Preguntas frecuentes…

Es una embarcación que cuenta con un sistema de propulsión que combina dos o más fuentes de energía: un motor de combustión interna, un motor eléctrico y baterías que almacenan la energía eléctrica producida.  

El objetivo es reducir el consumo y las emisiones y maximizar la comodidad, al tiempo que se gestiona de manera eficiente la flexibilidad de las diferentes fuentes de energía.  

Hasta este punto, el enfoque es similar al de un coche híbrido.  

El mundo de la propulsión marina, aunque utiliza soluciones tecnológicas similares y a menudo derivadas de la automoción, se basa en fenómenos físicos diferentes: un barco se mueve a través del agua gracias al empuje de la hélice, que vence la resistencia del casco al movimiento y permite que el barco avance a través de las olas. La potencia del motor endotérmico se utiliza en los coches para vencer la fricción de las ruedas y avanzar en tierra.  

Aparte de esto, el entorno (movimiento de las olas, corrientes, ausencia de descensos y subidas en el caso de la navegación a vela) también hace que las dos aplicaciones sean muy diferentes. La mayor diferencia entre el mundo de la tracción en tierra y el mundo naval queda clara: la necesidad de estandarización frente a la necesidad de personalización.  

El automóvil es un producto que, a pesar de las diferencias entre fabricantes y modelos, está extremadamente estandarizado, incluso en el ámbito de las soluciones híbridas, con el consiguiente aplanamiento fisiológico del rendimiento.  

El mundo marino en general, y la navegación a vela en particular, se caracteriza por una enorme variabilidad de aplicaciones: soluciones técnicas, potencia, geometrías y perfiles operativos muy diferentes caracterizan un yate abierto de 5 metros con motor fueraborda en comparación con un yate de 80 metros con propulsores azimutales.  

Esta variabilidad implica, para cada aplicación y perfil operativo, el diseño de una solución de propulsión específica, manteniendo al mismo tiempo.  

La propulsión híbrida marina se divide en dos macrocategorías: propulsión híbrida paralela y propulsión híbrida en serie.  

Los sistemas de propulsión híbrida en paralelo tienen tanto el motor diésel como el motor eléctrico conectados a la hélice. La embarcación podría entonces ser propulsada únicamente por el motor diésel, únicamente por el motor eléctrico o por una combinación de ambos. Esta es también la configuración más común en el sector de la automoción.  

Un sistema híbrido en serie implica la producción de energía eléctrica a partir de un motor diésel acoplado a un generador: en combinación con un sistema de almacenamiento de energía (baterías), el generador suministra energía al motor eléctrico, el único componente conectado a la hélice.  

Las baterías convierten la energía química en energía eléctrica mediante una o varias celdas que almacenan energía y la transmiten al exterior. Existen diferentes tipos de baterías, cada una con sus propias características, capaces de satisfacer requisitos específicos en cuanto a tamaño, diseño, temperaturas de funcionamiento y composición química.  

Actualmente, las baterías de litio están ganando terreno frente a las más tradicionales y conocidas baterías de plomo. También están emergiendo las nuevas baterías de sal, que pueden operar a temperaturas más bajas, no son tóxicas, son reciclables y no presentan riesgo de incendio.

Las baterías de plomo-ácido son económicas y están disponibles en muchos tamaños, pero requieren un mantenimiento elevado.  

Las baterías de litio, en particular las NMC (níquel-manganeso-cobalto), LFP (litio-hierro-fosfato) y LTO (litio-titanato), están experimentando un crecimiento exponencial gracias al auge de la movilidad eléctrica y a su alta densidad energética. Estas baterías se utilizan para alimentar cargas auxiliares y, con frecuencia, para la propulsión. A pesar de su alto rendimiento, presentan algunos problemas de seguridad que deben resolverse (especialmente desde el punto de vista térmico). Los importantes avances en su desarrollo prometen nuevas mejoras en el futuro.  

Las baterías de estado sólido podrían resolver muchos de los problemas actuales de las baterías de litio, ya que pueden tener una densidad energética aún mayor sin ser inflamables. Tienen un diseño más compacto y flexible, lo que supone ventajas considerables para el transporte pesado y la industria naval.  

Las baterías de litio-aire representan una revolución potencial, ya que ofrecen una densidad energética superior. 

Los sistemas de gestión de baterías (BMS) pueden supervisar y gestionar la autonomía y la seguridad del paquete de baterías, controlando los voltajes, las temperaturas y las corrientes de cada celda.  

