Το ηλεκτρικό σκάφος ρυμούλκησης ABB καλεί τους χερσαίους χειριστές

Joshua Sebastian, Διευθυντής Μηχανικών στο The Shearer Group, Inc. (TSGI)

Joseph Keefe, Εκδότης, περιοδικό MarineNews

Εικόνα Αρχείου: CREDIT ABB

Previous Next

Μεγάλο χρονικό διάστημα για τους υπεράκτιους παρόχους υπηρεσιών, είναι πλέον διαθέσιμη μια πιο συμπαγής και προσεκτικά σχεδιασμένη έκδοση της ηλεκτροκίνητης επιλογής για ντίζελ. Για τους υπεύθυνους για τον προϋπολογισμό φορείς (και ποιος δεν είναι, σε αυτό το περιβάλλον;), τα αστέρια μπορούν τελικά να ευθυγραμμιστούν.

Για πολλά χρόνια, η ηλεκτρική πρόωση έχει αποδειχθεί ότι αποτελεί βιώσιμη λύση πρόωσης για πολλούς διαφορετικούς τύπους σκαφών. Τα πιο γνωστά στους ενδιαφερόμενους εργαζόμενους θα ήταν η εμφάνιση των «πετρελαιοηλεκτρικών» υπεράκτιων φορέων εξυπηρέτησης (OSV) που έγιναν συνηθισμένοι κατά την εποχή της υπεράκτιας έκρηξης. Τα σκάφη αυτά λειτουργούσαν σε διαφορετικό κανονιστικό περιβάλλον, με έμφαση περισσότερο στη λειτουργική αποτελεσματικότητα και την οικονομία καυσίμου. Αυτά τα κριτήρια αναφοράς εξακολουθούν να είναι σημαντικά, αλλά τα σημερινά πρότυπα της EPA για τα θαλάσσια μηχανήματα που επιταχύνουν ταχέως, επιφέρουν νέες πιέσεις και πολλές μεταβλητές σε συνδυασμό.

Αυτά τα υπεράκτια συστήματα ήταν, σε γενικές γραμμές, υπερβολικά μεγάλα για να ταιριάζουν σε ένα συμβατικό πλοίο εσωτερικής ναυσιπλοΐας, επομένως η ιδέα δεν είχε ποτέ πόδι για το χερσαίο εμπόριο. Μέχρι τώρα. Τα συστήματα ηλεκτροκίνησης της ABB είναι τώρα διαθέσιμα για να βοηθήσουν τους μακρόχρονα ιδιοκτήτες towboat που λειτουργούν κυρίως στις εσωτερικές πλωτές οδούς των ΗΠΑ για να λύσουν μερικές πολύ σύγχρονες προκλήσεις. Με λίγα λόγια, η ηλεκτρική πρόωση του ντίζελ προσφέρει στους ιδιοκτήτες έναν τρόπο να κατασκευάσουν συμμορφούμενα σκάφη που λειτουργούν με ευκολότερο τρόπο να καλύψουν τους κύριους κινητήρες της κατηγορίας 3. Αυτό δεν σημαίνει ότι αυτά δεν θα είναι αποτελεσματικά και φιλικά προς το περιβάλλον συστήματα. Αυτοί θα.

Η προκυμαία γενικά δεν ήταν ποτέ γνωστή ως πρώιμη υιοθεσία των πιο εύκολα διαθέσιμων τεχνολογιών, αλλά η εμπειρία δείχνει ότι οι εγχώριοι εγχώριοι ιδιοκτήτες θα δεσμευτούν για νέες τεχνολογίες όταν έχουν επιχειρηματική λογική. Μερικές φορές, οι νέοι κανονισμοί μπορούν να έχουν έναν τρόπο επιτάχυνσης αυτής της διαδικασίας. Πράγματι, οι νέοι κανόνες έχουν σημαντικές επιπτώσεις στο κόστος για τους ιδιοκτήτες που επιθυμούν να κατασκευάσουν νέα πλοία, παράλληλα με την πραγματικότητα ενός γηράσκοντος στόλου ποταμού σε μια εποχή χαμηλών ναύλων.

