Tipos de acionamentos híbridos

Para definir o tipo ideal de acionamento híbrido para uma determinada embarcação e identificar a melhor solução tecnológica em termos de desempenho, design e eficiência, é essencial realizar um estudo preliminar e analisar detalhadamente os parâmetros operacionais. Esse é o trabalho que mais motiva a nossa equipe.

Existem, essencialmente, dois tipos de sistemas de propulsão híbrida aplicáveis a diferentes tipos de embarcações:

Híbrido em Série

Nesse sistema, a energia elétrica é gerada por um motor a diesel acoplado a um gerador. Em conjunto com um sistema de armazenamento (baterias), essa energia alimenta o motor elétrico — o único conectado diretamente à hélice.

Vantagens:

A primeira vantagem de um sistema de propulsão híbrido em série é oferecer flexibilidade significativa ao sistema de propulsão, otimizando o desempenho dos motores a diesel e melhorando sua eficiência. Essa flexibilidade se deve à separação completa entre as fontes de energia e os usuários, permitindo um gerenciamento de energia mais eficiente. O fato de proporcionar maior independência à fonte de energia primária, o motor a diesel, desacoplando-o mecanicamente da linha de propulsão, também contribui para um maior nível de conforto a bordo, reduzindo significativamente o ruído e as vibrações.

Desvantagens:

Entretanto, a adoção desse tipo de propulsão tem um impacto considerável no custo total da embarcação: Quanto mais complexo for o sistema, maior será o nível de projeto necessário para torná-lo o mais completo e eficiente possível, e de acordo com as necessidades e os requisitos da embarcação. Assim, o investimento inicial será maior em comparação com a propulsão tradicional. Por outro lado, o retrofit de uma propulsão tradicional com uma híbrida é um exemplo brilhante de aplicação dos princípios da economia circular, reutilizando tudo o que for possível já instalado a bordo e integrando-o ao novo projeto, reduzindo assim o impacto ambiental e tornando-o ainda mais sustentável.

Representação gráfica de um sistema de propulsão: duas hélices com eixos longos, cada uma conectada a unidades motoras verdes e azuis. À direita, ao fundo, há um grupo de módulos retangulares que parecem baterias ou unidades de controle. Todos os componentes estão dispostos sobre um fundo branco.

Híbrido Paralelo

Em um sistema de propulsão híbrido paralelo, o motor a diesel e o motor elétrico são conectados à hélice. A embarcação pode então ser propelida exclusivamente pelo motor a diesel, exclusivamente pelo motor elétrico ou por uma combinação de ambos.

Vantagens:

A compactação e a leveza são perfeitas para espaços limitados, a robustez e a confiabilidade do sistema garantem um desempenho consistente ao longo do tempo. Graças à modularidade, obtida por meio da padronização dos componentes híbridos, e à segurança do projeto elétrico avançado, em conformidade com os mais altos padrões industriais, um nível de segurança adicional é adicionado. A personalização permite soluções sob medida, combinando motores a diesel de várias potências com motores elétricos adequados às necessidades específicas do projeto e do cliente; a flexibilidade do pacote o torna ideal para embarcações de lazer e comerciais.

Desvantagens:

Por outro lado, a configuração paralela (com “eixo secundário”) é caracterizada por maior flexibilidade no gerenciamento da taxa de redução entre a máquina elétrica e o eixo da hélice, otimizando a eficiência do sistema de propulsão. Consequentemente, essa configuração terá um peso total maior, devido ao uso de uma transmissão mecânica adicional, além de um motor elétrico. Isso afeta o consumo de combustível da embarcação e requer mais espaço para instalação. O híbrido paralelo é a escolha mais comum para unidades de médio e pequeno porte, onde o espaço disponível é limitado, as horas de operação anuais raramente atingem valores altos (5.000 horas) e o conforto e o relaxamento são as prioridades do usuário.

Representação gráfica de um sistema de propulsão complexo: vários componentes estão dispostos em linha, incluindo duas grandes hélices brancas com eixos longos, unidades motoras verdes e azuis, bem como componentes adicionais menores em amarelo e vermelho. À direita, ao fundo, há vários módulos retangulares que parecem baterias ou unidades de controle. Todos os elementos são apresentados contra um fundo branco.

Soluções híbridas para todos os tipos de embarcações

Os acoplamentos elásticos e rolamentos da VULKAN são utilizados em quase todos os tipos de embarcações com propulsão a diesel, híbrida ou elétrica. Todos os tipos de embarcações se beneficiam das excelentes propriedades dinâmicas e da longa vida útil dos produtos VULKAN, fabricados em uma de nossas unidades de produção.

