Frekvensomformere til fremdrift og thrustere i marineindustrien

Fortræffelighed i elektrisk fremdrift

Elektrisk fremdrift giver stor frihed i skibsdesign, og skibe kan designes meget mere effektivt uden de normale begrænsninger i udstyrslayout på grund af mekaniske restriktioner.

Fordele ved elektrisk fremdrift:

  • Strømmen kan leveres af et vilkårligt antal generatorer, hvilket muliggør høj redundans
  • Kombinationen motor + frekvensomformer bruger kun energi, når azimut-thrusteren drejes aktivt
  • Miljøet får gavn af lavere brændstofforbrug og lavere udledningssniveauer for udstødningsgasser
  • Elektrisk fremdrift er en god platform til udviklingens næste fase – hybridløsninger. 

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 en traditionel AC-strømforsyning.

Danfoss Drives’ løsninger til marine- og offshoreindustrien har den højeste klassificeringsgodkendelse fra ni forskellige myndigheder: DNV-GL, ABS, Bureau Veritas, Korean Register, CCS, RINA, Lloyds Register, RMRS og Class NK.

Det giver dig det bedst mulige valg, når du skal vælge frekvensomformere til din marineapplikation.

Akselgenerator til optimal fremdrift med PTO/PTI

Akselgenerator til optimal fremdrift med PTO/PTI

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 and Power Take In (PTO/PTI), er en elektrisk tilføjelse, der gør de pågældende fartøjer mere effektive og endda klar til hybridløsninger. På hybridfartøjer giver en akselgenerator/-motor med frekvensomformerteknologi mulighed for optimal styring af fremdriftsmaskineriet ved forskellige hastigheder, hvilket sparer energi.

Ren hybriddrivkraft

Ren hybriddrivkraft

Frekvensomformere spiller en vigtig rolle i hybridløsninger og integration og har svarene til marine- og offshoreindustrien, som er på udkig efter metoder til at reducere forbruget af dieselolie og minimere udledninger. 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 ejerne af værfter og fartøjer i stigende grad i marinehybridsystemer for at øge fleksibiliteten i konstruktion og installation, optimere driftsydeevnen og minimere den miljømæssige påvirkning. Mange fartøjstyper, lige fra små rutefartøjer til enorme hangarskibe, kan bruge hybridløsningsteknologi 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 hybridløsninger

Sådan fungerer hybridløsninger

Hybridløsninger benytter frekvensomformere i form af effektkonvertering og netomformerteknologi. VACON®-frekvensomformere bruges, når hybridenergiproduktion anvendes sammen med generatorer, og hybridbelastning 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 om bord.

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.

Styring af thrustere til præcis manøvrering

Styring af thrustere til præcis manøvrering

Du har brug for præcis manøvredygtighed i alle farvande leveret af en thruster, og det er netop det, frekvensomformere fra Danfoss leverer med deres høje moment, kapacitet og hurtig, nøjagtig ydeevne.

Danfoss' frekvensomformerstyrede skibspropeller med variabel hastighed og fast indfaldsvinkel er typisk 20–30 % mere effektiv end skibspropeller med fast hastighed og variabel indfaldsvinkel – hvilket giver et energispild på ca. 20 % ved nul fremdrift.

Frekvensstyrede skibspropeller med variabel hastighed bruger 50 % mindre energi end hydrauliske skibspropeller med variabel hastighed. Behovet for en speciel motorforvarmerfunktion gør en anti-kondensopvarmer unødvendig.

Elstyrede azimut-thrustere giver en mere nøjagtig styring og reagerer hurtigere end et hydraulisk styresystem. Der er altid mindst to parallelle motorer og frekvensomformere i brug. Hvis én kombination stopper, fortsætter styresystemet med at arbejde.

Styreudstyr

Styreudstyr

Med variabel hastighedsstyring kan du opnå nøjagtig rorpositionering, hvilket giver et præcist analogt styresystem. Til styreudstyr med roterende skrueblade og reversible hydrauliske pumper kan du bruge en VLT®- eller VACON®-frekvensomformer til at ændre hastighed og retning, når fartøjet ændrer kurs.

Hybrid effektivitet i forbindelse med bulk carrier-skibes fremdrift

En hybrid eftermontering til dieselelektrisk fremdrift har hurtigt kunnet betale sig i denne bulk carrier-forretning med tør last.

Produkter

  • VLT® AutomationDrive FC 301 / FC 302
    VLT® AutomationDrive FC 301 / FC 302

    VLT® AutomationDrive FC 301/FC 302 er konstrueret til variabel hastighedsstyring af alle asynkrone motorer og permanente magnetmotorer. Den findes i en standardversion (FC 301) og i en avanceret højdynamisk version (FC 302) med yderligere funktioner.

  • VACON® NXP Air Cooled
    VACON® NXP Air Cooled

    Designet til en lang række krævende applikationer med fokus på højere effektstørrelser og frekvensomformere til systemer.

  • VACON® NXC
    VACON® NXC

    En kapslet frekvensomformer konstrueret til krævende applikationer, der omfatter Active Front End-optioner og løsninger til lave harmoniske strømme.

  • VACON® NXP Common DC Bus
    VACON® NXP Common DC Bus

    Gør det muligt for systemintegratorer, maskinbyggere og OEM'ere at designe og bygge effektive industrielle frekvensomformersystemer.

  • VACON® NXP DC/DC Converter
    VACON® NXP DC/DC Converter

    Maksimerer energiudbyttet i hybridløsninger og forbedrer ydeevnen ved at bringe nytteeffekten tæt på forbruget.

Casestudier

Kommer snart ...

Kommer snart ...

Kontakt os

Kontakt os for flere oplysninger.