Sistemas de propulsión de aplicación optimizada para operación energéticamente eficiente

Abstract

Today, optimal propellers are designed by using advanced numerical methods. Major revolutionary improvements cannot be expected. More essential are the design conditions and the optimal adaptation of the propulsion system according to the operational requirements. The selection and optimisation of the propulsion system based on a systematic analysis of the ship’s requirements and the operation profile are the prerequisites for reliable and energy-efficient propulsion. Solutions are presented, which accommodate these issues with a focus on steerable rudderpropellers. Considerations include the efficiency potential of the propulsor itself, optimisation of the engine propeller interaction, and optimisation of a demandresponsive energy supply. The propeller-thruster interaction is complex, but offers some potential for optimisation. Results of examinations show this. The power distribution between multiple propellers at high loads of limited propeller diameters increases the efficiency. This can be done by double-propeller systems like the SCHOTTEL TwinPropeller or by distributing the power on several thrusters. This distributed propulsion offers economic operation and an increased lifetime by means of the demandresponsive use of energy. An efficiency-optimized electric motor instead of the upper gear box reduces the mechanical losses in the case of diesel-electric propulsion. An example: the SCHOTTEL CombiDrive.En la actualidad, las hélices óptimas son diseñadas mediante el uso de métodos numéricos avanzados. No se pueden esperar grandes mejoras revolucionarias. Más esenciales son las condiciones de diseño y la adaptación óptima del sistema de propulsión de acuerdo a los requerimientos operacionales. La selección y optimización del sistema de propulsión basado en un análisis sistémico de los requerimientos del buque y el perfil de operación son los prerrequisitos para propulsión confiable y energéticamente eficiente. Se presentan soluciones, que acomodan estos asuntos con un enfoque sobre hélices de timón dirigibles (steerable rudderpropellers). Las consideraciones incluyen el potencial de eficiencia del propulsor en sí, la optimización de la interacción entre la hélice y el motor y la optimización de un suministro de energía que responda a la demanda. La interacción de hélice y el propulsor es compleja, pero ofrece algún potencial para optimización; los resultados de las pruebas lo demuestran. La distribución de potencia entre múltiples hélices con altas cargas de diámetros de hélice limitados aumenta la eficiencia. Esto se puede lograr por sistemas de doble hélice como el Doble Hélice de SCHOTTEL o mediante la distribución de potencia en varios propulsores. Esta propulsión distribuida ofrece operación económica y ampliación de vida útil mediante el uso de energía que responda a la demanda. Un motor eléctrico de eficiencia óptima, en vez de la caja de engranajes superior reduce las pérdidas mecánicas en el caso de propulsión diesel-eléctrica. Un ejemplo: El SCHOTTEL CombiDrive