Estudio termodinámico de motores de combustión externa como medio de aprovechamiento del calor residual en buques mercantes

Abstract

Este documento es un estudio sobre la viabilidad de la implementación de un motor Stirling como método de aprovechamiento de calor residual que genera un buque mercante por su operación habitual, con la finalidad de generar electricidad para el uso de esta misma embarcación. Viene dado por la necesidad de aumentar la eficiencia energética del buque frente al esfuerzo de descarbonización de la industria y la emergencia climática actual, así como la poca madurez de las tecnologías que en el futuro deben sustituir a la propulsión basada en combustibles fósiles. El estudio se estructura en tres capítulos. El capítulo primero introduce el concepto de los motores Stirling, desde su ciclo termodinámico asociado, hasta los métodos matemáticos que más tarde se utilizarán para hacer el análisis de viabilidad; El capítulo segundo realiza un análisis del potencial del motor Stirling en la industria naval, mencionando brevemente su presencia en esta, y teorizando su instalación en la sala de máquinas de un buque mercante; Finalmente, el capítulo tercero aplica lo expuesto en los capítulos anteriores para realizar un análisis numérico del desempeño de un motor Stirling, con tal de comprobar la viabilidad de la implementación. Las conclusiones de estos análisis indican que un motor Stirling sería capaz de aportar unos 10 KW adicionales por motor de combustión interna operativo a la red eléctrica del buque. Se considera que esta instalación no sería viable para buques ya existentes, principalmente por motivos económicos, pero que tendría potencial en caso de buques de nueva construcción.

Objectius de Desenvolupament Sostenible::7 - Energia Assequible i No Contaminant::7.a - Per a 2030, augmentar la cooperació internacional per tal de facilitar l’accés a la investigació i a les tecnolo­gies energètiques no contaminants, incloses les fonts d’energia renovables, l’eficiència energètica i les tecnologies de combustibles fòssils avançades i menys contaminants, i promoure la inversió en infraestructures energètiques i tecnologies d’energia no contaminant