Aprovechamiento de la energía térmica residual en sistemas de propulsión naval.

Abstract

RESUMEN: El problema que se plantea, sobre el que se va a trabajar y al que se va a intentar ofrecer una serie de soluciones durante este trabajo es el aprovechamiento de la energía térmica residual en el transporte marítimo debido, entre otras cosas, a su crecimiento en la economía mundial. Y es que, con ese crecimiento del transporte, en combinación con otras industrias, las emisiones de gases de efecto invernadero están aumentando de manera cada vez más preocupante, acarreando consigo unas consecuencias bastante duras para el medioambiente. Por lo tanto, utilizando la energía contenida en calor producido durante la combustión en el interior de calderas, motores alternativos y turbinas, podría llegar a aprovecharse gran parte de ese 50% de energía que como se verá en el desarrollo del trabajo, es desaprovechada por un gran número de máquinas. La eficiencia energética siempre ha sido un factor de gran importancia, ligado a la disminución de gases de efecto invernadero. Por ello, uno de los objetivos principales será explicar o desarrollar una serie de ideas sobre cómo se puede aprovechar esa energía sobrante que termina siendo expulsada y desaprovechada junto con su consecuente efecto sobre el entorno en el que se emite. El más importante en el desarrollo de este estudio, es el ciclo orgánico de Rankine, gracias a una serie de ventajas y aplicaciones que podrían mejorar en gran medida los sistemas de propulsión navales, como la recuperación de calor de bajo nivel energético. También se verán algunas de las normas que se aplican a la hora de trabajar con estos sistemas, así como el EEDI, una importante fórmula utilizada en el desarrollo de sistemas de recuperación de energía y gestión de la eficiencia del buque. Otro de los puntos importantes son los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), creados por la ONU, y de los cuales en este trabajo se trabajarán con los objetivos 13 y 14 debido a su relación con el tema principal de este trabajo. Por último, se verán algunos sistemas que, aunque no tengan gran aplicación actualmente en la industria naval, se podría considerar su investigación y posterior utilización a bordo, como son los sistemas de generación termoeléctrica, la trigeneración y el precalentador de aire Ljungström.

ABSTRACT: The problem that arises, on which we are going to work and to which we are going to try to offer a series of solutions during this work is the use of residual thermal energy in maritime transport due, among other things, to its growth in the worldwide economy. And it is that, with this growth in transport, in combination with other industries, greenhouse gas emissions are increasing in an increasingly worrying way, bringing with them quite harsh consequences for the environment. Therefore, using the energy contained in heat produced during combustion inside boilers, reciprocating engines and turbines, a large part of that 50% of energy could be used, which, as will be seen in the development of the work, is wasted by many machines. Energy efficiency has always been a factor of great importance, linked to the reduction of greenhouse gases. Therefore, one of the main objectives will be to explain or develop a series of ideas on how to take advantage of that excess energy that ends up being expelled and wasted along with its consequent effect on the environment in which it is emitted. The most important in the development of this study is the organic Rankine cycle, thanks to several advantages and applications that could greatly improve naval propulsion systems, such as low-energy heat recovery. You will also see some of the standards that apply when working with these systems, as well as the EEDI, an important formula used in the development of energy recovery systems and ship efficiency management. Another important point is the Sustainable Development Goals (SDG), created by the UN, and of which in this work we will work with goals 13 and 14 due to their relationship with the main theme of this work. Finally, we will see some systems that, although they are not currently widely used in the naval industry, their investigation and subsequent use on board could be considered, such as thermoelectric generation systems, trigeneration and the Ljungström air preheater.