Fornecimento de energia em terra

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1 s Soluções inteligentes para navios atracados com base nos sistemas de média tensão SIHARBOR / SIPLINK Fornecimento de energia em terra Answers for energy.

2 Fornecimento de energia em terra para navios ecologicamente correto e econômico Os transportes marítimos carregam a maior parte do tráfego mundial de mercadorias. Mais de 90 % do fluxo do comércio mundial é transportado através dos mares e oceanos do mundo. Mas, além de o transporte marítimo contribui com praticamente a mesma proporção de emissões globais de CO 2 que os transportes aéreos, ainda apresenta outros problemas relacionados à poluição: A combustão de óleo diesel dos navios gera emissões consideravelmente maiores de enxofre e partículas em suspensão do que outros combustíveis. Os portos sofrem com a poluição, não apenas pela entrada e saída de navios, mas também durante os períodos de atracação. Especialistas estimam que em 2020, em determinadas regiões portuárias, 20 % de todas as emissões de partículas em suspensão serão causadas pelos navios. Atualmente, em algumas regiões, as emissões de poluentes emitidas pelos navios já representam uma proporção muito maior da poluição total, sendo responsável por mais de 90 % de nitrogênio e óxidos de enxofre. Na União Européia, esses indicadores levaram a recomendação para a instalação de um fornecimento de energia em terra para navios atracados nos portos (ver texto a seguir). Uma norma EN / IEC correspondente também está sendo preparada. Além disso, há sinais de que as autoridades estão tomando medidas similares em outras regiões onde o transporte marítimo é uma fonte significativa de poluentes atmosféricos. SIHARBOR a solução limpa para o fornecimento de energia para navios nos portos O fornecimento de energia em terra oferece uma solução eficaz e conveniente para o problema das emissões dos navios atracados. Com o sistema de fornecimento de energia em terra SIHARBOR, a Siemens disponibiliza um conceito de sistema modular padrão tanto em terra como a bordo do navio. SIHARBOR está em conformidade com as recomendações da UE 2006 / 339 / EC em todos os aspectos. Ele atende as diferentes necessidades dos operadores portuários, armadores, estaleiros e empresas de fornecimento de energia. E é apro- 2

3 Redução de poluentes com SIHARBOR* CO 2-35 % partículas em suspensão -90 % NO x -97 % *com base no conjunto de fontes de energia europeu Resumo dos benefícios O SIHARBOR é ecológico: É possível usar a eletricidade gerada em usinas de energia onde a produção está sujeita a rigorosas normas de proteção ambiental. O SIHARBOR resulta em uma redução de 35 % de dióxido de carbono, uma redução de cerca de 97 % de óxido de nitrogênio e uma redução de 90 % de partículas em suspensão em relação ao diesel marítimo. O SIHARBOR poupa custos: No futuro, haverá inúmeros fatores que causarão o aumento dos custos dos combustíveis fósseis. Esses incluirão o aumento dos preços do petróleo e produtos derivados, além de exigências mais rigorosas em relação à quantidade de enxofre permitida no diesel marítimo. É por isso que o fornecimento de eletricidade em terra será muitas vezes a solução mais barata para os armadores. O SIHARBOR reduz a poluição sonora: Uma conexão elétrica elimina a vibração e ruído dos geradores a bordo. Isso aumenta significativamente a qualidade de vida dos passageiros, da tripulação e dos residentes nas áreas portuárias. priado para portos de diversos tamanhos. O sistema pode servir diferentes tipos de embarcações, tais como navios de cruzeiro, navios de carga e ferries. Devido ao design modular do sistema, qualquer solução usando a combinação de frequência de 50 Hz e 60 Hz, bem como todos os níveis de tensão necessários na indústria naval podem ser adaptados e alcançados. Recomendação 2006 / 339 / EG Em novembro de 2002, a Comissão emitiu um comunicado sobre a estratégia da União Européia para reduzir as emissões atmosféricas das embarcações marítimas utilizando fontes de energia em terra para navios atracados. Esta recomendação foi concluída no documento 2006 / 339 / EC e complementada com medidas adicionais. Uma das recomendações da Comissão refere-se à questão do fornecimento de energia em terra. Os Estados membros devem considerar a instalação de um fornecimento de energia em terra para o uso de navios atracados nos portos e considerar a oferta de incentivos econômicos aos operadores que utilizarem embarcações com fontes de alimentação em terra. Os Estados membros devem trabalhar dentro da Organização Marítima Internacional (IMO), no contexto da atual análise da Convenção Internacional para a Prevenção da Poluição por Navios (Convenção MARPOL) e promover o desenvolvimento de normas internacionais harmonizadas para as conexões elétricas em terra, levando em conta os trabalhos em curso. Ao mesmo tempo, foram publicados estudos sobre a relação custo-benefício e viabilidade da utilização de fontes de alimentação em terra para a redução das emissões de diferentes tipos de navios, rotas e portos. 3

