Arquivo Técnico: Geradores de Eixo 101

May 16, 2023

2 de junho de 2023

Yaskawa Environmental Energy / The Switch mostra como produzir eletricidade eficientemente em navios.

Um navio é como uma cidade flutuante que precisa de eletricidade para alimentar suas operações e comodidades a bordo. Então, como gerar essa eletricidade sendo móvel? Essa questão tem desafiado a indústria naval por mais de 150 anos, quando novas tecnologias empolgantes estavam sendo pioneiras na vanguarda da nova era da eletricidade. Avanço rápido para hoje, e os desafios em torno da produção de eletricidade a bordo dos navios foram estimulados novamente. Os novos regulamentos da Organização Marítima Internacional, entre outros novos protocolos, significam que armadores e operadores devem encontrar maneiras de reduzir as emissões e tornar suas embarcações mais eficientes.

A propulsão é uma área óbvia para buscar melhorias e os combustíveis que impulsionam isso. Os geradores de eixo também desempenham um papel fundamental no sistema de propulsão moderno e, portanto, também requerem escrutínio.

força motriz

Todos podem visualizar a aparência de um eixo de transmissão e o que ele faz, mas o que exatamente é um gerador de eixo e como ele ajuda a reduzir o uso de combustível e as emissões? Voltamos à produção de eletricidade novamente, mas essas unidades, escondidas dentro do casco, não são tão misteriosas quanto podem parecer. Grupos geradores autônomos (geradores) precisam de uma fonte externa de combustível para operar e produzir eletricidade, e isso normalmente é feito através de um motor diesel auxiliar separado do motor principal do navio.

Os geradores de eixo eliminam a necessidade de grupos geradores e seus motores auxiliares, pois eles se conectam diretamente ao eixo da hélice e produzem eletricidade utilizando o acionamento de propulsão já fornecido pelo motor principal. É por isso que eles são chamados de geradores de eixo. Os geradores podem então ser desligados, o que economiza combustível e reduz as emissões.

Além disso, utilizar o motor principal maior de 2 tempos dessa maneira é muito mais eficiente do que os motores de 4 tempos que normalmente alimentam os grupos geradores. A empresa finlandesa Yaskawa Environmental Energy / The Switch desenvolveu um sistema que, segundo ela, pode reduzir o uso de combustível em mais 2% a 4% do que os geradores de eixo convencionais.

O Large Drive Test Center onde eles testam todas as máquinas PM antes da entrega aos estaleiros. Imagem cedida por Yaskawa Environmental Energy / The Switch

Um pouco de história

Os primeiros geradores de eixo foram desenvolvidos na década de 1960 e ocuparam seu lugar ao lado dos grupos geradores que vinham assumindo o trabalho de produzir eletricidade a bordo de embarcações nas décadas anteriores.

Esses primeiros geradores de eixo foram um grande passo à frente e reduziram a necessidade de usar grupos geradores. Mas ainda havia uma grande desvantagem - eles estavam diretamente conectados ao eixo de propulsão do navio e à rede, mas sem um conversor de frequência entre eles.

Isso significava que o gerador de eixo era limitado, pois só conseguia lidar com uma velocidade constante da unidade de propulsão da nave. Quando a velocidade da nave mudava, a frequência da corrente elétrica produzida flutuava, tornando-a inutilizável. E assim o gerador de eixo teve que ser desconectado, abrindo caminho para o grupo gerador assumir.

Esse problema de frequência foi resolvido na década de 1980, quando os conversores de frequência foram introduzidos. O gerador de eixo então se destacou, pois podia lidar com qualquer velocidade de zero até a velocidade nominal do navio e alimentar uma frequência constante para a grade do navio.

A combinação convencional de gerador de eixo e conversor de frequência pode ser usada como única fonte geradora de eletricidade a bordo de uma embarcação ou como suplemento aos grupos geradores, reduzindo a necessidade de queimar combustível.

Os geradores de eixo também podem ser usados ​​como fonte de energia para acionar a hélice em velocidades muito baixas, o que é útil ao entrar no porto para economizar nas emissões. Além disso, o sistema pode ser usado para aumentos ocasionais de potência de propulsão de até 15%, se necessário, para romper o gelo ou contra fortes ventos contrários.