Η κατάσταση

ΝΟΡΒΗΓΙΑ: Η εταιρεία εκμετάλλευσης πορθμείων Hareid-Sulesund μείωσε τις εκπομπές CO2 κατά 7000 τόνους ετησίως με την εισαγωγή ηλεκτρικών σκαφών. Κατά τη μετάβαση των πορθμείων από το ντίζελ στην καθαρή ηλεκτρική ενέργεια, η ισχυρή υποστήριξη στην ξηρά είναι απαραίτητη, με τη μορφή αξιόπιστης υποδομής για ικανότητα ταχείας φόρτισης και σταθερή παροχή δικτύου. Τα συστήματα στο πλοίο και στην ξηρά λειτουργούν ως ένα ενιαίο σύστημα – ένα εξελιγμένο και ανταγωνιστικό σύστημα που αναπτύχθηκε από την Norwegian Electric Systems (NES) χρησιμοποιώντας την τεχνολογία Danfoss.

Η Norwegian Electric Systems AS είναι ένας πλήρης προμηθευτής προϊόντων χαμηλών εκπομπών, βιώσιμου ενεργειακού σχεδιασμού και έξυπνου ελέγχου για ένα ευρύ φάσμα πλοίων για την παγκόσμια ναυτιλιακή αγορά. Η NES σχεδιάζει βέλτιστα συστήματα πρόωσης για σκάφη και συστήματα ελέγχου για να διασφαλίζει την ασφάλεια μέσω της έξυπνης και εύκολης λειτουργίας.

Η πρόκληση

Το ηλεκτρικό πλοίο «Suloey» πρόκειται να δέσει στον τερματικό σταθμό των φέρι Hareid. Η διέλευση από το Sulesund έχει γίνει με δυνατό αντίθετο άνεμο, με υψηλή κατανάλωση ρεύματος κατά τη διέλευση. Κάτω από τα καταστρώματα, το ηλεκτρικό πλοίο «Suloey» είναι εξοπλισμένο με συστήματα πρόωσης, αυτοματισμού και φόρτισης της Norwegian Electric Systems (NES). «Υπάρχει ανάγκη για σωστή φόρτιση μετά από ένα τέτοιο ταξίδι», εξηγεί ο καπετάνιος του «Suloey».

Με ένα απλό άγγιγμα στην οθόνη φόρτισης, ο πλήρως αυτοματοποιημένος πύργος φόρτισης στην ακτή συνδέεται με το πορθμείο μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα. Η ισχύς φόρτισης κοντά στα πέντε εκατομμύρια watt διασφαλίζει ότι οι μπαταρίες στο σκάφος επαναφορτίζονται γρήγορα. Μετά από 6 λεπτά, το σύστημα φόρτισης αποσυνδέεται και το “Suloey” ακολουθεί ξανά πορεία προς το Sulesund. 

Η Suloey, μαζί με τα αδερφικά της πλοία Hadaroey και Giskoey, συμβάλλουν σήμερα σημαντικά στη μείωση των θαλάσσιων εκπομπών. Η μετάβαση από πετρελαιοκίνητα σε αμιγώς ηλεκτρικά πλοία στη διάβαση HareidSulesund διασφαλίζει ετήσια μείωση των εκπομπών CO2 έως και 7.000 τόνους, με βάση 32.000 συνεδρίες φόρτισης πλοίων κάθε χρόνο.

Οι υπολογισμοί και στους δύο τερματικούς σταθμούς των πορθμείων έδειξαν ότι το υπάρχον ηλεκτρικό δίκτυο απαιτούσε επιπλέον ισχύ για να επιτευχθεί η απαραίτητη ισχύς φόρτισης. Η NES ενίσχυσε το ηλεκτρικό δίκτυο και στις δύο πλευρές και εξοπλίστηκε εκ των υστέρων τα πλοία με μπαταρίες και τον πιο πρόσφατο μετατροπέα και τεχνολογία ελέγχου ισχύος, για τη βέλτιστη ηλεκτρική λύση.

«Κατά τη φόρτιση, το σύστημα διασφαλίζει ότι η ισχύς φόρτισης προσαρμόζεται για να μεταφέρει ακριβώς την ενέργεια που απαιτείται, ούτε περισσότερη ούτε λιγότερη. Εξασφαλίζοντας τη βέλτιστη ισχύ φόρτισης, το σύστημα αποφεύγει την περιττή φθορά των μπαταριών και των ηλεκτρονικών ηλεκτρικών συσκευών, τόσο επί του σκάφους όσο και στην ξηρά » , σημείωσε ο Torbjørn Haugland , Αντιπρόεδρος Ενεργειακού Σχεδιασμού της Norwegian Electric Systems.

