Estudio de la optimización energética en buques de crucero mediante tecnologías de cogeneración y conducción eficiente

Abstract

Con el objetivo de mejorar la eficiencia energética en el sector marítimo, la OMI ha desarrollado los índices EEDI y EEOI. En este trabajo calculamos el valor de estos índices para un buque de crucero y estudiamos el efecto que tienen sobre ellos la utilización de tecnologías de cogeneración. Este trabajo de fin de máster comprende un estudio técnico energético de la recuperación de calor en el circuito de refrigeración de motores y de generación de vapor mediante calderas de gases de escape con aprovechamiento mediante calentamiento de agua sanitaria y generadores de agua dulce. Del análisis realizado, determinamos la forma de optimizar la energía recuperada según las condiciones de navegación, detallando tanto medidas operativas ejecutables directamente por el oficial de guardia como mejoras de diseño que incrementarían la eficiencia y dotarían al oficial de guardia de mejores y mayores alternativas de conducción. Estudiamos el efecto del soplado de las calderas de recuperación de gases de escape y de la variación de los ajustes del circuito de refrigeración. Analizamos igualmente el balance energético de soluciones como generadores de agua dulce por evaporación, módulos de filtrado por ósmosis inversa, ciclos orgánicos de Rankine y expansores de vapor por tornillo. Como resultado, presentamos una alternativa de mejora de la eficiencia de la planta actuando sobre la recuperación de calor incluyendo los índices EEDI y EEOI correspondientes a esta nueva configuración.

Abstract: Aiming to improve energy efficiency in maritime industry, IMO developed EEDI and EEOI. This Master’s final project involves a technical study of heat recovery in engine cooling circuits and steam generation by means of exhaust gas boilers to supply sanitary water heaters and fresh water generators. From the analysis, the way to optimize the recovered energy according to voyage conditions is determined, detailing both operational measures that can be excecuted directly from officer on watch and disign improvements that would increase the efficiency and would provide the watchkeeper with more and better conduction alternatives. The effect of boilers sootblowing and the modification of cooling system settings is calculated. In adition, the energetic balance of solutions such as evaporative fresh water generators, reverse osmosis filtration skids, organic Rankine cycles and screw steam expanders are analized. As results, an alternative is presented with improved plant efficiency acting on heat recovery including the EEDI and EEOI pertaining to the new configuration.