Download - 05 Sistema de Propulsion de Submarinos
HYNERGREEN
Sistemas de Propulsin Anaerobios basados en Pilas de CombustibleSeminario sobre tecnologas de conversin de potencia para el sector de las Energas Renovables Sevilla, 12 de Mayo de 2005
HYNERGREEN
1.- Presentacin de Abengoa 2.- Presentacin de Hynergreen 3.- Proyectos representativos de Hynergreen 4.- Diseo de un submarino 5.- Propulsin submarina 6.- Sistemas anaerobios (AIP) 7.- Sistemas AIP basados en pilas de combustible
HYNERGREEN
1.- Presentacin de Abengoa 2.- Presentacin de Hynergreen 3.- Proyectos representativos de Hynergreen 4.- Diseo de un submarino 5.- Propulsin submarina 6.- Sistemas anaerobios (AIP) 7.- Sistemas AIP basados en pilas de combustible
ABENGOA4
ABENGOA
Su Interlocutor en Recursos y Soluciones Tcnicas
Marzo 2005
ABENGOA
Presentacin de Abengoa
Fundada en Sevilla en 1941. Es una empresa industrial y de Fundada en Sevilla en 1941. Es una empresa industrial y de tecnologa que aporta soluciones para el Desarrollo Sostenible, la tecnologa que aporta soluciones para el Desarrollo Sostenible, la Sociedad de la Informacin y el Conocimiento y la Creacin de Sociedad de la Informacin y el Conocimiento y la Creacin de Infraestructuras. Infraestructuras. Ventas y EBITDA en 2004 de 1.687,1 y 202,3 millones de euros Ventas y EBITDA en 2004 de 1.687,1 y 202,3 millones de euros respectivamente. respectivamente. Presente en ms de 70 pases. Presente en ms de 70 pases. Busca la innovacin como fuente para un crecimiento sostenido. Busca la innovacin como fuente para un crecimiento sostenido.
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Organizacin
Para la bsqueda de sinergias y el cross-selling como motores de la creacin de valor y el crecimiento, Abengoa se organiza en cuatro Grupos de Negocio e Iberoamrica como mercado estable y un rea Corporativa.
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rea CorporativaServicios CorporativosIngeniera y Construccin Industrial
Bioenerga
Servicios Medioambientales
Tecnologas de la Informacin
Recursos Humanos Econmico/Financiero Sistemas y Organizacin Jurdicos y Riesgos
Sociedad de la Desarrollo Sostenible Informacin y el Conocimiento Creacin de Infraestructuras
IberoamricaFunciones Corporativas Mercado con presencia estable superior a 30 aos a travs de sociedades locales, que desarrollan todas las actividades de los Grupos de Negocio, con autonoma operativa aplicando las normas de gestin del conjunto de Abengoa.Sinergia y Creacin de valor Presupuestos, Planificacin y Control Coordinacin Financiera Polticas de Recursos Humanos Desarrollo de Mercados Desarrollo Corporativo e I+D+i Sistemas de Informacin y entorno colaborativo Sistemas de Calidad y Medio Ambiente Control de Riesgo
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ABENGOAreas de actividad de cada Grupo de NegocioBioenerga Bioenerga
Actividades
Servicios Servicios Medioambientales Medioambientales
Reciclaje de residuos de aluminio, escorias salinas y de zinc. Gestin de residuos industriales, Limpiezas industriales e hidrocarburos. Ingeniera medioambiental (ingeniera y construccin para el tratamiento de aguas y la gestin de residuos). Telvent, la compaa global de TI en tiempo real, es especialista en operacin y soluciones de negocio con un alto valor aadido tecnolgico, en los sectores de la Energa, Trfico, Transporte y Medio Ambiente en Europa, Amrica del Norte, Amrica Latina y Asia.
