Rozwiązania dla napędów hybrydowych

  • Przetwornice AC odgrywają kluczową rolę w hybrydyzacji i integracji  

    Statki podczas pracy na morzu, dokowania w porcie, a także do obsługi sprzętu na pokładzie przez cały czas wykorzystują moc pochodzącą z napędu. 98% jednostek pływających nadal zasilana jest silnikami wysokoprężnymi. Jednak z powodu coraz surowszych przepisów dotyczących światowej emisji NOx, niezbędne jest poszukiwanie innych rozwiązań technologicznych oraz paliw zastępczych. 

    Przemysł morski i przybrzeżny szuka sposobów na zmniejszenie zużycia oleju napędowego i zminimalizowanie emisji. Już zmierzamy w kierunku wykorzystywania czystszych paliw, takich jak skroplony gaz ziemny (LNG). Natomiast przyszłość, to w pełni elektryczne jednostki pływające. W tym czasie właściciele stoczni oraz jednostek pływających coraz chętniej inwestują w morskie systemy hybrydowe, w celu zwiększenia elastyczności w zakresie konstrukcji i instalacji, optymalizacji wydajności roboczej oraz minimalizacji wpływu na środowisko. Obecnie, wszystkie typy jednostek pływających od małych statków po lotniskowce mogą wykorzystywać technologię hybrydyzacji, w celu uzyskania większej i czystszej wydajności. 

    W przypadku mechanizmów napędzających biznes, korzyści są oczywiste:

    • zwiększona wydajność jednostek pływających
    • zmniejszone emisje
    • niższe koszty pracy dzięki zmniejszonemu zużyciu paliw
    • niższe koszty konserwacji dotyczące silników diesla
    • obniżony poziom hałasu
    • lepsza wydajność długoterminowa systemu zasilania energią elektryczną

    Jak działa hybrydyzacja

    Hybrydyzacja sprawia, że przetwornice AC dokonują konwersji mocy oraz wykorzystują technologię konwertera sieciowego. Przetwornice AC VLT® oraz VACON® znajdują się na miejscu, gdy produkcja energii hybrydowej wykorzystywana jest przez generatory, a obciążenia hybrydowe, na przykład, przez napędy i dźwigi.

    Hybrydowe jednostki pływające wykorzystują dwa lub więcej źródeł energii: Główne silniki i generatory są zazwyczaj połączone za pośrednictwem urządzeń magazynujących energię, jak np. akumulatorów czy superkondensatorów. Pierwszym celem jest hybrydyzacja produkcji energii, by złagodzić optymalizację silnika głównego, a drugim hybrydyzacja wszystkich maszyn pobierających energię, aby zoptymalizować ich działanie.

    Przemysł morski i przybrzeżny dostrzega potencjał wykorzystywania mocy hybrydowej oraz innowacyjnych układów napędowych. Zmniejszają one emisję oraz poprawiają zużycie paliwa jednocześnie wydłużając czas pomiędzy konserwacjami oraz żywotność silnika. Dzięki rozwiązaniom hybrydowym możliwe jest nawet zmniejszenie wielkości silnika, co przekłada się na oszczędności inwestycyjne oraz zwiększa dostępną na pokładzie przestrzeń.

    W przypadku produkcji energii, elastyczność przybiera postać „czasu”. Magazynowanie energii daje czas na optymalną reakcję na zmiany związane z obciążeniami. Po stronie obciążenia, zachowanie obciążenia nie zależy od wytwarzania i jest stałe czasowo.

    Potwierdzone opinie oraz specyfikacja projektu dotyczące hybrydowych jednostek pływających dowiodły, że rozwiązania wykorzystujące wiele źródeł energii do zasilania statków mogą obniżyć zużycie paliw o 20–30% Istnieje możliwość zatrzymania silnika diesla i pracy na akumulatorach lub z wykorzystaniem mniejszego generatora, bądź można też odłączyć akumulatory lub generator i ponownie uruchomić silnik.

