Propulsión eléctrica C-Pod
Los nuevos y revolucionarios motores eléctricos para barcos de alta potencia de Candela tienen una “vida útil casi ilimitada”
El fabricante sueco de barcos eléctricos Candela acaba de presentar una nueva y revolucionaria unidad de propulsión eléctrica conocida como C-Pod para sus barcos eléctricos, y es una obra de arte de ingeniería.
Candela afirma que estos son los motores de barco de mayor eficiencia y mayor duración de todos los tiempos.
El C-Pod consta de dos motores eléctricos. Cada uno impulsa una hélice que gira en sentido contrario para proporcionar una potencia combinada de 50 kW (67 hp) por módulo.
Esa alta potencia viene a pesar de que la unidad de transmisión tiene un diseño ultracompacto en forma de torpedo y pesa solo 50 kg (110 lb).
Además, el C-Pod fue diseñado para tener una “vida útil casi ilimitada”, gracias al largo intervalo de mantenimiento del diseño de 3.000 horas y la falta de cambios de aceite u otro mantenimiento importante. Para un usuario recreativo típico, eso se traduce en años de uso sin mantenimiento. O como lo expresó el CEO de Candela, Gustav Hasselskog:
Para el usuario medio de embarcaciones de recreo, esto significa que puede utilizar el motor y olvidarse de las molestias habituales con el servicio y la preparación para el invierno. El C-Pod te durará más que tú y probablemente también a tus hijos.
Candela no solo diseñó el C-Pod para que fuera una mejora con respecto a los motores fuera de borda de gasolina y diésel, sino que también lo diseñó para superar a los motores fuera de borda eléctricos tradicionales.
Los motores de las embarcaciones que funcionan con combustibles fósiles son notoriamente ruidosos, pero incluso los motores fuera de borda eléctricos tienen un zumbido audible que proviene del enlace que transfiere potencia a una hélice sumergida. El C-Pod de Candela es esencialmente silencioso porque carece de engranajes u otros vínculos y toda la unidad está sumergida bajo el agua.
Para crear el nuevo diseño, los ingenieros de Candela primero tuvieron que resolver varios desafíos de diseño.
El primer gran problema fue crear suficiente potencia a partir de una cápsula delgada con forma de torpedo. La potencia del motor eléctrico no está directamente relacionada con el diámetro de un motor. En cambio, eso es en gran parte una función del torque. Potencia = par x RPM, por lo que para mantener una potencia alta, los diseñadores redujeron el par con un motor más estrecho, pero lo compensaron con RPM más altas.
Eso llevó a otro problema: la cavitación. Cuando una hélice gira demasiado rápido, en realidad crea bolsas de aire en el agua formadas al hacer un vacío y, de hecho, hirviendo el agua localmente. Esto mata la eficiencia y daña la hélice con el tiempo, por lo que el equipo lo evitó utilizando dos hélices contrarrotantes más pequeñas. El par de hélices de diámetro más pequeño mejoró enormemente la eficiencia y permitió el uso de RPM más altas.
Pero para evitar crear un enlace complicado adicional para impulsar dos hélices desde un motor, se utilizaron dos motores con ejes de transmisión directa. Esto también ayudó a reducir el mantenimiento para aumentar la vida útil de todo el módulo y aumentó significativamente la eficiencia de la unidad.
Un gran beneficio adicional con dos hélices son las pérdidas de la hélice mucho más bajas. Una configuración de hélice simple convencional tiene pérdidas de más del 30%. Alrededor del 20 del 30% se quema al darle una rotación al agua. Después de la hélice, el agua no solo fluye hacia atrás, también circula, un movimiento inútil.
Al poner una hélice detrás de otra hélice y dejarla funcionar en direcciones de rotación opuestas, se puede hacer que el flujo después de la segunda hélice sea completamente recto. Luego, termina con aproximadamente un 30% de pérdidas en la hélice principal y solo un 10% en la trasera, lo que aumenta la eficiencia general del 70 al 80%, lo que se traduce en un aumento del 14% en el rango.
Por último, el equipo tuvo que resolver el problema del calor. Cualquier motor eléctrico puede generar energía adicional simplemente aumentando el suministro de corriente. Pero un motor con demasiada potencia se quemará rápidamente sin un enfriamiento efectivo. La forma alargada y aerodinámica de la cápsula y su diseño sumergido significan que el motor se enfría con un gran volumen de agua que pasa mucho tiempo en contacto con los lados del motor. Eso permite que los motores del C-Pod funcionen a niveles de potencia más altos que los motores eléctricos fuera de borda que no tienen la ventaja del enfriamiento por agua constante.
Los motores de 50 kW son muy eficientes, pero se fabrican aún más en los barcos de Candela debido a su diseño de hidroala. El taxi acuático hidroala P-12 de Candela para 12 personas y 28 pies (8,5 metros) puede usar un solo C-Pod para alcanzar 30 nudos (34,5 mph o 56 km / h). El ferry lanzadera más grande de Candela para 30 personas, el P-30, requeriría dos C-Pods para alcanzar esa velocidad.
Al volar sobre el agua, utilizan un 80% menos de energía que un barco típico que planea sobre la superficie del agua.
Esto no es solo un gran paso adelante con respecto a los motores de combustibles fósiles, gracias a la falta de escape y los ciclos de mantenimiento mucho más largos, sino que también es un gran paso adelante con respecto a la tecnología actual de motores eléctricos para botes.
La operación literalmente silenciosa significa que puede estar viajando rápidamente a
alta velocidad sin escuchar nada más que el sonido del agua golpeando contra el casco. Y en el caso de los hidroalas voladores de Candela, no oiría casi nada en absoluto.
