Un sistema de transmisión eléctrica por turbina incluye una turbina de gas con turboeje conectada a un generador eléctrico , que crea electricidad que alimenta motores de tracción eléctricos . No se requiere embrague .
Las transmisiones turbina-eléctricas se utilizan para impulsar tanto locomotoras de turbina de gas (raramente) como buques de guerra .
Un puñado de locomotoras experimentales de los años 1930 y 1940 utilizaron turbinas de gas como motores principales . Estas turbinas se basaban en la práctica estacionaria, con grandes cámaras de combustión de flujo inverso , intercambiadores de calor y utilizando combustible de búnker de petróleo pesado de bajo costo . En la década de 1960, la idea resurgió, utilizando desarrollos en motores livianos desarrollados para helicópteros y utilizando combustibles de queroseno más livianos . Como estas turbinas eran compactas y livianas, los vehículos se produjeron como vagones de ferrocarril en lugar de locomotoras separadas.
Las turbinas de gas y de vapor son más eficientes a miles de revoluciones por minuto. Esto es un gran inconveniente debido a la necesidad de engranajes pesados, que impulsan el motor a una única función: la propulsión. Los motores eléctricos ofrecen numerosas aplicaciones, incluido el uso de accesorios además del de propulsión. [1]
Los buques de guerra necesitan la capacidad de navegar de manera eficiente durante largas distancias y también tener alta potencia para ráfagas intermitentes de velocidad. Por esa razón, utilizan sistemas de potencia combinados que utilizan un motor primario eficiente, como un motor diésel o una pequeña turbina de gas, para navegar y turbinas de gas grandes para alta velocidad. La mayoría de estos utilizan una combinación mecánica de potencia, a través de cajas de cambios y embragues, con sistemas como CODOG (Combined Diesel or Gas) o COGAG (Combined Gas And Gas). Cuando se utilizan transmisiones eléctricas, esto se conoce como propulsión eléctrica integrada o IEP.
Un destructor de misiles guiados, como por ejemplo la clase Zumwalt , permite que una turbina impulsada por gas haga funcionar generadores. [1] Este generador puede producir electricidad para mover el barco y también operar una variedad de sus instrumentos y accesorios. Muchas de estas turbinas generadoras de electricidad se están produciendo para incluir propulsión eléctrica integrada. La propulsión eléctrica integrada es cuando el motor funciona estrictamente con electricidad, sin el uso de gasolina, diésel o combustible. El motor eléctrico es más eficiente debido a que solo es eléctrico y no se basa en gasolina. Permite una menor contaminación y proporciona electricidad a los instrumentos y aplicaciones de los barcos de guerra. Muchas de estas turbinas generadoras de electricidad se están produciendo para incluir propulsión eléctrica integrada. [1] Un buen ejemplo de uno de estos sistemas es el sistema COGAL (combinación de gas y electricidad). [1]
Un enfoque alternativo es utilizar COGES (Combined Gas-Electric and Steam) para mejorar la eficiencia general. Se utiliza una transmisión primaria eléctrica con turbina de gas, con una caldera de recuperación de calor en el flujo de escape para generar vapor y, por lo tanto, electricidad a través de una turbina de vapor secundaria . La propulsión eléctrica permite el movimiento del barco y proporciona generación de energía a bordo del barco. [1] El calor perdido por las turbinas de gas no es práctico porque desperdicia energía a medida que el calor se disipa en los alrededores. El sistema COGES permite capturar el calor y convertirlo en vapor para la generación de electricidad. [1] A diferencia de las turbinas diésel y otras turbinas de combustible pesado, el COGES captura el calor y los gases de escape sobrantes de la turbina y reduce los contaminantes que se escapan a la atmósfera. [1] El sistema COGES permite aplicaciones prácticas en cruceros, por ejemplo, el General Electric LM2500 . [1]