Ο Edward Schwarz, αντιπρόεδρος της ABB στις πωλήσεις New Build, έχει τη δική του αντίληψη για το τι συμβαίνει σήμερα. "Οι ιδιοκτήτες εσωτερικών ποταμιών των ΗΠΑ ήταν γνωστοί ως πρωτοπόροι σε όλο τον κόσμο όσον αφορά την εισαγωγή της συνεπούς χρήσης ατμοπλοίων, βοηθώντας έτσι να φτάσουν στην 1η βιομηχανική επανάσταση», λέει και στη συνέχεια ρωτά: «Τότε γιατί υπάρχει η αντίληψη ότι η Η αμερικανική βιομηχανία εσωτερικών ποταμών είναι μια αντι-τεχνολογική ομάδα [?]; ίσως επειδή δεν εκτιμούν την τεχνολογία μόνο για χάρη της τεχνολογίας. Πριν από κάθε σημαντική υιοθέτηση της τεχνολογίας στην εσωτερική ποτάμια αγορά των ΗΠΑ υπάρχει μια τέλεια ευθυγράμμιση ευκαιριών και λύσεων. Είμαστε σήμερα σε ένα από αυτά τα σημεία και η ABB είναι έτοιμη να βοηθήσει την αγορά χερσαίων μεταφορών των ΗΠΑ να επωφεληθεί από τα οφέλη της 4ης βιομηχανικής επανάστασης που βασίζεται στην ηλεκτροδότηση, την ψηφιοποίηση και τη συνδεσιμότητα ».

Η συμβατική επιλογή περιλαμβάνει την εγκατάσταση δύο μεγάλων κύριων κινητήρων EPA Tier 4 συμπληρωμένων με ένα σύστημα μετεπεξεργασίας - είτε την επιλογή ανακυκλοφορίας καυσαερίων (EGR) είτε εκλεκτικής επιλογής καταλύτη (SCR). Η τελευταία επιλογή μπορεί να προσθέσει πρόσθετες σωληνώσεις, δεξαμενή επαναπλήρωσης και αποθήκευσης ουρίας και να απαιτήσει χωριστή συντήρηση σε όλα τα όρια ενός ήδη περιορισμένου χώρου μηχανών. Χωρίς καμία εγγύηση ότι τέτοιες δαπάνες και διευθετήσεις μπορούν να φέρουν υψηλότερα ποσοστά για να τα στηρίξουν, μπορεί να είναι σωστός ο χρόνος για την ηλεκτρική λύση να πάρει μια δεύτερη ματιά.

Τα ηλεκτροκίνητα συστήματα diesel χρησιμοποιούν πολλαπλές γεννήτριες για να παρέχουν ισχύ για την εγκατάσταση πρόωσης μέσω ηλεκτρικών κινητήρων. Όπου επιλέγεται η ηλεκτρική πρόωση diesel, ωστόσο, οι απαιτήσεις εκπομπών EPA Tier 4 μπορούν να ικανοποιηθούν χρησιμοποιώντας μια λύση που περιλαμβάνει πολλαπλές γεννήτριες EPA Tier 3, χωρίς προοπτική για την ανάγκη για δαπανηρές αναβαθμίσεις.

• Βασική γραμμή

Στον χαμηλότερο κοινό παρονομαστή του, το ηλεκτρικό προωθητικό διάλυμα της ΑΒΒ είναι ένας "βαθμιδωτός τύπος". Αυτό δεν σημαίνει ότι δεν είναι σωστό να γίνει για τον σημερινό υπεύθυνο και συμμορφούμενο φορέα. Είναι. Και, είναι καλό σχέδιο. Για το σκοπό αυτό, το ηλεκτρικό ντίζελ κόβει τα δόντια του στις υπεράκτιες αγορές, έναν τομέα όπου βρήκε μεγάλη επιτυχία. Αλλά, στα σπάργανα, ήταν πολύ μεγάλο για τον κόσμο του ρυμουλκού. Και, ήταν επίσης ακριβό. Η σημερινή έκδοση ABB είναι τώρα μικρότερη, πιο ανταγωνιστική από άποψη τιμής και σχεδιασμένη για το ρυμουλκό εσωτερικής ναυσιπλοΐας. Και επειδή δεν είναι απαραίτητη η «θέση εξαρτώμενη» από τους άξονες, η διοικητική μέριμνα της τοποθέτησής της στο περιορισμένο διαθέσιμο χώρο μηχανών είναι λίγο πιο εύκολη.

