Gli alimentatori marini forniscono energia elettrica regolata a imbarcazioni, impianti offshore e sistemi sottomarini, convertendo e stabilizzando l’energia proveniente da batterie, generatori e collegamenti a terra. Le soluzioni disponibili comprendono alimentatori CA-CC, convertitori CC-CC, moduli isolati galvanicamente, architetture ridondanti e alimentatori sottomarini resistenti alla pressione.
Questa pagina presenta i fornitori di alimentatori marini a supporto della ricerca oceanografica, dei rilievi idrografici, del monitoraggio ambientale marino, della navigazione, delle comunicazioni e dei sistemi senza equipaggio.
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Alimentatori e convertitori resistenti per sistemi marittimi e navali
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Gli alimentatori marini forniscono energia elettrica regolata alle apparecchiature a bordo delle imbarcazioni, agli impianti offshore e ai sistemi subacquei. Essi convertono e stabilizzano l’energia proveniente da fonti quali batterie, generatori e collegamenti a terra, fornendo la tensione e la corrente richieste dall’elettronica marina, dalle apparecchiature di navigazione, dai sistemi di comunicazione e dalla strumentazione scientifica.
NRA301 di Aegis Power Systems
Le configurazioni disponibili includono alimentatori da corrente alternata a corrente continua (AC-DC), convertitori CC-CC, regolatori a commutazione e lineari, moduli di alimentazione ridondanti e alimentatori sottomarini. Queste soluzioni supportano navi da ricerca, imbarcazioni di superficie senza equipaggio (USV), veicoli telecomandati (ROV) e piattaforme di monitoraggio autonome, con progetti che tengono conto dell’efficienza di conversione, della stabilità di tensione, della compatibilità elettromagnetica (EMC), della tutela ambientale e dell’affidabilità in condizioni marittime particolarmente impegnative.
Gli alimentatori marini convertono l’energia elettrica in ingresso nella tensione e nella corrente richieste dai carichi collegati. Le unità CA-CC raddrizzano e regolano la corrente alternata, mentre i modelli CC-CC utilizzano metodi di commutazione o altre tecniche di regolazione per adeguare le tensioni CC esistenti. A seconda dell’architettura, queste fasi di conversione operano in combinazione con filtri, circuiti di retroazione e componenti di protezione per mantenere uscite elettriche adeguate.
Gli alimentatori regolati utilizzano un controllo a retroazione per monitorare e regolare la tensione di uscita al variare delle condizioni di ingresso o dei carichi elettrici. Ciò è particolarmente importante per i dispositivi elettronici sensibili, gli strumenti di navigazione, l’hardware di comunicazione e i sensori marini che richiedono tensioni di funzionamento costanti.
I circuiti di condizionamento dell’alimentazione contribuiscono a ridurre i disturbi elettrici indesiderati, quali fluttuazioni di tensione, ondulazione di commutazione e interferenze condotte. Il filtraggio in ingresso e in uscita, unitamente a una regolazione a basso rumore ove richiesto, può contribuire a limitare il rumore elettrico che influisce su sensori acustici, strumenti scientifici e sistemi di acquisizione dati.
Gli alimentatori isolati galvanicamente separano elettricamente i circuiti di ingresso e di uscita, in genere utilizzando trasformatori o stadi di conversione isolati, contribuendo a limitare le correnti di terra indesiderate e la propagazione di determinati guasti elettrici. Se combinato con adeguate misure di messa a terra e collegamento equipotenziale, l’isolamento può inoltre contribuire a gestire i percorsi di corrente indesiderati associati ai rischi di corrosione galvanica.
Gli alimentatori marini forniscono uscite regolate ai dispositivi di bordo, operando in combinazione con apparecchiature dedicate alla distribuzione dell’energia. Gli alimentatori a uscite multiple sono in grado di soddisfare diversi requisiti di tensione per sensori, processori, sistemi di comunicazione, elettronica di controllo e altri carichi collegati.
Gli alimentatori avanzati possono incorporare funzioni di monitoraggio della tensione e della corrente, rilevamento dei guasti e circuiti di protezione, tra cui protezione da sovratensione, sovracorrente, cortocircuito e sovratemperatura. La diagnostica remota e la segnalazione dei guasti possono inoltre supportare installazioni nautiche non presidiate e sistemi autonomi in cui l’accesso diretto è limitato.
Gli alimentatori marini sono disponibili in diverse architetture e configurazioni elettriche per adattarsi a particolari fonti di ingresso, requisiti di carico e ambienti di installazione. Queste categorie possono sovrapporsi, con un singolo alimentatore che combina diverse delle tecnologie elencate di seguito.
Gli alimentatori marini personalizzati possono combinare diverse di queste tecnologie per soddisfare specifici requisiti elettrici, ambientali, meccanici e di ridondanza.