4 SIHARBOR: Fornecimento de energia em terra com componentes robustos e comprovados O sistema modular integrado SIHARBOR oferece um conceito perfeitamente alinhado aos componentes de fornecimento de energia em terra de média tensão. Cada navio tem as suas necessidades individuais de fornecimento de energia. O SIHARBOR oferece a flexibilidade necessária como parte integrante de um sistema. Devido ao design modular do sistema, qualquer combinação de frequência de 50 Hz e 60 Hz pode ser obtida no sistema de fornecimento. O pacote SIHARBOR inclui transformadores dedicados à adaptação dos níveis de tensão em terra ao sistema energético a bordo. Assim, os navios mais antigos também podem ser conectados facilmente. Na maioria dos casos, adaptar a entrada do cabo de energia existente não é um problema. Montar o sistema de fornecimento de energia em terra é apenas uma questão de minutos. A segurança dos funcionários é garantida em todos os momentos. O SIHARBOR é baseado em componentes comprovados, padronizados e utilizados por milhares de soluções de fornecimento de energia do portfólio da Siemens. A conexão do navio à terra é controlada através de um sistema de automação que é ligado ao navio. Um cabo de fibra ótica é utilizado para ligar o navio à terra. SIPLINK elemento núcleo essencial do sistema SIHARBOR para a adaptação de frequência Em dois terços dos navios do mundo, o sistema de fornecimento a bordo opera a 60 Hertz. Consequentemente na Europa, a frequência tem que ser adaptada para o fornecimento de energia em terra. SIPLINK, o elemento núcleo da solução SIHARBOR, conecta o sistema a bordo dos navios com a rede elétrica local. A tensão em terra e a tensão do sistema a bordo são adaptadas através de transformadores apropriados que também isolam a conexão galvanizada entre os dois sistemas. A alimentação por cabo A chave para o sucesso Os sistemas dedicados de alimentação por cabo do pacote SIHARBOR para a ligação da terra para o navio, levam em consideração todos os pontos de conexão flexíveis que são necessários para os diferentes tipos de navios. E automaticamente compensam as amplitudes das marés. 4

5 Resumo dos benefícios SIHARBOR Reduz a emissão de poluentes Fornece uma conexão rápida e simples para o navio através de um sistema de alimentação por cabo Abrange todos os requisitos de energia por meio de módulos de energia progressivos Limita a energia de curto-circuito, o que previne a sobrecarga da rede de energia local e da conexão plug-in de média tensão. Nenhuma medida de limitação de curto-circuito é necessária no navio Aplica padrões industriais e utiliza componentes Siemens aprovados. Esses incluem o acoplamento de rede SIPLINK, transformadores Siemens, painel de manobra de média tensão dos conjuntos de série Siemens e sistemas automação com SIMATIC S7 Fornece uma conexão rápida e confiável para navios. Não necessita de pessoal especialmente treinado para a conexão terra-navio Estabelece o fornecimento de energia em terra através de uma conexão plug-in confiável e padronizada com o cabo de fibra ótica integrado Torna possível gravar e arquivar o consumo de energia quando atracado Reduz o consumo de combustível a bordo Reduz os custos de energia a bordo Aumenta a vida útil dos navios com motores a diesel e unidades auxiliares Permite que trabalhos de reparação e manutenção a bordo sejam planejados enquanto o navio está atracado. SIHARBOR tudo a partir de uma única fonte O SIHARBOR lhe oferece uma maneira fácil de explorar todos os benefícios do fornecimento de energia em terra. Nossos especialistas adaptam o sistema para as suas necessidades específicas. A Siemens disponibiliza todos os serviços a partir de uma única fonte, sem problemas de interface, incluindo as subestações da empresa de energia, painel de manobra de média tensão, sistemas de alimentação por cabo e sistema de automação. O SIHARBOR é uma solução ecológica e econômica para o seu porto. 5