El BMS se hace cargo del estado de carga y de la capacidad de la batería, indicando su estado de salud y evitando que funcione fuera de los límites de seguridad.

Los sistemas de detección de incendios, conectados a un sistema de alarma centralizado, proporcionan una respuesta inmediata que garantiza la seguridad a bordo.  

A pesar de los temores y la falta de confianza, las recientes investigaciones e inversiones en el campo de las baterías demuestran que es posible una navegación más eficiente, segura, fiable y sostenible. Con baterías más seguras y sostenibles que garantizan una mayor autonomía para el buque, el futuro de la navegación marítima tiene todas las papeletas para ser tan prometedor, eficiente y ecológico como el sector de la automoción.  

La primera ventaja de un sistema de propulsión híbrido en serie es que ofrece una flexibilidad significativa al sistema de propulsión, optimizando el rendimiento de los motores diésel y mejorando su eficiencia. Esta flexibilidad se debe a la separación completa entre las fuentes de energía y los usuarios, lo que permite una gestión más eficiente de la energía. Al proporcionar una mayor independencia a la fuente de energía primaria, el motor diésel, desacoplando mecánicamente de la línea de propulsión, también contribuye a un mayor nivel de comodidad a bordo, reduciendo significativamente el ruido y las vibraciones.  

Sin embargo, la adopción de este tipo de propulsión tiene un impacto considerable en el coste total del buque: cuanto más complejo es el sistema, mayor es el nivel de diseño necesario para que sea lo más completo y eficiente posible, y esté en consonancia con las necesidades y requisitos del buque.  

La inversión inicial será, por tanto, mayor en comparación con la propulsión tradicional.  

El reto es aún mayor para nuestro equipo de soluciones de propulsión híbrida y eléctrica de VULKAN cuando se trata de la implementación de una propulsión híbrida en serie en una embarcación existente. En este caso, los expertos de VULKAN deben considerar cuidadosamente la disposición existente, los pesos y tamaños relativos de la maquinaria, los espacios disponibles y las tecnologías ya en uso.  

Imagine navegar en una embarcación con un perfil operativo variable durante períodos de tiempo limitados con frecuentes fases de aceleración y desaceleración: las grandes embarcaciones de recreo (superyates de más de 60 metros), las embarcaciones de transporte de pasajeros (cruceros) o las embarcaciones de trabajo son el ejemplo perfecto en el que la propulsión híbrida en serie es la mejor solución aplicable.  

La situación cambia (y de manera significativa) cuando se trata de unidades medianas y pequeñas, donde el espacio disponible es limitado, las horas de funcionamiento anuales rara vez alcanzan valores elevados (5000 horas) y la comodidad y la relajación son las prioridades del usuario.  

En los sistemas de propulsión híbrida paralela (en los que el motor eléctrico comparte el mismo eje que el motor diésel), tanto la configuración en línea como la paralela (con el eje del motor eléctrico «secundario» al eje de propulsión) presentan características e implicaciones diferentes. La configuración en línea ofrece ventajas evidentes: su compacidad y ligereza son perfectas para espacios limitados.  

• La robustez y fiabilidad del sistema garantizan un rendimiento constante a lo largo del tiempo.  
• Gracias a la modularidad, obtenida mediante la estandarización de componentes híbridos, y a la seguridad del diseño eléctrico avanzado, que cumple con los más altos estándares industriales, se añade un nivel de seguridad adicional.  
• La personalización permite soluciones a medida, combinando motores diésel de diversas potencias con motores eléctricos adecuados a las necesidades específicas del proyecto y del cliente.  
• La flexibilidad del paquete lo hace ideal tanto para embarcaciones de recreo como comerciales.  

Por otro lado, la configuración paralela (con «eje secundario») se caracteriza por una mayor flexibilidad en la gestión de la relación de reducción entre la máquina eléctrica y el eje de la hélice, optimizando la eficiencia del sistema de propulsión.  

El híbrido paralelo es la solución perfecta para unidades que requieren modo eléctrico a bajas velocidades y pequeños motores eléctricos y paquetes de baterías. La máquina eléctrica está conectada de alguna manera en la misma línea de eje del motor endotérmico a través de un sistema llamado PTO/PTI (Power Take Off / Power Take In).  

En consecuencia, dicha configuración tendrá un mayor peso total, debido al uso de una transmisión mecánica adicional, así como un motor eléctrico. Esto afecta tanto al consumo de combustible de la embarcación como al espacio necesario para la instalación.