Le navi da ricerca utilizzano alimentatori regolati per strumenti di misurazione della conduttività, della temperatura e della profondità (CTD), apparecchiature di campionamento dell’acqua, sensori acustici e sistemi di acquisizione dati. Uscite elettriche stabili e a basso rumore possono contribuire a ridurre al minimo le interferenze di misurazione e garantire il funzionamento continuo degli strumenti durante le campagne di rilevamento prolungate.
Le navi idrografiche e le piattaforme di rilevamento autonome necessitano di alimentazione elettrica per ecoscandagli multibeam, sonar a scansione laterale, sistemi di posizionamento e computer di rilevamento. Gli alimentatori devono soddisfare i requisiti di tensione specifici delle apparecchiature, riducendo al minimo il rumore elettrico condotto che potrebbe influire sulle misurazioni acustiche e su altri componenti elettronici sensibili.
Gli alimentatori offshore supportano le apparecchiature di monitoraggio, ispezione e controllo utilizzate in prossimità di impianti petroliferi e di gas, infrastrutture sottomarine e impianti di energia rinnovabile offshore. Le unità di alimentazione industriali marine e di bordo possono richiedere una maggiore resistenza alla corrosione, protezione ambientale e compatibilità con le reti di distribuzione elettrica esistenti.
I sistemi di monitoraggio marino utilizzano alimentazione elettrica regolata per sensori di qualità dell’acqua, ricevitori acustici, registratori di dati ambientali e apparecchiature di comunicazione. La conversione a bassa potenza, il funzionamento in standby efficiente e l’ampia tolleranza di tensione in ingresso sono particolarmente importanti per i sistemi alimentati a batteria impiegati per periodi prolungati.
Gli alimentatori di bordo forniscono uscite regolate per display di navigazione, apparecchiature di comunicazione satellitare, elettronica radar, ricetrasmettitori del Sistema di Identificazione Automatica (AIS) e sistemi informatici di bordo. Gli alimentatori navali possono inoltre richiedere una qualificazione specifica per la piattaforma in materia di compatibilità elettromagnetica (EMC), urti, vibrazioni, disturbi elettrici e altre condizioni ambientali.
Un alimentatore per ROV fornisce energia elettrica per controllare l’elettronica, le telecamere, le luci, i sensori e altre apparecchiature subacquee. A seconda dell’architettura del veicolo, la conversione può avvenire in superficie, a bordo del veicolo o in entrambe le posizioni, con l’energia elettrica trasmessa attraverso il cavo di collegamento, ove applicabile. I progetti degli alimentatori sommergibili devono inoltre tenere conto di pressioni, tenuta, isolamento, resistenza alla corrosione e dissipazione del calore.
Le boe marine, gli osservatori sul fondale marino e le stazioni di sensori remote utilizzano alimentatori compatti ed efficienti per il funzionamento dei sistemi di strumentazione e comunicazione. Gli impianti alimentati a batteria e a energia rinnovabile traggono vantaggio da un basso consumo in standby e da un funzionamento affidabile in presenza di tensioni di ingresso variabili, mentre i sistemi di alimentazione marini portatili possono supportare apparecchiature di monitoraggio temporanee e installazioni sul campo.
Gli alimentatori marini operano insieme a diversi dispositivi elettrici correlati, sebbene le loro funzioni e le responsabilità a livello di sistema differiscano. Alcune apparecchiature possono inoltre incorporare circuiti di alimentazione regolata o convertitori come parte di un sistema più ampio.
Questi componenti possono far parte di sistemi elettrici più ampi a bordo di navi o in ambiente offshore, in cui gli alimentatori forniscono tensioni regolate alle apparecchiature collegate, mentre convertitori, caricabatterie, trasformatori, sistemi UPS e PDU svolgono le rispettive funzioni di gestione dell’alimentazione.
Le apparecchiature elettriche marine possono essere soggette a norme internazionali, requisiti di classificazione e prove specifiche per l’applicazione, a seconda dell’uso previsto e dell’ambiente di installazione. Tra le norme pertinenti della Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC) figurano:
I requisiti applicabili dipendono dall’installazione prevista dell’apparecchiatura, dall’ambiente operativo e dagli obblighi di certificazione. Ai dispositivi installati su navi classificate possono applicarsi anche i requisiti delle società di classificazione navale, con la conformità determinata dal prodotto specifico, dall’ambito di approvazione e dai requisiti di progetto.
I progressi nella tecnologia dei semiconduttori, nel packaging, nella gestione dell’alimentazione e nell’elettronica sottomarina stanno favorendo lo sviluppo di sistemi elettrici marini più compatti, efficienti e affidabili.
Questi sviluppi possono favorire impieghi più prolungati, ridurre le esigenze di manutenzione, migliorare il monitoraggio e garantire una maggiore affidabilità dell’alimentazione in ambienti marini remoti e difficili.
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