6 SIPLINK Variante 50 Hz/60 Hz sem SIPLINK Variante 50 Hz/60 Hz com SIPLINK Planejando o fornecimento de energia em terra Quando estiver planejando o fornecimento de energia em terra, existe uma série de aspectos cruciais que devem ser levados em consideração. Desde o estágio de planejamento, os requisitos de fornecimento de energia devem ser especificados da forma mais detalhada e precisa possível. 1 Fonte de alimentação do porto A empresa de energia local pode fornecer a energia total necessária para a conexão em terra planejada? O dimensionamento da rede satisfaz os requisitos do SIHARBOR / SIPLINK? 2 Rede elétrica do porto Qual é a tensão nominal? Como o sistema SIHARBOR / SIPLINK será alimentado? Sistemas de painel de manobra existentes? Sistemas de painel de manobra adicionais? Novo painel de manobra? Qual é a frequência nominal? Qual a distância entre a rede elétrica do porto e o ancoradouro (comprimento do cabo)? Quais são as flutuações de tensão existentes (em porcentagem)? É necessária a medição do consumo de energia? Sim Não 6

7 5 1 Fonte de alimentação do porto 2 Rede elétrica do porto 3 SIPLINK e distribuição com compatibilidade de tensão e frequência 4 Conexão terra-navio 5 Conexão a bordo do navio 3 SIPLINK e distribuição Existe um edifício disponível para a instalação do sistema SIPLINK? Sim Não Os seguintes itens devem ser levados em consideração para a instalação em um edifício: O edifício suportará o peso (estatísticas)*? Sim Não Existe espaço suficiente para os componentes*? Sim Não As salas possuem ar condicionado? Sim Não As salas estão protegidas de poeira? Sim Não Qual é a distância entre o conversor e o trocador de calor? metros (o trocador de calor deve estar no exterior) O sistema SIPLINK será instalado em um container no exterior? Sim Não Existem requisitos em relação à limitação dos ruídos? 4 Conexão terra-navio Quantos ancoradouros deverão ser alimentados? Quantos pontos de conexões são possíveis por ancoradouro? O sistema deverá ser capaz de conectar diferentes tipos de navios (container, RoRo, ferries ) por ancoradouro? Qual é o total de energia fornecida necessária para cada ancoradouro? Qual é a máxima distancia permitida entre o navio e o SIPLINK (para a colocação do cabo)? 5 Conexão do lado do navio Quais são as tensões a bordo que deverão ser levadas em consideração? db(a) a uma distância de metros Quais são as frequências a bordo que deverão ser levadas em consideração? Quais são os valores das temperaturas exteriores? Mínimo Máximo Quais são as necessidades de energia de cada tipo de embarcação? Qual é o consumo total de energia esperado? *Exemplo na próxima página 7