Χρησιμοποιώντας την πιο πρόσφατη επανάληψη αυτής της έννοιας, με μια μικρότερη πακεταρισμένη γεννήτρια ABB, ένας χειριστής ρυμούλκησης θα ήταν, κατά καιρούς, ικανός να χρησιμοποιήσει έναν κύριο κινητήρα, αντί για δύο, μαζί με τη γεννήτρια. Ως αποτέλεσμα, οι βασικοί κινητήρες δοκιμάζουν λιγότερο χρόνο λειτουργίας, λειτουργώντας σε ιδανικά RPM, με αποτέλεσμα να μειώνεται η φθορά των κινητήρων και, φυσικά, μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα μεταξύ της απαιτούμενης υπηρεσίας. Ο αυτοματοποιημένος χαρακτήρας του συστήματος μπορεί να συμπίπτει με όλα τα διαστήματα συντήρησης του κινητήρα, με αποτέλεσμα λιγότερα downtime και περισσότερο διαθέσιμο χρόνο λειτουργίας για το towboat για να επιτύχει αυτό που πρέπει να κάνει: να κερδίσει χρήματα.

Πολύ απλά, το σύστημα καταναλώνει ηλεκτρική ενέργεια καθώς παράγει, καταναλώνει λιγότερα καύσιμα και παράγει έτσι μικρότερη περιβαλλοντική υπογραφή. Το σύστημα - που καθοδηγείται από την τεχνολογία αυτοματισμού της ABB - αποφασίζει πόση δύναμη χρειάζεται. Ως εκ τούτου, και για τους μεγαλύτερους χειριστές, η πιθανότητα ότι ένας ή περισσότερος καπετάνιος θα χαρακτηριστεί ως «όχημα αερίου στόλου» μπορεί να εξαλειφθεί. Αυτό συμβαίνει επειδή, ανάλογα με τα χαρακτηριστικά φόρτωσης του κινητήρα, η διαμόρφωση ETB μπορεί επίσης να αλλάξει από το χαμηλό φορτίο στο πλήρες φορτίο πιο γρήγορα, με ένα κέρδος απόδοσης που θα διακριθεί στον καπετάνιο. Από την πλευρά της, η ABB απαιτεί εξοικονόμηση καυσίμου κατά 30%.

• Παξιμάδια & Βίδες

Φτηνότερο είναι να κατασκευαστεί από ένα σύστημα βαθμίδας 4 και είναι λιγότερο δαπανηρό να λειτουργήσει (OpEx) από ένα σύστημα εσωτερικής ιστιοδρομίας Tier 3 που χτίστηκε μόλις πριν από δύο χρόνια, το πακέτο ηλεκτρικών towboat της ABB είναι, ως επί το πλείστον, αγνωστικιστής OEM. Η ABB λειτουργεί ως ολοκληρωτής συστημάτων, διευκολύνοντας και επιτρέποντας την ομαλή διεπαφή με και μεταξύ όλων των θαλάσσιων κινητήρων, των κιβωτίων ταχυτήτων και των κιβωτίων ταχυτήτων. Εάν έχετε ένα αγαπημένο - CAT, Cummins, Scania, Twin Disc, Schottel, ZF ή Steerprop (το ονομάζετε) - ένα ηλεκτρικό σύστημα πρόωσης μπορεί να σχεδιαστεί για να παντρευτεί αυτά τα εξαρτήματα.

