sábado, 19 de mayo de 2012

Pilas/ Celdas de Combustible para generar energía eléctrica en el Viking Lady (II)

El Viking Lady  es un barco de la compañía  noruega Eidesvik ASA y utilizado como apoyo a plataformas petroleras en el Mar del Norte, nada fuera de lo común.

Sus principales características son:
Eslora total  92 m
Eslora  p.p: 84 m
Manga mid: 21,00 m
Puntal en la cubierta principal: 9,60 m
Gross tonnage: 6125 GT
Velocidad: 15,5 knots
Motores principales: 4 x Wärtsilä 6R32DF 2010kW
Generadores Principales: 4 x Alconza NIR 6391 A-10LW 1950kW
Sistema de Hélice: 2 x Rolls Royce AZP 100FP
Motores Eléctricos: 2 x Alconza QD 560 M2-6W 2300kW
Generador de Emergencia: Volvo Penta D9-MG-RC 160 kW
Los motores Wärtsilä Dual LNG/Diesel con los generadores Alconza proporcionan la energía eléctrica para la propulsión y todos los sistemas de abordo.
Pero hoy, el  Viking Lady es un barco muy especial, ya que a partir del 2011 es el primer barco que tiene instaladas celdas de combustible de alta temperatura alimentadas con LNG para generar parte de la energía utilizada a bordo.
Cada vez más, los propietarios y operadores de barcos están buscando diferentes formas de generar energía abordo de sus buques debido a las preocupaciones acerca de los altos precios del petróleo y los combustibles fósiles que se agotan. 
¿Qué son las Celdas (Pilas) de combustible?
Se trata de un dispositivo electroquímico que transforma de forma continua la energía química de un combustible (hidrógeno) y oxidante (oxígeno) directamente en energía eléctrica y calor, sin combustión.
El proceso eléctrico hace que los átomos de hidrógeno cedan sus electrones. Es parecido a una batería en el sentido de que tiene electrodos, un electrolito y terminales positivos y negativos. Sin embargo no almacena energía en la forma en la que lo hace una pila.
En síntesis, las celdas (pilas) de combustible producen energía eléctrica mediante la combinación de hidrógeno y oxígeno que convierten en agua, produciendo en una energía limpia que no daña el medioambiente y es silenciosa.
Generan menos emisiones que las producidas por los motores diesel y utilizan menos energía que los generadores tradicionales, haciéndolas más amigables con el medio ambiente pudiendo incrementar la eficiencia del sistema de propulsión de un barco.
En el año 2003 comenzó un proyecto para instalar a bordo de un barco un sistema de Celdas (Pilas) de Combustible que generara parte de la energía eléctrica utilizada, pensando en las consecuencias para el medio ambiente.
El barco elegido fue el Viking Lady y en el proyecto se unieron:
En proyectos navales anteriores con Celdas (Pilas) de Combustible, a los buques se les proveía directamente de hidrogeno que almacenaban en tanques especiales.
Esto pasa por ejemplo, en el submarino convencional tipo 212 de la Armada de Alemania que posee un sistema de propulsión diesel y un sistema adicional que utiliza una membrana de intercambio de protones en células de combustible alimentadas por hidrógeno.
También en el FCS Alsterwasser que surca las aguas del lago Alster, en Hamburgo o en el Nemo H2, que navega por los canales de Amsterdam.
En el caso del Viking Lady utiliza una Celda de Carbonatos Fundidos (MCFC).  Hasta hoy, este tipo de celdas han sido operadas con hidrógeno, monóxido de carbono, gas natural, propano, gas de relleno sanitario y diesel marino. Como el barco utiliza LNG para el consumo de los motores, una celda de combustible que funcionara con LNG era la opción lógica.
Estas celdas de combustible usan una solución líquida de carbonatos de litio, sodio y/o de potasio, embebidos en una matriz para formar un electrolito.
Operan a unos 650 ºC. La alta temperatura de operación es necesaria para alcanzar una suficiente conductividad del electrolito. Debido a esta alta temperatura, los catalizadores de metales nobles no son requeridos para los procesos electroquímicos de reducción y oxidación en la celda de combustible.
Las altas temperaturas de operación, tienen una gran ventaja ya que ello implica mayores eficiencias y flexibilidad para usar más tipos de combustibles y catalizadores menos costosos, ya que las reacciones para romper los enlaces entre el carbono de hidrocarburos de cadenas más largas, ocurren más rápido a medida que la temperatura se incrementa.
Una desventaja a ello es sin embargo, que las altas temperaturas aumentan la corrosión y la falla de componentes de la celda de combustible.
Estas celdas prometen altas eficiencias de conversión de combustible a electricidad, cerca del 60% normalmente u 85% con cogeneración.

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