Tecnologas de la Tecnologas de la Informacin Informacin
Con ms de 40 aos de experiencia en sistemas de control y supervisin industrial y de gestin de procesos empresariales, Telvent ejecuta proyectos y proporciona servicios tcnicos, en el campo de aplicaciones crticas, control en tiempo real y gestin de la informacin, complementada con una completa oferta de servicios de outsourcing y consultora, fruto de la cual Telvent gestiona infraestructuras tecnolgicas y de TI para su amplia cartera internacional de clientes. Ingeniera, construccin y mantenimiento de infraestructuras elctricas, mecnicas y de instrumentacin para los sectores de energa, industria, transporte y servicios. Promocin, construccin y explotacin de plantas industriales y energticas convencionales (cogeneracin y ciclo combinado) y renovables (bioetanol, biomasa, elica, solar y geotermia), as como basadas en hidrgeno y pilas de combustible. Integracin de redes y proyectos llave en mano de telecomunicaciones. Comercializacin de productos relacionados con las actividades anteriores, as como fabricacin de elementos auxiliares para energa y telecomunicaciones.
Ingeniera yy Ingeniera Construccin Construccin Industrial Industrial
Creacin de Creacin de Infraestructuras Infraestructuras
Sociedad de la Sociedad de la Informacin y Informacin y el Conocimiento el Conocimiento8
Desarrollo Desarrollo Sostenible Sostenible
Produccin de alcohol etlico a partir de productos vegetales (cereales, biomasa). El alcohol (bioetanol) se usa para fabricar ETBE (componente de las gasolinas) o para su mezcla directa con gasolina o gasoil. De esta forma, al ser una energa renovable, se reducen las emisiones netas de CO2 (efecto invernadero). Produccin de DDGS (Distillers Dried Grain and Soluble), complemento proteico para animales y CO2.
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Liderazgo de cada rea de Actividad
ABENGOABioenerga Bioenerga Servicios Servicios Medioambientales Medioambientales Tecnologas de la Tecnologas de la Informacin Informacin Ingeniera y Ingeniera y Construccin Construccin Industrial Industrial
Primer productor europeo de Bioetanol (capacidad instalada de 340 millones de litros) y 5 en EEUU (365 millones de litros)
Lder a escala internacional en tratamiento de residuos industriales e ingeniera medioambiental
Lder internacional en los sectores de energa, trfico, transporte y medio ambiente
Lder en Espaa e Iberoamrica
Desarrollo Sostenible Desarrollo Sostenible
Sociedad de la Informacin y Sociedad de la Informacin y el Conocimiento el Conocimiento
Creacin de Creacin de Infraestructuras Infraestructuras
Porcentaje Porcentaje dede Ventas 2004 Ventas 2004 Porcentaje Porcentaje dede EBITDA 2004 EBITDA 2004
20% 20% 23% 23%
21% 21% 19% 19%
16% 16% 19% 19%
43% 43% 39% 39%
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ABENGOAVentas42,81% 21,29% 16,03%
Evolucin de Ventas y EBITDA por Grupos de Negocio
200419,87% 43,60%
200317,80% 22,30% 16,30%
19945,00% 23,00%
72,00%
EBITDA200438,53% 23,47% 43,30% 20,40% 16,70% 56,00%
200319,60%
19941,00% 43,00%
19,20%
18,80%
Bioenergia
Serv. Medioambientales
Tecn. de la Informacin
Ing. y Const. Industrial
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ABENGOAPlantilla Media Ao 2004
Recursos Humanos
Total 9.318 (100%)10000
Nmero de Empleados Directos
9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0
Operarios y Otros 5.357 57% Administrativos
5.526 1.286 719
59%
14%
Personal Tcnico 3.961 43% Ingenieros Licenciados y Titulados Medios
8%
2004 Exterior Espaa
1.787
19%