Το ηλεκτρικό σαλόνι ρυμούλκησης (ETB) της ABB καλύπτει νέους κανονισμούς, αυξάνοντας το κόστος CAPEX για νέες κατασκευές, την επιτακτική ανάγκη χαμηλότερου κόστους OPEX και ζήτησης μεγαλύτερης αξιοπιστίας πλοίων. Παρέχεται ως εξειδικευμένο σύστημα για κάθε ρυμουλκούμενο, η έλευση του εσωτερικού ETB αντιπροσωπεύει ενδεχομένως την επόμενη γενιά ρυμουλκού για το δίκτυο εσωτερικών πλωτών οδών των ΗΠΑ.

Σε μια πρόσφατα δημοσιευμένη ανάλυση, η Clarkson Research δήλωσε ότι «Με τη βελτιστοποίηση της φόρτωσης των κινητήρων, τα ντίζελ-ηλεκτρικά συστήματα μπορούν να μειώσουν την κατανάλωση καυσίμου και τις εκπομπές.» Αλλά οι ιδιοκτήτες κρουαζιερόπλοιων, δεξαμενόπλοιων, αερομεταφορέων, πλοίων μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων, τα ρυμουλκά, πολλά που λειτουργούν στις σκληρότερες συνθήκες του κόσμου, επέλεξαν την ηλεκτρική πρόωση του πετρελαίου μέσω του μηχανικού ισοδύναμου για μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα, ευελιξία και αξιοπιστία.

Ο Joshua Sebastian, Διευθυντής Μηχανικών στο The Shearer Group, Inc. (TSGI), ήταν πιο κοντά στο θέμα, λέγοντας στο MarineNews: "Πιστεύουμε ότι η τεχνολογία πίσω από το ντίζελ έχει ωριμάσει τελικά μέχρι τώρα είναι ανταγωνιστική επιλογή για εξέταση την εσωτερική αγορά. Πιστεύουμε ότι είναι ζωτικής σημασίας για την επιτυχή εφαρμογή αυτής της τεχνολογίας να συνεργαστούμε με εταιρείες όπως η ABB που έχουν αποδεδειγμένο ιστορικό με το ντίζελ ηλεκτρικό σε συνδυασμό με την οικιακή εξυπηρέτηση, σε συνδυασμό με τις εγχώριες εγκαταστάσεις υποστήριξης.

Από την πλευρά της, η ABB έχει ήδη προμηθεύσει περισσότερα από 1.300 σκάφη με ηλεκτρική πρόωση diesel. Έως και 4.000 ρυμουλκά που λειτουργούν κατά μήκος των ποταμών των Ηνωμένων Πολιτειών, που εκπέμπουν ετησίως 25.000 φορτηγίδες και μεταφέρουν 630 εκατομμύρια τόνους φορτίου κατά μήκος 25.000 μιλίων πλωτών οδών, περιμένουν τα ίδια οφέλη.

Με απλά λόγια, τα ηλεκτροκίνητα συστήματα ντίζελ αντλούν τους κινητήρες μεταβλητής συχνότητας για να αποδώσουν την αποτελεσματικότητά τους σε ένα ευρύτερο προφίλ λειτουργίας, σε όλο τον κύκλο λειτουργίας του κινητήρα. Αυτό μεταφράζεται σε μετρήσιμα πλεονεκτήματα για εκείνους τους φορείς εσωτερικής ναυσιπλοΐας που επιθυμούν να κάνουν την κίνηση προς μια καθαρότερη περιβαλλοντική υπογραφή και μια πιο αποτελεσματική λειτουργία:

• Κατανάλωση καυσίμων : Συχνά, ο ναυλωτής πληρώνει για καύσιμα. Ένα βάρκα αποδοτικό από καύσιμα είναι ένα πιο ελκυστικό σκάφος.
• Πλεονάζοντες : Η ηλεκτροκίνητη λύση ντίζελ επιτρέπει την κατανομή της ισχύος σε κινητήρα πρόωσης, πράγμα που σημαίνει ότι ελαχιστοποιείται ο αντίκτυπος της αστοχίας κινητήρα.
• Ευελιξία : Το σκάφος μπορεί να σχεδιαστεί τόσο ως ένα Z-Drive όσο και ως συμβατικό πλοίο με έλικα.
• Ασφάλεια : Στο σχεδιασμό της ABB ETB, το σύστημα μπορεί να ρυθμιστεί έτσι ώστε μία μόνο βλάβη του κινητήρα να μπορεί να οδηγήσει σε μείωση κατά 25% της διαθέσιμης ισχύος, με την απώλεια αυτή να μην επηρεάζει το σύστημα διεύθυνσης ή την πλήρη απώλεια της πρόωσης.
• Άνεση πληρώματος : Κρατήστε το πλήρωμά σας πιο ευτυχισμένο με χαμηλότερα επίπεδα θορύβου και κραδασμούς μέσω της χρήσης μικρότερων κινητήρων.
• Προφίλ λειτουργίας : Το σύστημα ρυμούλκησης ABB ETB εκμεταλλεύεται τους κινητήρες μεταβλητής συχνότητας για τη βελτιστοποίηση της χρήσης ισχύος σε ένα ευρύ φάσμα λειτουργιών: για παράδειγμα, σε κατάσταση αναμονής ή σε κινούμενες άδειες φορτηγίδες.
• Έρευνα : Η ABB ρύθμισε με ακρίβεια την ηλεκτροκίνητη τεχνολογία diesel για εφαρμογή σε σχεδιασμό ρυμούλκησης, βασίζοντας τις εργασίες της σε μια μελέτη πραγματικών ποταμών που διεξάγεται σε μια περίοδο 365 ημερών που καλύπτει 500 σκάφη με βάρκα ώθησης.
  
• Συντήρηση / Διαθεσιμότητα σκαφών : Τα τυποποιημένα και αποδεδειγμένα προϊόντα που υποστηρίζονται από τις τοπικές ομάδες εξυπηρέτησης ABB που εδρεύουν στο Χιούστον εξασφαλίζουν ότι όσοι βρίσκονται στο πλοίο προσαρμόζονται άψογα στις ηλεκτροκίνητες εργασίες ντίζελ.
• Εκπαίδευση : Η Ναυτική Ακαδημία της ABB εκπαιδεύει τους φορείς εκμετάλλευσης να γίνουν πιο ενεργητικοί στη λειτουργία και τη συντήρηση εξοπλισμού για τη μεγιστοποίηση της διαθεσιμότητας, ελαχιστοποιώντας λιγότερους χρόνους διακοπής.
• Αυτονομία : το μοντέρνο ρυμουλκούμενο δεν λειτουργεί με έναν ηλεκτρολόγο επί του σκάφους, οπότε ο εξοπλισμός είναι γερός, απαιτεί πολύ λίγη αλληλεπίδραση.
• Συνδεσιμότητα : Η ABB διαθέτει σχεδόν 1.000 σκάφη, ο εξοπλισμός των οποίων συνδέεται με Κέντρα Συνεργασίας, παρακολουθώντας 24 ώρες το 24ωρο από τα κέντρα, ένα από τα οποία βρίσκεται στις ΗΠΑ.
• Προγνωστική Συντήρηση : Τα συστήματα ισχύος και ελέγχου ABB υποστηρίζουν το Remote Diagnostic System και την Παρακολούθηση κατάστασης, καθιστώντας ευκολότερη τη συμμόρφωση με το SubM και τη μείωση των απαιτήσεων / κόστους συντήρησης του κινητήρα.
• Στα Ναυπηγεία : Το πρότυπο κάλυψης της ABB περιλαμβάνει όλες τις γεννήτριες, τη διανομή ισχύος, τον έλεγχο αυτοματισμού και τους καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας - εξασφαλίζοντας έναν μόνο προμηθευτή για τα κύρια ηλεκτρικά συστήματα.
• Εγγύηση : Η ABB προσφέρει μερικές από τις πιο εκτεταμένες και περιεκτικές εγγυήσεις στη ναυτιλιακή βιομηχανία.
• Ευελιξία : Μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για τους κινητήρες (L-drives) όσο και για τα συμβατικά σχεδιασμένα σκάφη
• Χαμηλότερο OpEx & CapEx : Φθηνότερη κατασκευή, οικονομικότερη λειτουργία, λιγότερο δαπανηρή για συντήρηση.

