Интегрированная электрическая тяга ( IEP ), полная электрическая тяга ( FEP ) или интегрированная полная электрическая тяга ( IFEP ) — это система морских пропульсивных систем, в которой газовые турбины или дизель-генераторы или и то, и другое вырабатывают трехфазное [1] электричество , которое затем используется для питания электродвигателей [2], вращающих либо гребные винты , либо водометные импеллеры . Это модификация комбинированной дизель-электрической и газовой пропульсивной системы для судов , которая устраняет необходимость в муфтах и уменьшает или устраняет необходимость в редукторах [2] [3] за счет использования электрической передачи вместо механической передачи энергии, поэтому это последовательная гибридная электрическая пропульсивная система, а не параллельная .
Некоторые новые атомные военные корабли также используют форму ИЭП. Атомная электростанция производит пар для работы турбогенераторов; они, в свою очередь, питают электродвигатели.
Устранение механической связи между двигателями и движителем имеет несколько преимуществ, включая большую свободу размещения двигателей, [3] акустическую развязку двигателей от корпуса , что делает судно менее шумным, а также уменьшение веса и объема. [3] Уменьшение акустической сигнатуры особенно важно для военных судов, стремящихся избежать обнаружения, и для круизных судов, стремящихся обеспечить пассажирам приятное путешествие, но менее выгодно для грузовых судов . Поскольку судам требуется электричество, даже когда они не находятся в движении, наличие всех двигателей, вырабатывающих электроэнергию, уменьшает количество необходимых двигателей по сравнению с более традиционными схемами, в которых один пул двигателей обеспечивает электроэнергию, а другой пул двигателей обеспечивает движение, что снижает капитальные затраты и расходы на техническое обслуживание. [1] [3]
Типичная интегрированная электрическая силовая установка на более крупных (например, круизных судах) и военных судах включает как дизельные генераторы, так и газовые турбины. На меньших судах (которые составляют большинство судов IEP) двигатели, как правило, только дизельные. Преимущества газовых турбин включают гораздо меньший вес. [1] [4] и меньший размер [1], чем у дизелей аналогичной мощности, а также гораздо меньший шум и вибрацию , [4] но они эффективны только на максимальной или близкой к ней мощности. Дизельные генераторы имеют преимущество высокой эффективности в широком диапазоне уровней мощности. Использование их в сочетании позволяет получить преимущества полного диапазона эксплуатационной эффективности, бесшумного режима работы с низким уровнем вибрации и некоторого снижения веса и объема по сравнению с установкой только на дизельном топливе. На военных судах обычно используется пул дизельных генераторов для обеспечения базовой нагрузки и достаточной мощности для достижения крейсерской скорости. Газовые турбины используются для обеспечения пиковой мощности для более высоких скоростей и могут потребоваться для работы систем вооружения с высокими требованиями к мощности. На пассажирских судах одна или несколько газовых турбин используются для быстрого крейсерского хода. Дизели обеспечивают надежное резервирование и эффективный источник электроэнергии во время стоянки в порту, на якоре или в дрейфе.
Дизель -электрическая система — это интегрированная электрическая силовая установка, в которой не используются газовые турбины, а все двигатели — дизельные.
Турбинно -электрическая система также возможна с использованием газотурбинных генераторов. Некоторые яхты используют только газовые турбины для интегрированного электрического движения без каких-либо дизельных двигателей. Если электродвижение используется через электродвигатель на валу или встроено в главный редуктор, приводящий вал в движение, большая доступная мощность реализуется быстрее, чем при использовании дизелей. Кроме того, система привода двигателя с постоянными магнитами на валу, также использующая газовые турбины Prime Movers на главном редукторе, также может обеспечивать электроэнергию при приводе Prime Movers. Электродвигатели с постоянными магнитами на валу обеспечивают движение на более низких скоростях с помощью бортовой газовой турбины или дизельного топлива, генерирующего электроэнергию, при значительной экономии топлива. Если проанализировать широкое использование флота, со временем будут реализованы значительные логистические преимущества. По сравнению с дизелем он повышает гибкость, универсальность и эффективность, с возможностью преобразования для обеспечения движения или электроэнергии быстрее, в зависимости от ситуации.
В Норвегии газоэлектрические гибридные двигатели используются на флоте полностью электрических и подключаемых гибридных паромов , пересекающих фьорды. Эти суда, способные развивать скорость 17-18 узлов, сокращают общий выброс NOx на 8000 тонн в год и выбросы CO2 на 300 000 тонн в год. Экономя миллион литров дизельного топлива в год на паром, паромы перезаряжают свои батареи ночью и пополняют их от берегового источника питания в каждом порту захода. [5] [6] [7]