Торговый флот на баратейках. Не очень правдоподобно звучит и я уже об этом писал; есть неутешительная зависимость емкости аккумулятора (диктуемой необходимым запасом хода) от его массы. Но что если использовать на флоте аккумуляторы примерно так-же как это реализовано в подкапотных ДВС? Чтобы в голове не образовалась "информационная каша", я изложу матерал в четырех главах: "Откуда энергия", "На что расходовать", "Судовая электросеть", "Хранение и замена батарей".
♻️ОТКУДА ЭНЕРГИЯ
Самый удобный и экономичный вариант - с берега. Удельных расход любого топлива на береговых электростанциях существенно ниже, чем на борту; но есть и "зеленые" проекты, что могут только и делать, что заряжать сменные батареи. Но есть гораздо более интересный вариант...
Чтобы голословным не быть, вот.
Стоимость одного килоВатта берегового искричества по среднему счетчику составляет 3.8 Рубля, в то время как при удельном расходе 0,18 кг на килоВатт в час (что весьма занижено и фактическое значение - 0,198 кг (взято из инструкции к дизелю ДАЙХАТСУ 6DC32) на килоВатт в час) один килоВатт судовой электроэнергии обойдется в 11,88 Рублей при стоимости 1 литра дистиллятного топлива 60 рублей. Как бы мы не играли с цифрами, стоимостью и скидками на объём, береговая электроэнергия все равно дешевле.
🌊Срезание пиков.
Работает способ, разумеется, в случае электродвижения, да еще и гребной электродвигатель должен быть синхронным, следовательно обратимым (может быть и двигателем и генератором). Такие как раз в Азиподах используются.
Судно, работающее на открытой воде подвергается качке, что влияет на заглубление корпуса и винта, что в результате приводит к "плаванию" частоты вращения гребного винта в пределах точности работы регулятора (какой-бы он ни был, работает он "от ошибки", как и любой другой).
А что если направлять часть крутящего момента первичного двигателя на зарядку батарей в моменты, когда частота вращения кратковременно поднимается? А затем, направлять накопленную энергию на гребной вал, когда судно "ныряет" в волну и обычно частота вращения проседает... 🤨. Технологию эту назвали "срезанием пиков", а сами "пики" используются с пользой - для зарядки аккумулятора. Нереально? За теоретический период килевой качки в 3 секунды не успеет? Успеет, ключи на МОСФЕТАХ инверторов отрабатывают очень быстро.
♻️НА ЧТО РАСХОДОВАТЬ
На что еще, кроме выравнивания неравномерности частоты вращения и, как следствие - экономии топлива, можно потратить драгоценные Ампер/часы?
🌊Буксиры
Портовый буксир - это маленький, но очень сильный юнит. Его пропульсивный комплекс в разы превосходит необходимый для навигации уровень, но эта мощность используется только при буксировке, что в большинстве случаев является действием кратковременным. Это означает, что при наличии хорошей батареи и эффективного электрического пропульсивного комплекса можно сильно сократить "дизельную" мощность буксира. Дизель будет работать в моменты навигации (когда буксир идет на точку буксировки и обратно), а вот толкать и тянуть будет помогать электрический движитель, запитанный от батарей.
🌊Паромы
Прибрежный паромный флот, что затрачивает на грузовые операции примерно столько же времени, что и на навигацию, тоже может работать на батареях, что автоматически будут подключаться к зарядному терминалу во время швартовых операций. Очень актуально для густонаселенных городов с выходом к открытой воде.
🌊Да что угодно
Вообще, во время лоцманской проводки в водах порта пропульсивный комплекс торгового судна работает на очень низких параметрах. Скорость высокую развивать нельзя в пределах порта. Так, почему бы не швартоваться на электрической тяге, а по приходу ставить "швартовые" батареи на зарядку от береговой электрической сети?
♻️ХРАНЕНИЕ И ЗАМЕНА БАТАРЕЙ
А если нет времени на зарядку? Что если времени, проведенного в порту недостаточно для восполнения заряда, потраченного на швартовку? Вот еще вариант.
Это готовое решение в виде контейнера, так знакомого по форме в сфере морских перевозок. В "ящике" есть сразу все: батареи, трансформатор, система охлаждения. Эта красота подключается в судовую систему как сменная пальчиковая батарейка.
♻️СУДОВАЯ ЭЛЕКТРОСЕТЬ
Теоретическим фундаментом в распределении энергии от разных источников является факт, что электродвигатель способен воспринимать пиковые нагрузки в разы быстрее, чем дизель. А учитывая тот факт, что быстрое изменение нагрузки на двигатель сопровождается некоторым волновым процессом (переход регулятора на новый режим), то электрический "буфер" выглядит довольно привлекательно. Осталось совсем чуть-чуть - спроектировать абсолютно новую судовую электрическую сеть с профилем на распределение "пиков" и другом параллельном участии батарей в движении судна. Система такая есть; эффективная, с интерфейсом визульно не загоняющим оператора в депрессию.
Это ведь самое главное, так как для оператора ничего серьёзным образом не изменилось, ведь все бесшовные переходы и волнообразная работа системы не ложится на его плечи.
♻️ОТСЕБЯТИНА
Я не работал на гибридах, но опыт работы с глубоко электрифицированными системами имеется. Полупроводники везде: в насосах, вентиляторах, лебедках. Это очень удобно и действительно позволяет экономить на топливе, но... Все инверторы, с которыми мне приходилось иметь дело имели период гарантированной работы 5 лет. Не гарантийной, а гарантированной. То есть, спустя пять лет он может выйти из строя, что и происходит иногда, и это не будет чем-то необычным. Это норма. Горят инверторы насосов, с особой интенсивностью выходят из строя инверторы швартовых лебедок. Может, конечно, АВВ изобрела что-то прорывное в области МОСФЕТОВ, Нет, АВВ не производит МОСФЕТЫ.
Электродвигатели. АВВ в принципе делает качественные электрические машины, но специально для действительно мощных пропульсивных систем есть электродвигатель с интенсивным водяным охлаждением.
"Охлаждаемые электродвижки - не что-то принципиально новое" - скажут винтовые рефрижераторные компрессоры. Да, Но интенсивное охлаждение специализированных двигателей для флота позволяет сделать двигатели меньше и легче, что часто играет решающую роль в судостроении.
Ну как тебе такое представление о морском электродвижении не такого уж и далёкого будущего?
Подписывайся и читай интересные статьи на тему судовой и не только энергетики. Спасибо!