Σταθεροποίηση τάσης με τροφοδοσία άεργου ισχύος πίσω στο δίκτυο

Οι σταθμοί φόρτισης στο Hareid και στο Sulesund λειτουργούν από τη μεγαλύτερη εταιρεία πορθμείων της Νορβηγίας, το Fjord1. Το σύστημα φόρτισης βασίζεται στην τελευταία τεχνολογία μετατροπής και μετάδοσης ισχύος, που αναπτύχθηκε από τη NES. Χερσαία: Το σύστημα δικτύου βασίζεται σε συστήματα αποθήκευσης ενέργειας που έχουν δημιουργηθεί από το NES χρησιμοποιώντας τον μετατροπέα πλέγματος VACON® NXP . 

Κατά τη φόρτιση, το σκάφος συσσωρεύει ισχύ 5 MW, που περιλαμβάνει 3 MW από το τοπικό δίκτυο AC και 2 MW από τη συνδυασμένη ισχύ των μπαταριών στην ξηρά. Επί του σκάφους: Ο μετατροπέας δικτύου VACON® NXP στο μηχανοστάσιο μετατρέπει την τάση AC στην ξηρά σε σταθερή τάση συνεχούς ρεύματος επί του σκάφους. 

Ένα VACON® NXP DC/DC μετατροπέας φορτίζει τις μπαταρίες από το ενσωματωμένο δίκτυο DC. Η NES υποστηρίζει το πλήρωμα παρακολουθώντας εξ αποστάσεως την απόδοση από το Μπέργκεν, παρέχοντας τεχνική υποστήριξη εάν προκύψουν προκλήσεις. Τα λειτουργικά δεδομένα τροφοδοτούνται συνεχώς σε μια λύση που βασίζεται στο cloud, παρέχοντας στον χειριστή του οχηματαγωγού Fjord 1 μια πλήρη επισκόπηση της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας και της λειτουργικής απόδοσης.

Το αποτέλεσμα

Συνολικά, οι σταθμοί φόρτισης αυτής της ακτοπλοϊκής διαδρομής εκτελούν περίπου 32.000 λειτουργίες φόρτισης και μεταφέρουν περίπου 11200 MWh ηλεκτρικής ενέργειας ετησίως. Τα συστήματα στο πλοίο και στην ακτή είναι πλήρως ενσωματωμένα. Όταν το πλοίο πλησιάζει το σταθμό φόρτισης, πληροφορίες σχετικά με την ενέργεια που καταναλώνεται στο ταξίδι κοινοποιούνται στον σταθμό της ξηράς. Το σύστημα ελέγχει επίσης το ηλεκτρικό δίκτυο και αντισταθμίζει για να διασφαλίσει ότι δεν θα προκύψουν διαταραχές τάσης. Το σύστημα φόρτισης έχει σχεδιαστεί για να ελαχιστοποιεί τις διαταραχές τάσης, τροφοδοτώντας την άεργη ισχύ πίσω στο δίκτυο κατά τη διάρκεια της φόρτισης για να διατηρεί σταθερή την τάση δικτύου. Αυτό με τη σειρά του επιτρέπει στο τοπικό δίκτυο να παρέχει ακόμη περισσότερη ενέργεια κατά τη φόρτιση του σκάφους.

Με τον ενεργό έλεγχο, την παρακολούθηση και την υποστήριξη του δικτύου από τοπικές μπαταρίες στην ακτή, το σύστημα παρέχει την υψηλή ισχύ αιχμής που είναι ζωτικής σημασίας για την ταχεία φόρτιση, χωρίς να χρειάζεται να κλιμακωθεί η υποδομή του δικτύου. Αντί για επιπλέον επένδυση κεφαλαίου, το σύστημα βασίζεται στη λειτουργικότητα αιχμής ξυρίσματος. Το ξύρισμα αιχμής βελτιστοποιεί τη ροή ενέργειας μεταξύ της εισερχόμενης παροχής και της τοπικής αποθήκευσης στην ξηρά για να καλύψει τις αιχμές της ζήτησης χωρίς να διακόπτεται το δίκτυο τροφοδοσίας. Η περίσσεια ενέργειας αποθηκεύεται όταν η ζήτηση και οι τιμές ηλεκτρικής ενέργειας είναι χαμηλές.

«Το σύστημα φόρτισης μειώνει την κατανάλωση ρεύματος αιχμής αντλώντας ισχύ μπαταρίας στην ξηρά αντί για ενέργεια από το δίκτυο, για μικρά χρονικά διαστήματα, για παράδειγμα όταν η τιμή της ηλεκτρικής ενέργειας είναι υψηλή».

Torbjørn Haugland, Αντιπρόεδρος Ενεργειακού Σχεδιασμού στη Norwegian Electric Systems