Eléctrico híbrido marino Sistema de plasma y H₂ de circuito cerrado
Una nueva arquitectura de investigación de propulsión marina que va más allá del modelo de motor convencional hacia un embarcación híbrido-eléctrica impulsada por un reactor de plasma-H₂ de circuito cerrado, pilas de combustible, recuperación ORC/turbina de vapor, baterías y propulsión eléctrica.
¿Por qué cambió el concepto de propulsión?
El primer modelo marino evaluó una embarcación donde un motor marino convencional siguió siendo el sistema de referencia principal y la capa de plasma-H₂ se consideró principalmente como un módulo de soporte auxiliar.
La arquitectura V1.2 cambia el límite del sistema. La embarcación ahora se modela como una plataforma marina híbrida-eléctrica. La propulsión ya no se centra únicamente en un motor tradicional, sino en un bus eléctrico integrado alimentado por un reactor de plasma-H₂ de circuito cerrado, conversión de pila de combustible, recuperación de calor de turbina y almacenamiento en búfer de batería.
Este enfoque es más coherente con la operación marina, ya que los barcos funcionan durante muchas horas con cargas estables, tienen espacio para módulos técnicos y pueden integrar la toma de agua de mar, la desalinización, la recuperación de calor, el manejo de gases y la propulsión eléctrica de manera más realista que los vehículos más pequeños.
Transición de arquitectura
Motor marino convencional como base, con plasma-H₂ y soporte de pila de combustible tratados principalmente como capas auxiliares de reducción.
Arquitectura de embarcación híbrida-eléctrica con reactor de plasma-H₂ de ciclo cerrado, pila de combustible, turbina ORC/vapor, almacenamiento de batería y propulsión eléctrica.
Reactor de ciclo cerrado
El agua purificada y el gas inerte de soporte reemplazan la dependencia de aire de combustión externo.
Conversión de pila de combustible
El hidrógeno se convierte en electricidad para el bus eléctrico de la embarcación.
Recuperación de turbina
El calor residual y la producción térmica se dirigen a la generación de ORC o de turbina de vapor.
Propulsión eléctrica
Las baterías y la electrónica de potencia alimentan la propulsión eléctrica y los sistemas auxiliares.
Nueva Arquitectura de Propulsión
De motor de combustible marino a propulsión híbrida eléctrica de plasma-H₂
El concepto V1.2 trata la embarcación como una plataforma energética coordinada. El objetivo principal es explorar si el hidrógeno, la recuperación de calor y la propulsión eléctrica pueden funcionar conjuntamente en una arquitectura controlada a bordo.
Agua de mar y agua purificada
La toma de agua de mar y la desalinización proporcionan agua purificada para el proceso de ciclo cerrado de plasma-H₂, mientras que las corrientes de salmuera y minerales permanecen como parte del balance de ingeniería.
Reactor de plasma-H₂ de circuito cerrado
El reactor se modela como un sistema cerrado o semicerrado utilizando agua purificada y soporte de gas inerte. No utiliza aire de combustión externo como reactivo del proceso.
Separación y almacenamiento de gases
Los flujos de hidrógeno y oxígeno requieren separación, monitorización, control de presión, lógica de almacenamiento y sistemas de seguridad antes de cualquier paso de conversión de energía.
Salida eléctrica de pila de combustible
El hidrógeno alimenta una capa de pila de combustible para generar electricidad para el autobús de CC/eléctrico, reduciendo la necesidad de operar el generador convencional.
Recuperación de turbina de gas / vapor
El calor de las fuentes a bordo y la producción térmica del reactor pueden ser dirigidos a la recuperación ORC (Ciclo Orgánico de Rankine) o a turbina de vapor para generar electricidad adicional.
Propulsión eléctrica y baterías
Las baterías estabilizan el bus eléctrico, soportan cargas pico y alimentan motores de propulsión eléctrica, bombas, cargas de hotel y otros servicios a bordo.
Flujo de energía
Cadena Integrada de Energía Marina
El nuevo modelo se basa en una cadena de conversiones en lugar de un único motor aislado. El hidrógeno, el calor y la electricidad están conectados a través de subsistemas controlados.
El agua de mar se filtra y se convierte en agua de proceso purificada.
El reactor de plasma-H₂ de circuito cerrado produce hidrógeno bajo suposiciones controladas.
El calor útil se canaliza a la generación ORC o a la turbina de vapor en lugar de desperdiciarse.
Las pilas de combustible y la recuperación de turbina alimentan el autobús eléctrico a bordo.
Las baterías y la electrónica de potencia soportan los motores eléctricos y los sistemas auxiliares.
Lógica de CO₂ corregida
En este modelo V1.2, el reactor de plasma-H₂ en circuito cerrado no se trata como un motor de combustión. Se modela como un proceso cerrado o semicerrado que utiliza agua purificada y soporte de gas inerte. Por lo tanto, las emisiones directas de CO₂ del reactor se establecen en cero en la simulación conceptual.
Los valores de CO₂ restantes se refieren a la línea de base de la embarcación convencional, el uso de combustible de respaldo o la energía fósil residual aún requerida después de las contribuciones de la celda de combustible, la turbina, la FV y la batería.
Capa de Simulación V1.2
Qué evalúa el nuevo simulador
El simulador V1.2 estima la interacción entre la producción de hidrógeno en circuito cerrado, la recuperación de calor, la generación de turbinas, la electricidad de celdas de combustible, las baterías y la demanda de propulsión.
Producción de hidrógeno
Estima la producción de hidrógeno a partir de la capa de plasma-H₂ utilizando supuestos de agua, energía, ciclo de trabajo, gas inerte y conversión.
Electricidad de turbina
Calcula la electricidad recuperada del calor usando supuestos de eficiencia de turbina ORC o de vapor.
Salida de pila de combustible
Convierte el hidrógeno en energía eléctrica utilizable para el bus de CC/eléctrico de la embarcación.
Respaldo de batería
Evalúa la capacidad de la batería, el estado de carga utilizable, la reducción de picos y la estabilidad de la energía.
Propulsión eléctrica
Compara la energía eléctrica disponible con la demanda de propulsión y auxiliar.
Emisiones residuales
Separa el CO₂ de referencia de la embarcación, el CO₂ evitado, el CO₂ neto residual y el CO₂ directo del reactor.
Abrir Simulador V1.2 ->Límites científicos y alcance de seguridad
Este sistema es un modelo de investigación y simulación. No se presenta como un sistema de propulsión marina certificado ni como un diseño listo para la industria.
- El sistema no reivindica energía libre y no asume recuperación de energía sin costo físico.
- El reactor de plasma-H₂ de circuito cerrado requiere validación de laboratorio de eficiencia, durabilidad, pureza del gas y seguridad.
- El almacenamiento de hidrógeno, el control de presión, la ventilación, la detección de fugas y los sistemas de seguridad contra incendios son requisitos marítimos críticos.
- La recuperación ORC o de turbina de vapor depende de la disponibilidad real de calor, el nivel de temperatura, la eficiencia de la turbina y las restricciones de integración marina.
- La propulsión eléctrica requiere electrónica de potencia, redundancia, revisión de clasificación y aprobación regulatoria.
- El simulador apoya la discusión de ingeniería; no reemplaza las pruebas de laboratorio ni la certificación marina.
Explore el modelo híbrido eléctrico marino V1.2
Abrir el simulador público para probar las suposiciones del circuito cerrado de plasma-H₂, electricidad de celda de combustible, recuperación ORC/turbina de vapor, almacenamiento en búfer de batería, demanda de propulsión eléctrica y lógica CO₂ corregida.