Evaluation of Medium Speed Diesel generator sets and energy storage technologies as alternatives for reducing fuel consumption and exhaust emissions in electric propulsion systems for PSVs

• Autores: Cristian A. Morales Vásquez
• Localización: Ship Science and Technology, ISSN-e 2619-645X, ISSN 1909-8642, Vol. 9, Nº. 18, 2016, págs. 49-62
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Evaluación de generadores diesel de media rotación y tecnologías de almacenamiento como alternativas para reducir consumo de combustible y la emisión de gases en sistemas de propulsión PSVs
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• Resumen
  • español

    El uso de sistemas de propulsión eléctricos en PSVs en Brasil se ha incrementado recientemente, tendiendo a ser la norma en la mayoría de los barcos de apoyo. En dichas embarcaciones, el arreglo más común utiliza generadores Diesel de alta rotación para generación de energía y motores de inducción accionando propulsores. Tal arreglo ha reportado reducciones significativas en el consumo de combustible y en las emisiones contaminantes, comparado con los PSVs con propulsión mecánica. Sin embargo, disminuciones adicionales en estos parámetros se podrían lograr implementando otras tecnologías para la producción de potencia. El uso de generadores Diesel de media rotación y de tecnologías de almacenamiento de energía en PSVs con propulsión eléctrica, es evaluado en este trabajo. Para lo anterior, el consumo de combustible, las emisiones contaminantes, la masa, el volumen y los costos de adquisición de cuatro arreglos son estimados y comparados. Dos de los arreglos están equipados con grupos generadores Diesel de media rotación, dos con unidades de almacenamiento de energía y uno con grupos generadores Diesel de alta rotación. Las unidades de almacenamiento de energía se presentan como una alternativa interesante para disminuir el consumo de combustible y las emisiones por medio de la carga optima de los motores Diesel. Los generadores Diesel de media rotación también mostraron decrementos en el consumo de combustible pero presentan las más altas emisiones de contaminantes. Los arreglos con generadores Diesel de alta rotación presentan la menor masa, volumen y costos de adquisición. 

  • English

    The use of electric propulsion systems in PSVs in Brazil has recently increased, leading to be the standard for most support vessels. In those ships, the common arrangement uses high speed Diesel generator sets for power generation and induction motors driving propellers, reporting significant reductions in the fuel consumption and exhaust emissions compared with mechanically propelled PSVs. However, further abatements in these parameters could be achieved by implementing other technologies for power production. In this work, the use of medium- speed Diesel generator sets and energy storage technologies in electrically propelled PSVs is evaluated. For the above, the fuel consumption, exhaust emissions, mass, volume and acquisition costs of four arrangements are estimated and compared. Two of the arrangements are equipped with medium-speed Diesel generator sets, two with energy storage units and one with high-speed Diesel generator sets. Energy storage appears as interesting alternative for decreasing fuel consumption and emissions by optimal loading of Diesel engines. Medium speed generators also showed reductions in fuel consumption, but highest emissions. The arrangements with high-speed generators presented the lowest mass, volume and acquisition costs.