    W przypadku jednostek pływających specjalnego przeznaczenia takich, jak holowniki i statki pomocnicze, ich główne silniki bardzo często pracują bez obciążenia, gotowe do działania podczas, ale moc nie jest wykorzystywana do celów napędowych. Dzięki rozwiązaniom hybrydowym istnieje możliwość wykorzystania akumulatorów i mniejszych generatorów diesla do zapewnienia takim jednostkom pływającym energii, gdy pracują w trybie jałowym, znajdują się w gotowości podczas manewrów w porcie lub pokonywania niewielkich odległości. Podobny proces może być stosowany w przypadku uruchamianych/zatrzymywanych promów pływających na zaplanowanych trasach. W przypadku pozycjonowania dynamicznego, do zapewnienia mocy napędowej zanim uruchomiony zostanie dodatkowy silnik główny, który uzyska właściwą prędkość zapewniającą odpowiednie zasilanie napędowe, możliwe jest wykorzystanie akumulatorów.

    Napęd elektryczny
    Ogólnie rzecz biorąc, konstrukcja jednostek pływających wyposażonych w nowoczesne elektryczne układy napędowe, albo napęd diesel-elektryczny, LNG-elektryczny, albo nawet całkowicie elektryczne może zostać łatwo przekształcona w rozwiązanie hybrydowe. W najlepszym przypadku dołączenia równoległego układu magazynowania energii elektrycznej, jednostka pływająca może wykorzystywać energię pochodzącą z akumulatorów, na przykład, do żądania mocy szczytowej. W niektórych przypadkach, zamiast powyższego, najlepszym rozwiązaniem jest wykorzystanie dystrybucji mocy DC zamiast lub w połączeniu z tradycyjnym układem dystrybucji mocy AC.
    Prądnica wałowa
    Wiele jednostek pływających dalekiego zasięgu nadal korzysta z bezpośredniego napędu diesla, nie używając przy tym żadnego elektrycznego układu napędowego. Jednostki te mogą poprawiać wydajność i zoptymalizować obciążenie silnika głównego poprzez instalację prądnicy wałowej/silnika pomiędzy śrubą napędową a silnikiem głównym. Rozwiązanie to nazywane Power Take Out and Power Take In jest modułem elektrycznym, dzięki któremu jednostki pływające są wydajniejsze i gotowe do zastosowania hybrydyzacji. W hybrydowych jednostkach pływających prądnica wałowa/silnik współpracujący z technologią przetwornicy AC umożliwia optymalne sterowanie maszynami napędowymi przy zróżnicowanych prędkościach, co pozwala oszczędzać energię. 
    Zasilanie lądowe

    Dzięki wykorzystaniu technologii napędowej w lądowych rozwiązaniach z zakresu zasilania, statki mogą czerpać czystą energię z miejscowej sieci. Umożliwia to całkowite wyłączenie głównych generatorów jednostek pływających, co eliminuje niepotrzebną emisję NOx, węgla oraz hałasu, gdy statek jest zadokowany.

    Danfoss Drives dostarcza przetwornice VLT i VACON oraz inwertery, a także rozwiązania z zakresu ograniczonych i niskich harmonicznych w postaci napędów 12-impulsowych czy filtrów aktywnych.  Oferowana przez nas opcja konwersji mocy opiera się na technologii Active Front End (AFE) oraz konwerterach DC-DC na wypadek, gdyby potrzebny był układ adaptacji zasilania prądem stałym. Przetwornice sieciowe, dzięki odpowiedniemu oprogramowaniu wykorzystują technologię Active Front End (AFE), co umożliwia tworzenie i kontrolowanie sieci AC (mikrosieci). 

    Interfejs E-storage/akumulatora/superkondensatora dla sieci AC lub DC może korzystać z technologii konwertera sieci lub konwertera DC-DC w zależności od napięcia sieci oraz zachowania napięcia DC akumulatora i zapotrzebowania na adaptację napięcia DC.

Polub nas

Chcesz nas poznać?

Obserwuj nas na profilach społecznościowych

Nasze witryny internetowe na