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Cinco claves para optimizar la eficiencia energética en la planta eléctrica de un buque
La eficiencia energética ya no es una opción en el sector naval: es un imperativo económico y medioambiental. Con una flota mundial que busca reducir emisiones y costes operativos, la optimización de la planta eléctrica a bordo se vuelve fundamental. En esta nueva entrega de nuestra serie de artículos técnicos sobre soluciones navales, exploramos cinco acciones concretas –desde la iluminación técnica hasta el control de motores– que puedes implementar para maximizar el rendimiento, reducir el mantenimiento y asegurar la sostenibilidad de cualquier embarcación.
5 formas de mejorar la eficiencia energética en buques
Índice
1. Iluminación LED: durabilidad y ahorro
No viene de nuevo que, el uso de iluminación LED en lugar de lámparas y tubos de luz convencionales, contribuye a un mayor ahorro y se suma a su modelo de eficiencia energética.
Una bombilla incandescente puede proporcionar una vida útil de 1.000 horas y una lámpara fluorescente de unas 7.500 horas. Sin embargo, las luces LED tienen una vida útil de aproximadamente 50,000 horas y un 60% menos de consumo de energía.
Implementar esto no solo reduce las horas de mantenimiento, sino que también reduce los costos operativos, lo que incluye el costo de combustible del generador y el costo de operación/mantenimiento de las luces.
1.1. La solución de WISKA para entornos exigentes
Desde Grupo Elektra recomendamos las soluciones de iluminación de WISKA. Dada su robustez y eficiencia energética en el diseño, son equipos aptos para los entornos marinos más exigentes.
Cuando la iluminación LED se utiliza en el sector marítimo, los productos han de cumplir unos requisitos estrictos y exigentes: alto rendimiento lumínico, un mínimo mantenimiento, una larga vida útil y alta resistencia a la intemperie, especialmente cuando se trata de iluminación exterior.
WISKA combina la experiencia en plásticos con conocimientos en tecnología LED y ofrece sistemas de iluminación que cumplen los requisitos para un correcto funcionamiento en alta mar.
Soluciones de iluminación exterior Wiska
1.2. Indicaciones sobre la vida útil de los LED
A la hora de seleccionar la iluminación LED adecuada, las especificaciones de vida útil son cruciales.
Sin embargo, además de tener en cuenta la disminución del flujo luminoso de los chips LED a lo largo del tiempo, también es importante verificar la vida útil de todos los demás componentes de la luminaria.
Datos importantes para su diseño de iluminación con nuestros productos LED:
- La vida útil nominal indica las condiciones en las que se aplica la vida útil del sistema especificada y se refiere principalmente a los chips LED.
- L [%] / B [%] y Ta [°C].
- Valor L = Ø Mantenimiento del lumen del LED en % cuando se alcanza la vida útil.
- Valor B = % de LED por debajo del valor L.
- Valor Ta = Temperatura ambiente.
Todos los factores pueden influir individualmente en fuertes cambios en la vida útil de los LED.
Para sus necesidades individuales en la planificación de la iluminación, hay que solicitar siempre estos datos clave al comparar diferentes luminarias. De este modo, podrá asegurarse de encontrar su solución individual.
Consejo: Si no se indica ninguna temperatura ambiente para la vida útil indicada, siempre se refiere a Ta +25 °C. Si solo encuentra una cifra sobre la vida útil del LED y nada más, siempre se aplica lo siguiente: L70/B50 Ta +25 °C.
2. Motores eficientes
El uso de un motor eficiente no solo reduce las pérdidas experimentadas por los motores convencionales (pérdida de hierro, pérdida I2R del estator y del rotor, pérdida por fricción, etc.) sino que también ayuda a ahorrar energía y mejorar la eficiencia, ya que requiere menos mantenimiento, sin dejar de tener más horas de funcionamiento.
Estos motores proporcionan un mejor rendimiento incluso a baja temperatura y el par de arranque requerido es menor que el tipo convencional de motores.
