Løsninger til hybriddrivkraft

  • Frekvensomformere spiller en vigtig rolle i hybridisering og integrering  

    Skibe skal bruge strøm til drivkraft, både når de er ude på havet og når de ligger i havn, og de skal også hele tiden bruge strøm til at drive udstyret ombord. 98 % af alle fartøjer er stadig dieseldrevne. Men på grund af de strengere globale bestemmelser i forhold til NOx-udledninger er det nødvendigt at finde alternative brændstoffer og andre teknologiske løsninger. 

    Marine- og offshoreindustrien leder efter metoder til at reducere forbruget af dieselolie og minimere udledningerne. Der arbejdes allerede frem mod at bruge renere brændstoffer såsom LNG (flydende naturgas). I fremtiden vil vi se en tendens frem mod fuldt elektrisk drevne fartøjer. I mellemtiden investerer værfter og rederier i stigende grad i marinehybridsystemer for at øge fleksibiliteten i konstruktion og installation, optimere driftsydeevnen og minimere den miljømæssige påvirkning. I øjeblikket kan alle fartøjstyper, lige fra små rutefartøjer til enorme hangarskibe, bruge hybridiseringsteknologi for at opnå en mere effektiv og renere ydeevne. 

    Fordelene er tydelige og forretningsmæssigt fordelagtige:

    • Bedre fartøjsydeevne
    • Lavere udledninger
    • Lavere driftsomkostninger på grund af lavere brændstofforbrug
    • Lavere vedligeholdelsesomkostninger i relation til dieselmotorer
    • Reduceret støjniveau
    • Bedre langsigtet effektivitet på strømforsyningssystemet

    Sådan fungerer hybridisering

    Hybridisering benytter frekvensomformere i form af effektkonvertering og grid converter-teknologi. Der bruges VLT® og VACON® frekvensomformere, når hybridiseret energiproduktion anvendes sammen med generatorer, og hybridiseret belastning anvendes eksempelvis til drivkraft og kraner.

    Hybridfartøjer drives ved hjælp af en eller flere energikilder: Motorer og generatorer kombineres sædvanligvis med integreret energilagring i form af batterier eller superkondensatorer. Hensigten er for det første at hybridisere enten energiproduktionen for at fremme optimering af motorerne og for det andet at hybridisere alle maskiner, der forbruger energi, for at optimere maskinadfærden.

    Marine- og offshoreindustrien er klar over potentialet ved at bruge hybridenergi og innovative drivkraftssystemer. Det reducerer udledningerne og forbedrer brændstofforbruget, samtidig med at det forlænger motorernes vedligeholdelsesintervaller og motorernes levetid. Med hybridløsninger er det endda muligt at reducere motorstørrelsen, så man sparer investeringsomkostninger og plads ombord.

    I energiproduktionen kommer fleksibiliteten i form af "tid". Energilagring giver tid til, at produktionen kan reagere på ændringer i belastningsforholdene på optimal vis. Hvad belastningen angår, er belastningsadfærden ikke afhængig af produktion og er "tidskonstant".

    Veldokumenteret feedback og konstruktionsmål fra hybridfartøjer, der er i drift, har vist, at når der bruges løsninger med flere energikilder til fartøjer, kan det reducere brændstofforbruget med 20-30 %. Man kan vælge at stoppe en dieselmotor og køre på batteri eller en mindre generator, eller man kan deaktivere batteriet eller generatoren og starte motoren igen.

    Specialfartøjer såsom slæbebåde og supportfartøjer bruger en masse af deres servicetid på at ligge stille med motorerne kørende, klar til at reagere, mens der faktisk ikke bruges energi til drivkraft. Med hybridløsninger kan der benyttes batterier og mindre dieselgeneratorer til at levere energi til fartøjet, når det ligger stille i standbytilstand, under manøvrering i havnen eller når der sejles over korte afstande. Færger kan gøre brug af en lignende proces i forbindelse med start/stop og planlagte ruter. I forhold til dynamisk positionering kan der bruges batterier til at levere drivkraft, indtil den ekstra motor startes og accelererer, så der er langsigtet drivkraft.

    Elektrisk drivkraft
    Generelt kan konstruktionen af fartøjer med moderne elektriske fremdriftssystemer, enten dieselelektrisk, LNG-elektrisk eller endda fuldt elektrisk, meget nemt ændres til en hybridløsning. I bedste tilfælde kan et fartøj blot ved at tilføje et parallelt E-lagringssystem drives ved hjælp af batterikraft, eksempelvis ved behov for spidseffekt. I nogle tilfælde er den optimale løsning at bruge DC-strømforsyning i stedet for, eller i kombination med, traditionel AC-strømforsyning.
    Akselgeneratorer
    Mange langdistancefartøjer kører stadigvæk med direkte dieseldrivkraft og slet ingen elektrisk drivkraft. Disse fartøjer kan forbedre virkningsgraden, optimere belastningen på motorer og reducere udledningerne ved at tilføje en akselgenerator/-motor mellem skibsskruen og motoren. Denne løsning, der kaldes Power Take Out & Power Take In, er en elektrisk tilføjelse, der gør de pågældende fartøjer mere effektive og endda klar til hybridisering. På hybridfartøjer giver en akselgenerator/-motor med frekvensomformerteknologi mulighed for optimal styring af fremdriftsmaskineriet ved forskellige hastigheder, hvilket sparer energi. 
    Elforsyning fra fremmednet

    Når der anvendes frekvensomformerteknologi i en fremmednetløsning, kan skibe få ren energi fra lokale elnet. Skibets hovedgeneratorer kan slukkes helt for at forhindre unødvendig udledning af NOx og CO2 samt støjforurening, når fartøjet ligger i havn.

    Danfoss Drives leverer VLT® og VACON® frekvensomformere og vekselrettere samt lavharmoniske løsninger i form af 12 puls-frekvensomformere og aktive filtre.  Vores effektkonverteringsløsninger er baseret på AFE-teknologi (Active Front End) og DC-DC-omformere, hvis der er behov for et strømtilpasningssystem. Grid convertere bruger AFE-teknologi med korrekt software, der er i stand til at skabe og styre AC-netadfærd (Micro Grid). 

    E-lagrings-/batteri-/superkondensatorgrænseflade til et AC-net eller et DC-net kan bruge grid converter-teknologi eller en DC-DC-omformer afhængigt af netspænding og batteriets DC-spændingsadfærd og kravet til DC-spændingstilpasning.

Vær social Deltag aktivt

Vil du lære os at kende?

Lær os at kende, og deltag i samtalen