Budowy jednostek napędowych

Jednostki napędowe na statkach do przewozu ładunków wielkogabarytowych

Statki o małym zanurzeniu, charakteryzujące się dużą manewrowością oraz wymagające zmiennego obciążenia głównego napędu stosują napędy spalinowo-elektryczne czyli tzw. Diesel-Electric. Działa to w ten sposób, że silniki spalinowe napędzają generatory prądu, które z kolei silniki elektryczne, a te napędzają ruch śrub o skoku stałym.

Jednostki pływające innego typu, (takie jak lodołamacze, kablowce czy statki służące do wydobycia) czyli wszystkie te statki, które wymagają dokładniejszego pozycjonowania stosują pędniki azymutalne.

Rodzajów napędów spalinowo-elektrycznych istnieje multum, wynika to z sytuacji rynkowej i dużego zapotrzebowania na okręty eksploatowane do różnych celów. Problemem, który generują tego typu jednostki napędowe jest wpływ na środowisko (nie tylko zanieczyszczenie ale również hałas).

O efektywności tego typu jednostki napędowej decyduje jej budowa. Przykładowy silnik spalinowo-elektryczny składa się z:

1. Silnika spalinowego działającego w zespole z generatorem prądu
2. GTR czyli głownej tablicy rozdzielczej
3. Opcjonalnie i w zależności od rodzaju falownika – transformatora zasilającego
4. Falownika
5. Silnika elektrycznego
6. W zależności od tego jak jest prędkość obrotowa silnika elektrycznego – przekładni obrotów
7. Pędnika

Przed budową jednostki napędowej dla statków do przewozu ładunków wielkogabarytowych

Nim przystąpi się do budowy silnika (czy nawet projektowania) dla statków zajmujących się transportem wielkich gabarytów należy skonstruować odpowiedni algorytm:

1. Trzeba określić podstawowe dane statku takie jak:

- rodzaj statku, rodzaj napędu, linia wału napędowego

- przeznaczenie statku, do jakich celów będzie wykorzystywany

- państwo i wody na których będzie pływać dana jednostka pływająca

2. Prędkość jaką będzie osiągać statek i co za tym idzie zapotrzebowania na moc

3. Moc elektryczna (w porcie, na morzu, manewrowa etc.)

- wyznaczenie mocy całkowitej

- sprawność zespołu Diesel-Electric

4. Wybór typu silnika spalinowego

5. GTR czyli głowna tablica rozdzielcza

- wybór napięcia

- wybór częstotliwości

- parametry głównego alternatora

6. Założenia siłowni spalinowo-elektrycznej

- dostępność mocy biernej

- ograniczenia współczynnika zawartości harmonicznych

- sprawdzenie wartości prądu zwarciowego, optymalizacja całkowita oporności synchronicznej, zwiększenie napięcia

7. Rozważenie zmian prędkości i obciążenia napędowego silnika elekrycznego.

Budowa jednostek napędowych statków śródlądowych

Transport angażujący eksploatację statków to nie tylko wielkie gabaryty ale również (a może przede wszystkim) przewóz towarów statkami śródlądowymi. Budowa ich jednostek napędowych różni się od silników ich morskich odpowiedników.

Ciekawym jest fakt, że układy napędowe pływających jednostek śródlądowych nie różnią się zbytnio od rozwiązań, które znalazły zastosowanie w pojazdach lądowych, a silniki tego typu statków to ten sam rodzaj sprzętu, który znajduje się często pod maską samochodu ciężarowego. Źródłem energii takiego silnika jest zazwyczaj wysokoprężny silnik spalinowy. Za układ przeniesienia mocy odpowiadają pędnik, linia wałów oraz przekładnia (nawrotna, redukcyjna albo nawrotno-redukcyjna).

Zazwyczaj na napęd statku śródlądowego składają się dwa sześciocylindrowe silniki główne, jednostopniowa przekładnia redukcyjno-nawrotna, oraz linie wałów napędowych (wał śrubowy i wał pośredni). Przy modernizacji silników starego typu często nie ma potrzeby wymiany linii wałów napędowych.

Wymogi Unii Europejskiej, a budowa jednostek napędowych statków śródlądowych

Polityka transportowa w Europie jest silnie ograniczana kolejnymi normami wprowadzanymi przez Unię Europejską – jednostki pływające nie stanowią tutaj wyjątku i są traktowane równorzędnie w stosunku do innych systemów oraz środków transportu. Unia tworząc nowe wymogi dąży do zrównoważonego rozwoju przewozu ludzi i towarów na wszystkich gałęziach w szczególności pod kątem minimalizacji emisji do atmosfery związków, które są szkodliwe dla środowiska naturalnego. Przepisy unijne mają wymuszać dążenie do optymalizacji parametrów pracy jednostek napędowych statków tak, aby wykorzystanie paliwa było możliwie jak najefektywniejsze. Na podstawie Charakterystyk napędu tworzy się plany optymalizacji. Gdy podejmowana jest problematyka jednostek, które zostały już wybudowane to zaleca się wyznaczenie parametrów pracy, które będą najefektywniejsze w istniejących warunkach.

Przepisy unijne dotyczące budowy jednostek napędowych statków śródlądowych pomimo swojej restrykcyjności, mogą przyczynić się w przyszłości do większej opłacalności stosowania statków śródlądowych w Polsce. Zwiększenie udziału żeglugi w przewozie towarów będzie opcją częściej braną pod uwagę jeśli będzie się to wiązało z obniżeniem kosztów takiego transportu. Ekologiczne silniki nowej generacji proponowane przez Unię Europejską zapewniają dużo mniejsze zużycia paliwa przy dostosowaniu eksploatacji do panujących warunków nawigacyjnych. Już po roku 2000 zaczęto zastępować stare jednostki napędowe silnikami Volvo Penta I przebudowując tylko nieznacznie układy napędowe