0031 78 303 10 23
Home > Techniek > Hybride energiesysteem: efficiënter, schoner én betere prestaties

Hybride energiesysteem: efficiënter, schoner én betere prestaties

Ruud Martens, Danfoss BV Ruud Martens, Danfoss BV

Vaartuigen hebben energie nodig voor hun voortstuwing, bij het werken op zee, tijdens het aanleggen in de haven en om alle apparatuur aan boord te bedienen. 98 procent van de schepen is nog steeds uitgerust met dieselmotoren voor de energieopwekking. Maar als gevolg van steeds strengere regelgeving voor (NOx-)uitstoot, zijn alternatieve brandstoffen en andere technologische oplossingen in opkomst.

De overstap naar volledig elektrische vaartuigen komt steeds dichterbij. In de tussentijd investeren scheepseigenaren, reders en scheepswerven meer en meer in hybride systemen. Daarmee vergroten ze de flexibiliteit in het ontwerp en de installatie, optimaliseren ze operationele prestaties en verkleinen ze de impact op het milieu.

Op dit moment zijn met hybridisatietechnologie efficiëntere, schonere en beter presterende energiesystemen aan boord haalbaar. Voordelen van deze technologie zijn onder andere verbeterde prestaties van het vaartuig, verminderde uitstoot, een lager brandstofverbruik, lagere onderhoudskosten die verband houden met (diesel)motoren, een lager geluidsniveau en een verbeterd langetermijnrendement van de energievoorzieningen aan boord.

pic

Hoe werkt hybridisatie?

Hybridisatie maakt gebruik van VLT- en VACON-frequentieregelaars en energieomvormers om de opgewekte energie van generatoren of in batterijen opgeslagen energie te distribueren naar de verschillende gebruikers aan boord. Bijvoorbeeld voortstuwing, boordnet, pompen, ventilatiesystemen, kraan- en hefsystemen.

Hybride vaartuigen worden veelal uitgevoerd met meerdere (kleinere) energiebronnen, zoals brandstofmotoren met generatoren. Eventueel in combinatie met een mogelijkheid om energie op te slaan in batterijen of supercondensatoren. Het doel hiervan is een gelijkmatiger verdeling van het beschikbare vermogen over de gebruikers aan boord en een minimumaantal energiebronnen. Piekbelastingen kunnen dan door de batterijen en supercondensatoren opgevangen worden. Een ‘overschot’ aan energie kan worden opgeslagen voor gebruik op een later tijdstip. De gebruiker kan er bijvoorbeeld voor kiezen om een (diesel)motor met generator te stoppen en de energie uit een kleinere generator of uit de energieopslag (batterijen) te halen.

Bestaande ontwerpen van schepen kunnen vrij eenvoudig worden omgezet naar een hybride oplossing

Brandstofbesparing

De maritieme en offshore industrie erkent het potentieel van het gebruik van hybride en innovatieve aandrijfsystemen. Die helpen uitstoot te reduceren, brandstofverbruik te verbeteren en de generatoren kunnen kleiner, waardoor bespaard wordt op de investering en het onderhoud.
In de praktijk is met operationele hybride schepen aangetoond dat zorgvuldig gekozen energiebronnen het brandstofverbruik kunnen verminderen met 20 tot 30 procent. Besparingen kunnen significant zijn. Bijvoorbeeld bij bijzondere vaartuigen, zoals sleepboten, ondersteunende vaartuigen en veerboten, die een groot deel van hun diensttijd stationair draaien met de traditionele hoofdmotoren. Op die momenten wordt de energiecapaciteit nauwelijks gebruikt voor de aandrijving en dat is inefficiënt. Hybride oplossingen met kleinere (diesel)generatoren wekken dan efficiënter energie op voor stationair bedrijf, stand-by bedrijf, tijdens het manoeuvreren in de haven of bij het varen van korte afstanden.

Elektrische voortstuwing

Over het algemeen kunnen bestaande ontwerpen van schepen met moderne elektrische aandrijfsystemen op AC-bus of DC-bus, hetzij dieselelektrische, hetzij LNG-elektrisch, vrij eenvoudig omgezet worden in een hybride oplossing. Ook kan eenvoudig een energieopslagsysteem worden toegevoegd voor het opvangen van de piekbelastingen of het opslaan van zogeheten ‘rest’-energie.

Asgeneratoren

Veel vaartuigen met een directe dieselvoortstuwing kunnen hun efficiëntie verbeteren door het toevoegen van een asgenerator/motor tussen de schroef en de hoofdmotor of direct op de hoofdmotor. Met deze asgenerator-oplossing (eventueel met Power Take Out en Power Take In), is het door toevoeging van elektrische energieomzetting mogelijk om bij een variabel toerental (en dus frequentie) toch een stabiele energievoorziening te creëren. Dat de boordnetgenerator niet hoeft te draaien, betekent een besparing in brandstof en onderhoud.

In deze oplossing past ook eenvoudig een energieopslagsysteem (bijvoorbeeld batterijen). Met de Danfoss VLT- en VACON-drives zijn diverse combinaties en mogelijkheden uitvoerbaar. Deze uitbreiding maakt de schepen efficiënter dankzij een optimale controle van de voortstuwingsinstallatie op verschillende snelheden. Dat bespaart energie.

Walaansluitingen

Door het gebruik van VLT- en VACON-frequentieregelaars en energie(opslag)omvormers in een walstroomoplossing kunnen schepen schone energie ontvangen uit lokale energienetten. De (hoofd)generatoren van het schip kunnen dan volledig worden uitgeschakeld en dat voorkomt onnodige uitstoot van NOx en koolstof alsmede geluidsoverlast.

De Danfoss-frequentieregelaars en -energie(opslag)omvormers zijn beschikbaar in 6- en 12-puls, Low Harmonics en Active Front End oplossingen. Grid converters, DC/DC-omvormers en actieve filters completeren het brede aanbod van de lucht- en watergekoelde regelingen (leverbaar van 0,55 kW tot en met 6.000 kW en van 110 V tot en met 4,16 kV).

Referenties

Danfoss Drives biedt met de VLT- en VACON-frequentieregelaars en -energie(opslag)omvormers met bijbehorende softwareapplicaties een uitgebreid scala aan mogelijkheden voor alle genoemde toepassingen. Bekijk hieronder enkele voorbeelden van de toepassingen:

  • Binnenvaartschip MS Goblin. Klik hier voor meer informatie.
    Viking Rivier Cruises. Klik hier voor meer informatie.
    Bekijk hier alle verdere Marine & Offshore referenties.
geef een reactie
Bekijk uw subsidie mogelijkheden
shre
volg ons
  • banner
  • banner
  • banner
  • banner
    banner
  • banner
    banner
  • banner
    banner
  • banner
    banner
  • banner
    banner
 
shre
laatste video’s
video

Eerste LNG-bunkerschip komt eraan

Groenervaren webredactie - 20 feb 2017
video

Havens vissen naar plastic afval

Groenervaren webredactie - 17 jan 2017
video

Binnenschepen meten diepgang; hoe meer hoe beter

Groenervaren webredactie - 13 dec 2016
Meer video's
shre
nieuwsbrief
Meld je hier aan voor onze nieuwsbrief