Armazenamento de energia - agora relevante para qualquer tipo de embarcação

Enhydra da Frota Vermelha e Branca, o mais novo membro da frota de embarcações de passageiros de R & W. O navio monocasco de alumínio LOA de 128 pés com um feixe de 30 pés é a maior embarcação elétrica híbrida de bateria de íons de lítio na América do Norte construída sob a certificação “USCG Subchapter K”. Imagem: AAM e Red & White.

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Uma cartilha sobre o tema em rápida evolução da tecnologia de baterias embarcadas.

O armazenamento de energia em si é, na verdade, uma notícia antiga. Como as velas foram retiradas para sempre, as embarcações mercantes cruzaram os oceanos usando algum tipo de energia armazenada com segurança a bordo. Seja Carvão, Diesel, Gasolina ou Gás Natural, e independentemente do tipo de energia, o armazenamento seguro a bordo tem sido vital para a segurança e conclusão da viagem planejada. Por outro lado, o uso ativo de baterias em sistemas de propulsão é relativamente novo. Começou com vasos menores, mas expandiu dentro de alguns anos para navios de médio e grande porte.

Melhor desempenho e segurança
Uma das chaves para este crescimento tanto na capacidade quanto nos tipos de vasos foi o novo design que excede a proteção térmica necessária causada por uma falha de célula, normalmente chamada de fuga térmica. O Corvus, por exemplo, demonstrou em vários testes que uma falha injetada em uma célula da bateria não se propaga para as células saudáveis ​​adjacentes. O Corvus também introduziu uma solução de bateria contida que leva os gases potenciais para fora da sala de baterias e para uma área segura. Essas conquistas, combinadas com sistemas de gerenciamento de bateria ativos, aumentaram significativamente a confiança na tecnologia de baterias. A tecnologia é agora aceita como um método viável e seguro para transferir energia a bordo dos navios.

O que é exclusivo sobre baterias?
As baterias são o único sistema de armazenamento de energia importante que pode mudar instantaneamente de fornecer energia para absorver energia excessiva. A melhor maneira de descrever isso é compará-lo a uma mola espiralada. Você pode comprimi-lo ainda mais, tornando-o mais forte, ou pode liberá-lo para permitir que ele faça um trabalho para você. Simplesmente explicado, é exatamente isso que as baterias podem fazer por você. Esse recurso é único e deve ser creditado para alimentar a tecnologia de semicondutores desenvolvida por empresas elétricas. A ABB foi pioneira na indústria naval, lançando o Onboard DC Grid em 2011.
Muitas outras empresas acompanharam rapidamente as soluções correspondentes, e hoje há vários integradores que usam ativamente as baterias em suas soluções.

Tirando total vantagem das baterias: conte as maneiras
O objetivo final de qualquer nova tecnologia é poder executar o mesmo trabalho de forma mais eficiente, menos poluente, com custos reduzidos e maior segurança. Então, como podemos conseguir isso? Abaixo estão listadas algumas das características que o proprietário / operador de hoje aprecia ao empregar esta tecnologia:

• Zero Emissões : As balsas são as vencedoras aqui. A maioria deles vai entre duas docas específicas e recarrega em cada doca enquanto os veículos são descarregados e recarregados. Somente a Noruega terá 50 balsas a bateria em operação até 2020. A Europa e o Canadá começaram a fazer o mesmo, e muitos ferries a bateria estão em construção. Qualquer embarcação que doca rotineiramente várias vezes por dia é um candidato viável para emissões zero, impulsionado pela tecnologia de baterias.
• Áreas livres de emissões : qualquer embarcação que entrar nos limites da cidade estará sob escrutínio no futuro. A saúde e o conforto das pessoas estão diretamente ligados à qualidade do ar. Com as baterias instaladas, as embarcações podem atingir uma emissão zero por um tempo limitado; ou quando está na doca nas cidades, ou quando entra em fiordes ou áreas similares sensíveis à poluição. Atualmente, as balsas RoPax híbridas entram e saem rotineiramente de portas somente com energia da bateria. Em águas abertas, eles ainda precisam de motores, mas os otimizam recarregando as baterias e preparando-se para o próximo porto. Exploração Os navios de cruzeiro fazem o mesmo, mas também quando entram em paisagens intocadas e sensíveis.
• Peak Shaving : Muitos navios têm picos curtos de alta demanda de potência - às vezes chamados de “a hora da potência”. As baterias podem fornecer esse aumento de potência, dando à embarcação uma potência total superior à potência total do diesel a bordo. As embarcações de pesca são um ótimo exemplo dessa prática. Eles têm potência de pico quando transportam marcha atrás, mas também longos períodos com propulsão em marcha lenta. As baterias fornecerão o pico de potência e otimizarão a energia, levando a recarga quando as embarcações tiverem energia excessiva. Curiosamente, os rebocadores também são excelentes candidatos para isso, já que usam rapidamente a enorme quantidade de potência a diesel que instalaram no decorrer de um dia de trabalho típico. A redução do tamanho do motor combinada com as baterias ajudará esta frota a se tornar mais eficiente e amiga do ambiente; indo até atingir zero emissões ao carregar na doca. A tecnologia permite que os rebocadores operem principalmente com baterias, com motores a diesel como backup apenas.
• Reserva de fiação : Certas operações no mar exigem uma reserva de fiação. Simplificando, isso significa que uma parada repentina de um motor ou uma perda de energia não devem ter impacto na posição ou nas operações da embarcação. Esta reserva giratória é hoje obtida com a execução de mais mecanismos on-line do que o necessário. A desvantagem disso é a carga extremamente baixa nos motores e as horas de funcionamento desnecessárias. À medida que as autoridades e outras partes interessadas começam a aceitar cada vez mais as baterias como reserva de fiação, elas permitem que os operadores desliguem os motores em marcha lenta que estão funcionando apenas para reservas de fiação. Esse é um benefício tipicamente forte no setor de petróleo e offshore para embarcações que operam no modo DP.
• Resposta mais rápida : as baterias podem acomodar grandes variações de carga em um curto período de tempo. Este é um benefício que se mostrou particularmente eficiente em motores a gás com tempo de resposta tipicamente mais longo, e acredita-se ser um parceiro perfeito quando a tecnologia Fuel Cell vem como provedor de carga básica. Existem vários OSV's e Ferries operando hoje com a combinação de motores a gás e baterias a bordo.
• Nivelamento de Carga : Qualquer pessoa que tenha estado em uma sala de máquinas durante uma tempestade pesada sabe o quanto um motor a diesel funciona para manter a velocidade enquanto a embarcação navega nas ondas. Este bombeamento do poder reduz a eficiência. As baterias podem ser usadas para nivelar a carga e aumentar as eficiências - até 10% de economia de combustível durante o trânsito em mares revoltos.
• Embarcação silenciosa: Imagine cruzar em uma área sensível a ruído sem nenhum motor em funcionamento; por exemplo, observação de baleias, cruzeiros cênicos de fiordes, operações científicas e operações sísmicas. A oportunidade de operar um navio por várias horas sem motores funcionando ainda promete muitas oportunidades ainda inexploradas.
• Redundância : Com as baterias a bordo, não apenas uma fonte de energia é disponibilizada, uma fonte de energia completamente diferente dos motores de combustão abre outras possibilidades e vantagens. Isso é algo que poderia beneficiar tais missões perigosas, como combate a incêndios e embarcações de apoio a terminais a gás.
• Combustível menos caro : Finalmente, a eletricidade - dependente da fonte e dos modelos econômicos locais - pode ser menos dispendiosa do que a operação de motores a diesel. Ele não polui localmente e não polui globalmente se a energia for gerada a partir de energia limpa.

Em suma, as baterias representam várias maneiras de reduzir drasticamente as horas de operação para qualquer tipo de embarcação virtual, minimizando, em última instância, os intervalos de manutenção dispendiosos, economizando combustível e uma miríade de outros trabalhos nos motores. O conceito tem pernas e está em uso aqui nos Estados Unidos. Este ano, a All American Marine e a Red and White Fleet de São Francisco anunciaram o lançamento do Enhydra, o mais novo membro da frota de embarcações de passageiros de R & W. O navio monocasco de alumínio LOA de 128 pés com um feixe de 30 pés é a maior embarcação híbrida elétrica de bateria de íons de lítio na América do Norte construída sob a certificação “USCG Subchapter K”.

O integrador de propulsão ou o navio de 600 passageiros é a BAE Systems, que forneceu seu sistema de propulsão HybriDrive que inclui um gerador, conversor de energia de propulsão, fonte de alimentação de carga e sistema de controle. Sem dúvida, mais desses tipos de embarcações estão a caminho. Pode até ser uma boa opção para suas operações.

Sveinung Odegard é gerente de vendas da Corvus Energy na América do Norte. Ele participou de projetos híbridos e elétricos na Noruega e combina seu trabalho na Europa com a de Seattle, WA. A Odegard também possui e opera uma pequena empresa com foco em tecnologia marinha verde para o mercado norte-americano.

Este artigo apareceu pela primeira vez na edição impressa de novembro da revista MarineNews .