8 Exemplo de instalação em caontainer com base em uma solução em Flens- SIPLINK o acoplamento de rede flexível e confiável para fornecimento de energia em terra SIPLINK significa Siemens Multifunctional Power Link (Ligação de Energia Multifuncional da Siemens) e permite a ligação do sistema de energia a bordo de um navio a uma rede de energia em terra mesmo quando as frequências de sistema são diferentes. As duas redes são eletricamente isoladas uma da outra. O SIPLINK pode gerar frequências e níveis de tensão diferentes para o sistema a bordo, dependendo do tipo de navio atracado no momento. O inversor de energia O inversor de energia consiste em um retificador para o lado da rede em terra, um inversor para o fornecimento de energia a bordo, um circuito de CC, um sistema de controle de circuito fechado, sistema de controle e os filtros de rede. Os seguintes requisitos podem ser atendidos com o conversor de energia: Alimentação de sistema a bordo Frequências diferentes (50 Hz / 60 Hz) Operação paralela com o gerador de sistema a bordo durante a sincronização Sincronização tanto na direção do navio para a terra como da terra para o navio Restrição da potência de curto circuito Filtro por lado da rede A THD de 5 % em linha com a norma EN Os transformadores Os transformadores conversores fornecem a conexão SIPLINK para o sistema de fornecimento de energia. O transformador voltado para o navio isola eletricamente as redes de energia a bordo e em terra para que não haja qualquer possibilidade de corrosão galvânica. Dependendo dos requisitos, tanto os transformadores secos como os transformadores a óleo podem ser utilizados para fornecer as tensões (por exemplo, 6,6 kv ou 11 kv) nos ancoradouros. O sistema de resfriamento O sistema SIPLINK é resfriado a água. O trocador de calor é projetado como um trocador água / ar (instalação externa) ou como um trocador água / água, dependendo da aplicação. As dimensões variam de acordo com o desempenho de resfriamento necessário. Os requisitos de proteção contra ruídos também devem ser levados em consideração. Principais dados para uma aplicação normal: Temperatura externa de 20 C até +35 C (resfriamento a água / ar com mistura de água / glicol como refrigerante) 8

9 Entrada da empresa de energia Saída para embarcação Conversor Transformador Transformador Painel de manobra Filtro Filtro Painel de manobra Exemplo * para a instalação de um SIPLINK de 1,0 MVA Nº Qtd Componente Dimensões (A x L x P em mm) Peso (kg) 1 1 Conversor x x Transformador seco x x Sistema de resfriamento x 900 x Trocador de calor x x Painel de manobra x x Container x x *orientativo Alternativas abaixo de 40 C e acima de +40 C possíveis Nível de pressão acústica de 65 db(a) à uma distância de 10 m Potência acústica de 100 db Os sistemas do painel de manobra Os sistemas do painel de manobra podem ser isolados a ar ou a gás. Os sistemas do painel de manobra isolados a gás são os mais aconselhados para uma manutenção mais fácil e por razões de espaço. Sistemas de interface homem-máquina Os componentes do sistema SIPLINK estão equipados com uma unidade de controle local com opções operacionais e de diagnóstico. Um controlador SIMATIC S7 master com um painel de operação, monitora o estado do sistema em um local central e exibe todos os dados de operação, alarme e falhas. Todos os dados podem ser transferidos para os sistemas de controle master através dos sistemas de barramento padronizados. Instalação O sistema SIPLINK pode ser instalado em salas de equipamentos existentes se houver espaço suficiente. Soluções de sistemas na forma de container ou subestações de concreto pré-fabricadas também são opções disponíveis. Os componentes são pré-montados e testados pelo fabricante. 9

10 Planejamento qualificado, execução de projetos e serviços para seu fornecimento de energia em terra Nós auxiliamos você com o planejamento e implementação de seu sistema de fornecimento de energia em terra, desde a idéia inicial até a implementação. Elaboramos uma análise detalhada dos custos / benefícios junto com você, para encontrar a melhor solução para as suas necessidades. Nossos experientes gerentes de projeto garantem que o projeto seja implementado dentro do prazo e com a qualidade certa. E em qualquer dos 150 países, podemos estar rapidamente no local com uma equipe de serviço, caso você precise de ajuda com o início ou a modernização de seu sistema de fornecimento de energia em terra. Visão geral de nossos serviços 1. Fase de concepção Os estudos de viabilidade (por exemplo, análise de um sistema de energia) ajudam a analisar os fundamentos existentes corretamente 2. Fase de projeto Na fase de projeto, as soluções para as necessidades locais específicas são desenvolvidos com a orientação do cliente. 3. Implementação A implementação compreende o planejamento inicial, planejamento do projeto, aquisição, monitoramento dos prazos e documentação. 4. Instalação e implementação O sistema SIPLINK pode ser configurado e instalado em edifícios existentes, como uma solução de sistemas de container ou em subestações de concreto pré-fabricadas, se o espaço for projetado como uma área de operação elétrica. Os componentes são pré-montados e testados pelo fabricante. A instalação pode ser realizada pela agência Siemens local ou pelo cliente. Isso ocorre após a implementação e teste de sistema pelo pessoal da Siemens especialmente treinado. 10