• Δεν έρχονται: Ήδη εδώ

Γνωστός κυρίως για την αποτελεσματικότητά του στον ενεργειακό κόσμο της ανοικτής θάλασσας, όπου οι λειτουργίες DP απαιτούσαν ακριβή και σταθερή διατήρηση της θέσης, υπογραμμισμένες με σύντομα χρονικά διαστήματα βαριάς υποστήριξης, το ηλεκτρικό μοντέλο diesel δεν είναι κάτι καινούργιο. Αλλά, αυτό δεν σημαίνει ότι δεν έχει δει υπηρεσία για τα τελευταία οκτώ χρόνια - σε δύσκολες συνθήκες - σε ποτάμια της Νότιας Αμερικής με RAL κατάλληλα σχεδιασμένα σκάφη που χρησιμοποιούν μονάδες Schottel.

Ο Lawren Best, υπεύθυνος για την ανάπτυξη του σχεδιασμού του Robert Allan, δήλωσε στον MarineNews τον Ιούνιο: "Όταν κατασκευάστηκαν αυτά ήταν τα πιο ισχυρά τριπλά ζ-αυτοκίνητα ρηχά βυθίσματα βάρκα στον κόσμο. Αυτό το σύστημα πρόωσης είναι ντίζελ-ηλεκτρικό, με τρεις ανεξάρτητες γεννήτριες ντίζελ Wartsila 9l20 με μεσαία ταχύτητα που εκπέμπει κάθε ένα 1.710 ekW. AC ηλεκτρικοί κινητήρες πρόωσης και ηλεκτρικά εξαρτήματα κίνησης από την ισχύ ABB Η Schottel SRP 1215 οδηγεί σε αζιμούθινους κινητήρες που παράγουν ένα μπόλι Bollard με 69 τόνους μπροστά και 63 τόνους πίσω. Για το συγκεκριμένο έργο, η ηλεκτροκίνηση με πετρελαιοκινητήρα προσέφερε πλεονεκτήματα ευελιξίας στη θέση των κινητήρων και των κινητήρων για να εξασφαλίσει την καλύτερη δυνατή λειτουργία στα εξαιρετικά ρηχά νερά καθώς και την αυξημένη ανταπόκριση του συστήματος πρόωσης από τους κινητήρες μέσης ταχύτητας κατά τους ελιγμούς.

Μέχρι σήμερα, το διάλυμα πρόωσης της ABB ETB δεν μπορεί ακόμη να απαιτήσει οποιεσδήποτε εγχώριες εγκαταστάσεις χερσαίας μεταφοράς. Εντούτοις, μπορεί να είναι μόνο θέμα χρόνου. Είναι γεγονός ότι τα εσωτερικά ρυμουλκά και φορτηγίδες αντιπροσωπεύουν το 85 τοις εκατό των πλοίων των ΗΠΑ και δεν είναι μικρή υπόθεση ότι τα ρυμουλκά είναι τα παλαιότερα με 66 τοις εκατό άνω των 25 ετών. Ως εκ τούτου, η τρέχουσα στρατηγική ανάπτυξης (ή διατήρησης) ενός στόλου όχι από το newbuild αλλά από την απόκτηση υφιστάμενων περιουσιακών στοιχείων δεν θα είναι βιώσιμη στο άμεσο μέλλον. Όταν έρθει η ώρα αυτή, το ABB ETB θα είναι εκεί για να γεμίσει το κενό.

Το άρθρο αυτό εμφανίστηκε για πρώτη φορά στην έκδοση του περιοδικού MarineNews τον Ιούλιο του 2018.