Contribuții privind analiza eficienței energetice a sistemelor electrice de propulsie navală

Abstract

Prima navă cu propulsie electrică a fost lansată la apă în 1903 ca tanc petrolier pentru Marea Caspică și fluviul Volga de către societatea Nobel Petroleum Company. Nava era revoluționară și prin faptul că pentru antrenarea generatorului electric se folosea un motor Diesel, înlocuind soluția clasică de la acea vreme, mașină cu abur. Armarea de noi nave cu propulsie electrică a evoluat foarte lent până în anii 90, circa 200 pe an, în special spărgătoare de gheață și drăgi, pentru ca după acești ani dezvoltarea să devină exponențială, ajungându-se în anul 2013 la o comandă de 1750 nave noi, din care 199 livrabile în acel an. Creșterea anuală a numărului de nave cu propulsie electrică este de trei ori mai mare decât cea a navelor clasice. Tendința de creștere nu este conjuncturală, ci este una certă și se datorează mai multor factori. Soluția clasică, motor Diesel lent, semirapid sau rapid și elice cu pas fix, EPF, are dezavantaje certe și binecunoscute: necesitatea unui reductor mecanic de mare putere pentru compatibilizarea vitezei de rotație a elicei cu cea a motorului cu combustie internă; imposibilitatea obținerii unui consum specific de carburant minim, optim, într-o plajă largă a sarcinii și vitezei; reglarea vitezei navei se poate realiza numai în condțiile sacrificării totale a eficienței. Un progres major s-a realizat prin introducerea elicei cu pas reglabil, EPR, prin care se compatilizează cele două viteze de rotație astfel încât motorul primar să funcționeze în zona eficienței maxime. Soluția permite implementarea unui control avansat, având la dispoziție două mărimi de comandă: pasul elicei și consumul de carburant. Factorii care au contribuit la dezvoltarea propulsiei electrice se împart în două categorii: dezvoltări tehnologice din domenii conexe; necesitatea creșterii performanțelor navelor; tehnologii și aplicații noi în domeniu.