La propulsión eléctrica integrada ( IEP ), propulsión eléctrica completa ( FEP ) o propulsión eléctrica completa integrada ( IFEP ) es una disposición de sistemas de propulsión marina tal que las turbinas de gas o los generadores diésel o ambos generan electricidad trifásica [1] que luego se utiliza para alimentar motores eléctricos [2] que hacen girar hélices o impulsores de chorro de agua . Es una modificación del sistema combinado de propulsión diésel-eléctrica y de gas para barcos que elimina la necesidad de embragues y reduce o elimina la necesidad de cajas de cambios [2] [3] al utilizar transmisión eléctrica en lugar de transmisión mecánica de energía, por lo que es una propulsión eléctrica híbrida en serie , en lugar de paralela .
Algunos buques de guerra más nuevos que funcionan con energía nuclear también utilizan una forma de IEP. Una planta de energía nuclear produce el vapor necesario para hacer funcionar los generadores de turbina, que a su vez alimentan los motores de propulsión eléctrica.
La eliminación de la conexión mecánica entre los motores y la propulsión tiene varias ventajas, entre ellas, una mayor libertad de colocación de los motores, [3] el desacoplamiento acústico de los motores del casco , lo que hace que el barco sea menos ruidoso, y una reducción del peso y el volumen. [3] La reducción de la firma acústica es particularmente importante para los buques de guerra que buscan evitar ser detectados y para los cruceros que buscan proporcionar a los pasajeros un viaje agradable, pero es menos beneficiosa para los buques de carga . Debido a que los barcos necesitan electricidad incluso cuando no están en marcha, el hecho de que todos los motores produzcan electricidad reduce la cantidad de motores necesarios en comparación con los arreglos más tradicionales en los que un grupo de motores proporciona electricidad y otro grupo de motores proporciona propulsión, lo que reduce los costos de capital y los costos de mantenimiento. [1] [3]
Un sistema típico de propulsión eléctrica integrada en buques de guerra y de mayor tamaño (por ejemplo, cruceros) incluye generadores diésel y turbinas de gas. En buques más pequeños (que constituyen la mayoría de los buques IEP), los motores suelen ser solo diésel. Las ventajas de las turbinas de gas incluyen un peso mucho menor [1] [4] y un tamaño más pequeño [1] que los diésel de potencia similar, y mucho menos ruido y vibración [4] , pero son eficientes solo a la potencia máxima o cerca de ella. Los generadores diésel tienen la ventaja de una alta eficiencia en una amplia gama de niveles de potencia. Su uso en combinación permite obtener los beneficios de una gama completa de eficiencia operativa, un modo de funcionamiento silencioso con bajas vibraciones y cierta reducción de peso y volumen en relación con un sistema solo diésel. En los buques de guerra, normalmente se utiliza un grupo de generadores diésel para proporcionar una carga base y suficiente potencia para alcanzar la velocidad de crucero. Las turbinas de gas se utilizan para proporcionar potencia máxima para velocidades más altas y pueden ser necesarias para operar sistemas de armas con altas demandas de potencia. En los buques de pasajeros, se utilizan una o más turbinas de gas para cruceros rápidos. Los motores diésel proporcionan redundancia confiable y una fuente eficiente de electricidad cuando están en el puerto, anclados o a la deriva.
Un sistema diésel-eléctrico es un sistema de propulsión eléctrica integrado en el que no se utilizan turbinas de gas y todos los motores son diésel.
También es posible un sistema eléctrico de turbina utilizando generadores de turbina de gas. Algunos yates utilizan únicamente turbinas de gas para la propulsión eléctrica integrada sin ningún motor diésel. Si se utiliza propulsión eléctrica a través de un motor eléctrico en el eje, o integrado en el engranaje de reducción principal que acciona el eje, se obtiene una mayor potencia disponible más rápidamente que utilizando motores diésel. Además, un sistema de accionamiento de motor de imán permanente en el eje que también utiliza motores primarios de turbina de gas en el engranaje de reducción principal, también puede proporcionar electricidad cuando es impulsado por los motores primarios. Los motores eléctricos de imán permanente en el eje proporcionan propulsión a velocidades más bajas a través de una turbina de gas o diésel de generación de energía eléctrica a bordo, con un importante ahorro de combustible. Si se analiza el uso de una flota amplia, se obtienen importantes ventajas logísticas con el tiempo. En comparación con el diésel, aumenta la flexibilidad, la versatilidad y la eficiencia, con capacidad de transformarse para proporcionar propulsión o energía eléctrica más rápidamente, según lo dicte la situación.
En Noruega, una flota de transbordadores totalmente eléctricos e híbridos enchufables que cruzan los fiordos utiliza propulsión híbrida gas-eléctrica . Estos barcos, capaces de viajar a 17-18 nudos, reducen las emisiones totales de NOx en 8.000 toneladas al año y las emisiones de CO2 en 300.000 toneladas al año. Los transbordadores ahorran un millón de litros de diésel al año por transbordador, ya que recargan sus baterías durante la noche y las recargan con energía de tierra en cada puerto de escala. [5] [6] [7]