Napędy elektryczne i hybrydowe

Napędy elektryczne i hybrydowe

Układy elektryczne i hybrydowe

Napęd hybrydowy to połączenie silnika elektrycznego oraz silnika spalinowego. Projektujemy i wykonujemy napędy spalinowo-elektryczne niskiej i średniej mocy. Dobierając silnik do jednostki pływającej dopasowujemy moc do osiągnięcia maksymalnej prędkości kadłuba, podczas gdy napęd elektryczny jest dopasowany do osiągania prędkości marszowej jednostki.
W takim rozwiązaniu przeniesienia napędu mamy do dyspozycji cichy i ekologiczny silnik elektryczny, a silnik spalinowy stanowi rezerwę. Silnik elektryczny może także służyć do ładowania akumulatorów zarówno podczas pracy silnika spalinowego, jak i podczas pływania na żaglach. Ładowanie jest skuteczne juz przy ok. 2/3 maksymalnej prędkości wypornościowej. Przy słabych wiatrach można wyłączyć ładowanie, co zmniejszy opory śruby. Napęd Beta Hybrid jest dostępny dla silników wyposażonych w przekładnie PRM150 lub PRM500.
Większość układów hybrydowych polega na trwałym połączeniu silnika spalinowego i silnika elektrycznego w jeden blok. Jednakże silnik elektryczny może być zabudowany w dowolnym miejscu na linii wału. Jedno z naszych rozwiązań zostało zbudowane w oparciu o zespół Python Drive, który pozwala odsunąć silnik elektryczny od spalinowego. Jest to o tyle korzystne, że silniki elektryczne nie lubią nadmiernej temperatury, którą emitują silniki spalinowe. Dodatkowa korzyść to niezwykła łatwość i elastyczność w instalacji napędu elektrycznego do każdego silnika.
Układy hybrydowe lub w pełni elektryczne są dostępne jako jednostki o mocy: 4,7 kW, 7,2 kW oraz 14,4 kW. Na życzenie możemy zaoferować większe moce.
W naszych rozwiązaniach silniki elektryczne mogą zarazem służyć jako prądnice. Silnik elektryczny napędzany przez silnik spalinowy lub przez śrubę kręcącą się podczas pływania pod żaglami ładuje akumulatory napędowe. (Modyfikując nieco układ, można ładować także akumulatory bytowe.)
W przypadku ładowania akumulatorów przez silnik spalinowy uzyskujemy dużą moc ładowania, nie obciążając nadmiernie silnika, a w rezultacie zwiększamy sprawność układu napędowego jako całość, ponieważ mniej energii jest marnowane.
Jeśli płynąc pod żaglami pozwolimy śrubie kręcić się, ta wprawi w ruch silnik elektryczny, który zadziała jak prądnica. Sprawność takiego ładowania jest niższa, jednak mamy darmową energię. Ilość tej energii jest wprost proporcjonalna do prędkości i jest zależna od sprawności (doboru) samej śruby. Przyjmuje się, że 'ciągnięta' śruba ma tylko 40% swojej normalnej sprawności. Wynika to z niekorzystnego odwrócenia ciśnień na płatach.

Pojedynczy silnik hydrydowy (Beta 20 – Beta 60)


Silniki z zakresu Beta 20 do Beta 60 są wyposażone w pojedynczy silnik/generator, który zapewnia 10 kW napędu elektrycznego, a w trybie generowania 6 kW mocy (9 kW z opcjonalnymi alternatorami doładowania).













Podwójny silnik hydrydowy (Beta 75 – Beta 150)


Od Beta 75 do Beta 150, silniki są wyposażone w podwójny silnik/generator, który zapewnia łącznie 20 kW napędu elektrycznego, a w trybie generowania łącznie 12 kW mocy (16 kW z opcjonalnymi alternatorami doładowania).














Kontroler i panele sterowania

Silnik elektryczny/generator jest podłączony do nadrzędnej skrzynki sterowniczej, która jest sterowana za pomocą panelu sterowania.

Akumulatory

W przypadku jednostek pływających wymagane są szczelne baterie, dlatego stosuje się akumulatory AGM.  Czas pracy napędu elektrycznego będzie zależał od rozmiaru dostępnego zestawu akumulatorów, ale jednostka o długości 40 stóp wymagająca 4 kW do osiągnięcia 5-6 węzłów i wykorzystująca zestaw akumulatorów 48 V/200 Ah (4x 12 V / 200 Ah) byłby w stanie podróżować przez 2 godziny z prędkością 5-6 węzłów. Zwiększenie pojemności akumulatora pozwoli na uzyskanie większej prędkości lub dłuższego czasu pracy.

Dodatkowe opcje ładowania


Dodatkowo można zamontować np. panele słoneczne. Dodanie paneli słonecznych może w znacznym stopniu przyczynić się do zaspokojenia potrzeb energetycznych.