcos. El estudio se apoya en mediciones directas sobre dos remolcadores, uno convencional y otro híbrido con la tecnología XeroPoint Hybrid de AKA. Los resultados de las mediciones soportan claramente la adopción de sistemas híbridos en este tipo de buques. Las conclusiones del citado estudio se resumen en un ahorro de combustible de más de un 25%, un 73% menos emisiones de partículas, un 51% menos emisiones de NOX y un 27 % menos emisiones de CO2.

A todo lo anterior habría que añadir unos menores costes de mantenimiento ya que el sistema minimiza el uso del motor principal -no sólo en tiempo sino a bajas cargas- y mejora las condiciones de trabajo en cámara de máquinas.

Reducción de emisiones y combustibles alternativos

Adicionalmente a la solución híbrida, es posible reducir aún más el impacto medioambiental de los remolcadores mediante tecnologías de reducción de emisiones o mediante el uso de combustible alternativos como el GNL.

Son bien conocidas las ventajas que el uso del GNL ofrece en cuanto a reducción de emisiones de NOx y SOx. También ofrece ventajas en cuanto a emisiones de CO2 siempre y cuando se eliminen las emisiones de metano (methane slip). MAN Diesel & Turbo ofrece una amplia gama de motores duales; de dos y cuatro tiempos; propulsores y auxiliares. Los motores duales L35/44DF de MAN Diesel & Turbo se distinguen del resto por su capacidad de operar, sin detrimento en la potencia entregada y el consumo, con GNL de número de metano 70.

Adicionalmente a los motores duales, MAN|Cryo completa el sistema de gas a bordo con estaciones de bunker, vaporizadores, tanques tipo C y sistema de suministro de gas a consumidores. La tecnología de MAN|Cryo se distingue no sólo por su amplia gama de tamaños de tanques, sino porque estos pueden ser horizontales o verticales, con TCS (Tank Connection Space) redundantes, con volúmenes a partir de 25m3 y con presiones de hasta 10bar. La tecnología de MAN|Cryo permite mantener el gas en el tanque 40 días sin necesidad de gestionar el boil-off.

El sistema de suministro de gas a consumidores se realiza sin elementos rotativos (bombas) gracias al concepto PBU (Pressure Build Up).

Una alternativa al uso del GNL que ofrece similares reducciones de emisiones de NOx y SOx evitando el potencial problema de las emisiones de metano (methane slip) es el uso de catalizadores (SCR: Selective Catalytic Reactor). Estos sistemas evitan la instalación del voluminoso tanque de GNL a cambio de la instalación de un catalizador en la tubería de exhaustación de los motores. Adicionalmente, el sistema requiere de un consumible adicional –urea- que necesita ser almacenada a bordo.

MAN Diesel & Turbo ha desarrollado su propia tecnología SCR totalmente integrada con el sistema de control del motor lo que permite reducir los consumos de urea a cualquier carga. El sistema integrado de motor y SCR de MAN destaca por su reducido consumo de urea y mínimo consumo de combustible, gracias a la capacidad de los motores MAN de soportar sobrepresiones en el escape de hasta 50mbar sin detrimento en el consumo y/o potencia entregada.

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