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1.- Presentacin de Abengoa 2.- Presentacin de Hynergreen 3.- Proyectos representativos de Hynergreen 4.- Diseo de un submarino 5.- Propulsin submarina 6.- Sistemas anaerobios (AIP) 7.- Sistemas AIP basados en pilas de combustible
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Presentacin de Hynergreen
Hynergreen Technologies S.A. (Hynergreen) Hynergreen Technologies S.A. (Hynergreen) es una filial de Abengoa, es una filial de Abengoa, creada el 17 de Marzo de 2003 creada el 17 de Marzo de 2003 cuyo objetivo es la organizacin y desarrollo de cuyo objetivo es la organizacin y desarrollo de actividades y proyectos relacionados con actividades y proyectos relacionados con la produccin de electricidad mediante la produccin de electricidad mediante pilas de combustible basadas en diferentes pilas de combustible basadas en diferentes tecnologas, as como el uso de hidrgeno. tecnologas, as como el uso de hidrgeno.15
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Lneas de trabajo de Hynergreen
Desarrollo de nuevas pilas de combustible: reversibles, compactas y directas, para aplicaciones concretas que requieran caractersticas muy determinadas. Nuevas aplicaciones de las pilas de combustible, empleando diferentes tecnologas: instalaciones para telecomunicaciones, aplicaciones residenciales y estacionarias, y transporte. Produccin de hidrgeno renovable, as como su tratamiento, purificacin, almacenamiento y posterior uso. Integracin de fuentes de energa renovables (como por ejemplo, solar o elica), con el Vector Hidrgeno.16
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Otras participaciones de Hynergreen
Hynergreen participa en el subcomit tcnico de normalizacin de pilas de combustible, perteneciente al comit de normalizacin de produccin de energa elctrica de AENOR. En este subcomit, est adscrito a los grupos de trabajo relacionados con aplicaciones estacionarias de las pilas de combustible. Hynergreen ostenta la Vicepresidencia de la Asociacin Espaola de Pilas de Combustible (APPICE) y la Vocala de Ingeniera de la Asociacin Espaola del Hidrgeno (AeH2). Adems, est presente en el Consejo Asesor de la Plataforma Europea del Hidrgeno y la Tecnologa de Pilas de Combustible.
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Ejemplos de proyectos de Hynergreen
Bioplasma (Profit 2002 y 2003) Subvencionado parcialmente durante dos aos por el Programa Profit, el Proyecto Bioplasma est orientado al diseo y construccin de un sistema productor de energa elctrica para comunicaciones basado en pila de combustible y reformador multi-gas. Cuenta, para su desarrollo, con la participacin del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla del CSIC y de AICIA.
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Ejemplos de proyectos de Hynergreen
Sol-Ter-H (Profit 2004) Subvencionado parcialmente por el Programa Profit (2004), y acometido conjuntamente con el CIEMAT, el objetivo es demostrar la utilidad del binomio EERR - vector hidrgeno, especficamente de la energa solar trmica y su uso para la produccin de un hidrgeno limpio y renovable, a partir del empleo adecuado de un recurso ilimitado y abundante como es el sol.
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Ejemplos de proyectos de Hynergreen
Homecell (Profit 2004 y JdA) Subvencionado parcialmente por la Consejera de Empleo y Desarrollo Tecnolgico de la Junta de Andaluca y por el Programa Profit (2004), este Proyecto tiene por objeto el desarrollo, la construccin y la validacin experimental de un sistema generador de energa elctrica para aplicaciones domsticas de hasta 2 kW. Colabora en el Proyecto la Escuela Superior de Ingenieros de la Universidad de Sevilla.