11 Referências: Flender Werft AG, Alemanha Fornecimento de energia em terra com SIPLINK para navios em construção a partir de rede de estaleiro de 50 Hz Ligação back-to-back de CC de média tensão de 1 MVA para fornecimento de sistemas a bordo de 50 / 60 Hz Teste de conjuntos de geradores a bordo com SIPLINK Feedback de energia elétrica na rede do estaleiro enquanto os geradores estiverem funcionando Troca controlada da energia ativa em ambas as direções para melhorar a estabilidade da rede e otimizar o fluxo de carga nas redes de energia a bordo e do estaleiro Flensburger Schiffbaugesellschaft, Alemanha Fornecimento de energia em terra para alimentar navios no estaleiro com tensões diferentes (400 V / 50 Hz, 440 V / 60 Hz, 690 V / 60 Hz) a partir da rede do estaleir de 50 Hz Capacidade de conversor de 1 MVA Recuperação de energia a partir dos geradores a bordo para a rede do estaleiro Nível de pressão acústica de 45 db(a) a uma distância de 65 m Solução de container SIPLINK com instalação completa de todos os componentes, erguidos a uma altura de 8 m Porto de Lübeck / TransAtlantic, Alemanha União do projeto piloto com a empresa de papel StoraEnso como cliente da empresa de transporte como parte do projeto New Hansa Conexão em terra para as três transportadoras de papel Trans-Paper, TransPulp e TransTimber da linha de transporte finlandesa TransAtlantic com sistemas de fornecimento a bordo de 400 V / 50 Hz Os navios já estão equipados para conexões em terra na Finlândia e possuem um sistema de alimentação por cabo com um conector plug-in, uma unidade de controle para o processo de acoplamento e um transformador a bordo. Em Lübeck, a Siemens instalou o ponto de conexão correspondente junto ao ancoradouro e configurou a conexão para o sistema de média tensão da empresa de eletricidade municipal de Lübeck. Para o controle e a comunicação entre o navio e o sistema de fornecimento de energia em terra, a Siemens modernizou a tecnologia finlandesa de relés e criou uma solução de software moderna usando os relés multifuncionais SIPROTEC programáveis da Siemens. Solução SIHARBOR com painel de manobra de 10 kv para a conexão ao fornecimento de energia em terra, painel de manobra de 6 kv para a conexão à rede de energia a bordo, um transformador de resina com 10 kv / 6 kv para isolamento elétrico de duas redes e outra subestação no cais acomodando as tomadas para o circuito de energia de 6 kv e para a unidade de controle e painel de operação 11

12 Publicado por e copyright 2011 de: Siemens AG Energy Sector Freyeslebenstrasse Erlangen, Alemanha Siemens AG Energy Sector Power Distribution Division Medium Voltage Mozartstrasse 31 C Erlangen, Alemanha Para outras informações, entre em contato com nosso Centro de Atendimento ao Cliente. o nosso Centro de Apoio ao Cliente Telefone: Fax: (As tarifas dependem do provedor) support.energy@siemens.com Power Distribution Division Pedido no. E50001-G710-A Impresso na Alemanha Dispo 40400, c4bs No /13406 TV/WÜ WS Impresso em papel branqueado sem cloro elementar. Todos os direitos reservados. As marcas comerciais mencionadas neste documento são de propriedade da Siemens AG, de suas filiadas ou de seus respectivos proprietários. Sujeito a mudanças sem aviso prévio. As informações presentes neste documento contêm descrições gerais das opções técnicas disponíveis, que podem não se aplicar em todos os casos. As opções técnicas necessárias devem, pois, ser especificadas no contrato.