Iate
Embarcação de trabalho
Embarcação para parque eólico
Balsa de passageiros
Rebocador
Embarcação de pesca com palangre

Produtos VULKAN para soluções de acionamento híbrido e elétrico

Como parte de nossas atividades na área de Soluções de Híbrido e Elétrico, a VULKAN oferece um projeto e fornecimento de produtos dedicados para sistemas de acionamento sustentáveis. Esses são os respectivos produtos da VULKAN: MEGIFLEX B, ChockDesign e AVR Series.

Modo elétrico LIGADO - EMISSÕES ZERO

Quando o operador seleciona o modo elétrico, a caixa de câmbio marítima é colocada em ponto morto e a e-machine aciona o eixo da hélice diretamente por meio do dispositivo VULKAN Hybrid Drive. O motor diesel pode ser desligado.

Modo diesel ON - GERAÇÃO DE ENERGIA

Quando o operador seleciona o modo elétrico, a caixa de câmbio marítima é colocada em ponto morto e a e-machine aciona o eixo da hélice diretamente por meio do dispositivo VULKAN Hybrid Drive. O motor diesel pode ser desligado.

MODO ELÉTRICO caixa de câmbio em ponto morto

Fluxo de energia no modo elétrico

Navegação com emissão zero - o motor elétrico é alimentado pelas baterias; o motor diesel é desligado.

MODO GERADOR caixa de câmbio engatada

Fluxo de energia no modo diesel

As máquinas elétricas atuam como geradores de velocidade variável, recarregando as baterias e fornecendo energia para a carga do hotel.

A série H

A série H foi projetada para fornecer um sistema totalmente integrado composto por pacotes mecânicos e de gerenciamento de energia.

O módulo híbrido H-Series é fornecido com todos os componentes necessários para a propulsão híbrida, garantindo qualidade e confiabilidade superiores em comparação com um sistema de propulsão convencional. 

A VULKAN fornece as interfaces mecânicas especialmente selecionadas por meio de análise dinâmica de corpo rígido e análise de vibração de torção. Sua compactação o torna adequado para salas de máquinas com espaço limitado, enquanto sua robustez e modularidade garantem um desempenho estável ao longo do tempo e facilidade de personalização para atender aos requisitos específicos do projeto e do cliente.

O sistema é particularmente adequado tanto para novas construções quanto para reformas de embarcações já em serviço. O objetivo do projeto por trás do produto, que visa otimizar o espaço e o peso, permite que as vantagens da propulsão híbrida sejam exploradas sem a necessidade de modificações estruturais significativas.

Além do pacote de módulos híbridos H-Series, a VULKAN oferece a seus clientes um pacote completo pronto para uso, que inclui os seguintes componentes e sua integração:  

Sistema de gerenciamento e distribuição de energia:  

  • Painel de controle PMS/SEMS  
  • Sistema de alavanca de aceleração  
  • Conjunto de baterias  
  • Conversor CC/CC  
  • Quadro de distribuição de 750 VDC  
  • Transformador  
  • Painel do inversor (VFD)  

Pacote de trem de força:  

  • Acoplamento altamente flexível  
  • Acoplamento eletromagnético  
  • Máquina elétrica  
  • Integração mecânica  

Baterias: Resfriadas a ar ou a líquido, LFP, aprovadas para registro.  

Comissionamento do sistema realizado pela VULKAN.  

  • Compacidade: para salas de máquinas com espaço limitado.
  • Robustez e confiabilidade: para desempenho duradouro, mantendo a estabilidade ao longo do tempo.
  • Modularidade: Alcançada através da padronização de embreagens, motores elétricos e outros componentes híbridos.
  • Segurança: Projeto elétrico de última geração, atendendo aos mais altos padrões industriais e incorporando as tecnologias mais recentes.
  • Personalização: Pode ser configurado em uma variedade de soluções, combinando motores a diesel de 500 kW a 1500 kW com motores elétricos de tamanho adequado para atender aos requisitos do projeto e às necessidades do cliente.
  • Adaptabilidade: Adequado para embarcações de recreio e comerciais.
  • Baterias: Refrigeradas a ar ou a líquido, LFP, aprovadas pelo registro
  • Comissionamento do sistema realizado pela VULKAN.

H2000 - SAE1/0/00

300 kw, 2300 Nm, 2500 rpm

H1000 - SAE1/0 

200 kW, 954 Nm, 2000 rpm

H400 - SAE3/1 

84 kw, 400 Nm, 2000 rpm