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Ejemplos de proyectos de Hynergreen
Regenera (sin subvencin) El propsito de este proyecto es introducir la tecnologa de pila de combustible en una planta industrial, de manera que se mejore la eficiencia de todo el proceso, a la vez que se reduce el impacto medioambiental. El objetivo es la instalacin de una unidad de generacin de electricidad alimentada con el hidrgeno contenido en un gas residual producido en el funcionamiento de la planta.Waste Gas Heat Purification H2 System
FC
Power Conditioning System Power
Monitoring and Control System Industrial Plant
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Consideraciones operativas
Indetectabilidad Autonoma en inmersin Firmas reducidas Visual, radar, trmica, acstica, ecosonar, magntica
Medios de deteccin Lanzamiento de armas
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Parmetros dimensionantes
Autonoma en inmersin Capacidad de batera, velocidad
Autonoma total Combustible
Coeficiente de indiscrecin (CI) Potencia de la planta de motores diesel
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Parmetros dimensionantes
Velocidad mxima en inmersin Potencia MEP
Dotacin Nmero de tubos lanzatorpedos y carga de armas
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Propulsin convencional
Navegacin de un submarino convencional En inmersin Motor elctrico con bateras de Pb-cido
Recarga de bateras: Motores diesel acoplados a alternadores En cota periscpica izando mstil de induccin, para la admisin de aire atmosfrico Situacin de snorkel
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Propulsin convencional
Inconvenientes propulsin convencional: Autonoma limitada (48-72 h; 8-12 h) Indiscrecin de snorkel: Incremento de firmas acstica, trmica y visual
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HYNERGREENBATERA POPA CABEZA DE BATERAS POPA BATERA PROA
Propulsin convencional
CABEZA DE BATERAS PROA
CONSUMIDORES
G2
G1
G3
AIP
CONSUMIDORES
COMBINADOR
CUADRO DE PROPULSIN
ARMARIO CONVERTIDORES MEP
ARMARIO CONVERTIDORES MEP
MOTOR ELCTRICO PRINCIPAL
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1.- Presentacin de Abengoa 2.- Presentacin de Hynergreen 3.- Proyectos representativos de Hynergreen 4.- Diseo de un submarino 5.- Propulsin submarina 6.- Sistemas anaerobios (AIP) 7.- Sistemas AIP basados en pilas de combustible
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Sistemas anaerobios
Incremento de autonoma Propulsin nuclear Problemas tcnicos, econmicos y sociopolticos Slo cinco pases: EE.UU., Reino Unido, Francia, Rusia y China
Propulsin anaerobia Submarinos hbridos: Propulsin convencional Sistemas AIP (Air Independent Propulsion)
Alemania, Suecia y Francia
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Sistemas anaerobios
Ejemplos de reactores nucleares refrigerados por sodio lquido y agua presurizada.
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Sistemas anaerobios
Sistema AIP Conjunto de elementos que permiten transformar la energa qumica que el propio sistema almacena, en energa mecnica o elctrica, con independencia de la atmsfera Actualmente, es un complemento al sistema convencional diesel-elctrico de propulsin y est optimizado para consumos energticos reducidos
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HYNERGREENSubmarinos hbridos
Sistemas anaerobios
Emplean su sistema AIP para situaciones que demanden baja potencia (200 kW), y prop. convencional para maniobras de alto consumo energtico (23 MW) Propulsin AIP Prop. ConvencionalDiesel-generadores SISTEMA AIP Aire Gasoil
Batera Motor elctrico de propulsin
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HYNERGREENOxgeno (O2) Combustible Sistema de generacin de energa
Elementos del AIP
Adecuacin de potencia
DC
Tratamiento de CO2
Los sistemas AIP se diferencian, principalmente, por el sistema de generacin de energa, que impone el tipo de combustible y la necesidad o no de sistema de tratamiento de productos, dixido de carbono (CO2) en su mayora36
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Elementos del AIP
Elementos comunes: Almacenamiento de O2: En tanques criognicos (LOX) Adecuador de potencia: Adapta la energa generada a red del buque
Eliminacin de CO2: Expulsin al exterior: Aprovechando sobrepresin de fuente generadora de CO2 Disolucin en agua de mar en el interior del buque, minimizando el consumo energtico La disolucin de CO2 en agua de mar se ve favorecida por presiones elevadas y temperaturas reducidas
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Tipos de AIP