Siemens abarca toda la gama completa de motores marinos con TAC, tanto sincrónicos como asincrónicos: desde motores eléctricos estándar, pasando por servomotores para aplicaciones de control de movimiento, CC, etc.
3. Arrancadores suaves
Los arrancadores suaves se utilizan para ayudar en la aceleración y desaceleración suave y continua de los motores, lo que contribuye a reducir los picos de consumo así como los daños en el devanado y los cojinetes del motor, lo que aumenta la vida útil del motor.
Un arrancador tiene la ventaja de proporcionar un factor de potencia mejorado en la mano al tiempo que reduce las tensiones mecánicas y el mantenimiento.
En Schneider Electric, el arranque del motor se puede efectuar mediante estas 3 opciones:
- Contactor + interruptor magnetotérmico
- Contactor + interruptor magnético + relé térmico
- Tesys U
Hay que escoger la configuración más adecuada en cada caso.
4. Balastro electrónico
Teniendo en cuenta que más de un 40% de la flota mundial tiene más de 25 años de vida, es habitual encontrar que la mayoría de los buques no han hecho el cambio a LED, tal y como hemos comentado en el punto 1, y la mayoría de los barcos todavía siguen utilizando lámparas fluorescentes como fuente de iluminación principal.
Sin embargo, es importante poder mejorar la eficiencia de estas lámparas, mediante un balasto electrónico.
El balasto electrónico reemplaza el conjunto del balasto convencional, el cebador y el condensador. Estos ayudan a:
- Eliminar el parpadeo y el zumbido de las lámparas fluorescentes.
- Son más silenciosos.
- Tienen un rendimiento energético superior al 98%. Esto es mucho si se compara con los balastos corrientes, y se debe principalmente a que casi no se calientan (no disipan energía en forma de calor).
- El rendimiento luminoso aumenta con la frecuencia de algunos centenares de kHz, con 32 W se obtiene el mismo flujo luminoso que con 36 W con balasto normal, considerando el consumo exclusivamente del tubo.
- Con un solo balasto puede encender uno o más tubos.
5. Variadores de frecuencia (VFD)
Los variadores o convertidores de frecuencia son equipos para regular la velocidad de giro de los motores eléctricos. Por sus siglas en inglés, solemos referirnos al variador de frecuencia como VFD (Variable Frequency Drive).
Estos equipos, permiten entre otras cosas:
- Mejorar el control de procesos.
- Reducir el consumo de energía y generarla de forma eficiente.
- Disminuir el estrés mecánico en las aplicaciones de control de motores.
- Optimizar el funcionamiento de una serie de aplicaciones que dependen de motores eléctricos.
Los variadores de frecuencia pueden reducir el consumo de energía hasta en un 60% cuando se utilizan para ventiladores y bombas centrífugas.
También reduce el riesgo de cavitación en la bomba. Para obtener la máxima eficiencia del VFD, se ajusta según la demanda de carga del sistema.
Schneider Electric ofrece distintas gamas de variadores de velocidad y arrancadores para las soluciones de control de motor hasta 20MW con certificación naval DNV, BV LRS, ABS, RMRS.
Un diseño correcto: la base de la eficiencia
Otras de las cosas que hay que tener en cuenta a nivel general es un buen diseño de la planta eléctrica del buque: una mala conexión, un mal dimensionamiento de la sección del cable, entre otras cosas, producirán pérdidas por el efecto Joule, así como incrementarán el riesgo de incendios y averías eléctricas de los equipos.
Grupo Elektra: Soluciones integrales para una navegación eficiente
En Grupo Elektra sabemos que la eficiencia en el mar es sinónimo de rentabilidad y seguridad.
Por eso, ponemos a tu disposición un catálogo especializado con las marcas líderes del sector naval, como Siemens, Schneider Electric y Wiska.
Ya sea para una nueva construcción o para el retrofit de buques existentes, nuestro equipo te asesora para elegir la combinación perfecta de motores, variadores e iluminación.
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