Diesel de ciclo cerrado (CCD) El sistema de motor diesel de ciclo cerrado es bsicamente un motor diesel estndar, con la salvedad de la recirculacin parcial de los gases de escape y eliminacin del CO2 Pruebas de mar en 1991 (Alemania)
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Tipos de AIP
Motor Stirling Es un motor alternativo de combustin externa en el cual el calor producido en una cmara de combustin se transfiere al circuito cerrado de gas He, que provoca el movimiento alternativo de pistones En servicio desde 1995 (Gtland, Suecia)
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Tipos de AIP
MESMA Module dEnergie SousMarine Autonome Experiencia en propulsin nuclear: turbina de vapor, con una cmara de combustin Prototipo en tierra en 1998 (Francia); pendiente de instalar en submarinos Agosta de Pakistn
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AIP basados en pilas de combustible
Pilas de combustible Dispositivos electroqumicos de conversin directa de la energa qumica de un combustible en energa elctrica y calor, en un proceso inverso a la electrolisis del agua
LOx LO xHidr. Metl . Hidr. Metl Hidrocarburo Hidrocarburo o alcohol Reformado Reformado CO2 CO2
O2 O2 H2 H2
CLULA DE Pila de COMBUSTIBLE Combustible H2 O H2 O
DC DC
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AIP basados en pilas de combustible
Por qu considerar un AIP basado en una pila de combustible? Las pilas de combustible representan una alternativa real a medio plazo como medio de produccin de electricidad silencioso, seguro, fiable y de alto rendimiento Conseguir potencias de hasta 500 kW es relativamente sencillo con la tecnologa adecuada Pueden ser alimentadas con diferentes combustibles, sin ms que elegir el reformador adecuado Diversas armadas las estn eligiendo para sus prximos desarrollos de submarinos43
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AIP basados en pilas de combustible
La armada alemana ha considerado las pilas de combustible como una alternativa vlida a los AIP tradicionales, encargando a Howaldtswerke-Deutche Werft AG (HDW) el desarrollo de sistemas basados en esta tecnologa. Al primer 212A (U31) funcionando con pilas de combustible alimentadas con oxgeno e hidrgeno, le seguirn modelos de las clases 209, 214 y 212B.
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AIP basados en pilas de combustible
U-214
U-212
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AIP basados en pilas de combustible
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AIP basados en pilas de combustible
Mdulos BZM 34 de 34 kW
Mdulo BZM 120 de 120 kW47
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AIP basados en pilas de combustible
Diferentes armadas, entre las que cabe destacar la francesa, la holandesa, la canadiense y la espaola, tienen proyectos en diferentes niveles de desarrollo, y empleando distintas tecnologas relacionados con el diseo de un AIP basado en pilas de combustible para sus submarinos.
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AIP basados en pilas de combustible
LOx LO xHidr. Metl . Hidr. Metl Hidrocarburo Hidrocarburo o alcohol Reformado Reformado CO2 CO2
O2 O2 H2 H2
CLULA DE Pila de COMBUSTIBLE Combustible H2 O H2 O
DC DC
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AIP basados en pilas de combustible
Procesos de Reformado
HxCyOz HxCy
H2O + O2 H2O + O2 H2 + CO2
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AIP basados en pilas de combustible
Depsito de Agua
Tratamiento del CO2
Depsito de combustible
Reformador
Elim. CO
Purificador
Procesador de combustible
Sistema de Pila de Combustible
Adecuacin de Potencia
Bus
Sistema de Control y Seguridad
Sistema de Control y Seguridad
Planta AIP Depsito de O2
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AIP basados en pilas de combustible
Refrigeracin
Distribucin de nodo Mdulo Salida de nodo Adecuador de Potencia Adecuador de Potencia
Distribucin de Ctodo
...
Mdulo Recirculacin de Ctodo
Inertizacin con Nitrgeno
Adecuador de Potencia
Control y Seguridad
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HYNERGREENEjemplo: SPC de UTC para sumergible no tripulado.
AIP basados en pilas de combustible
Stacks
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AIP basados en pilas de combustible
Stacks
Ejemplo: SPC de Siemens para HDW.
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AIP basados en pilas de combustible
Vista 3D de la seccin AIP del S-80 (Navantia)
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