Frequentieregelaars voor scheepsvoortstuwing en boegschroeven

Veel schepen die op lange routes varen, werken nog steeds op directe dieselaandrijving en in het geheel niet op elektrische aandrijving. U kunt het rendement van dergelijke schepen verbeteren en het nuttige uitgangsvermogen en de emissies van de hoofdmotor optimaliseren. Plaats hiervoor een asgenerator/motor tussen de propeller en de hoofdmotor, Power Take Out en Power Take In (PTO/PTI) genaamd. Dit is een elektrische toevoeging die deze schepen efficiënter maakt en zelfs geschikt maakt voor hybridisatie. In hybride schepen zorgt een asgenerator/motor met een frequentieregelaar voor optimale regeling van de voorstuwing bij verschillende snelheden. Zo bespaart u energie.

Frequentieregelaars spelen een belangrijke rol bij hybridisatie en integratie. Ze bieden oplossingen voor de maritieme en offshore sectoren die het verbruik van dieselolie willen beperken en de emissies willen minimaliseren. Er vindt al een verschuiving plaats naar schonere brandstoffen, zoals vloeibaar aardgas (LNG). In de toekomst gaat deze ontwikkeling verder, richting volledig elektrische schepen. Ondertussen investeren scheepswerven en scheepseigenaren steeds meer in hybride maritieme systemen. Hierdoor wordt de flexibiliteit van het ontwerp en de installatie vergroot, de bedrijfsprestaties verbeterd en de milieueffecten geminimaliseerd. Dankzij hybridisatietechnologie realiseren veel scheepstypen, van kleine veerponten tot enorme vliegdekschepen, efficiëntere en schonere prestaties. 

De voordelen zijn belangrijke zakelijke drijfveren:

• betere scheepsprestaties
• lagere emissies
• lage bedrijfskosten door een lager brandstofverbruik
• lagere onderhoudskosten ten aanzien van dieselmotoren
• lagere geluidsniveaus
• beter langetermijnrendement van het voedingssysteem

Bij hybridisatie worden frequentieregelaars gebruikt als energieconversiemodules. VACON® frequentieregelaars worden gebruikt wanneer de hybride energieproductie wordt uitgevoerd met generatoren. Hybride belastingen worden gebruikt voor bijvoorbeeld voortstuwing en kranen.

Hybride schepen werken op twee of meer voedingsbronnen: de hoofdmotoren en -generatoren worden doorgaans gecombineerd met geïntegreerde energieopslag door middel van batterijen of supercondensatoren. Het doel is in de eerste plaats om de energieproductie te hybridiseren om de optimalisatie van de hoofdmotor te vergemakkelijken. In de tweede plaats om alle machines die de energie verbruiken, te hybridiseren om de machineprestaties te optimaliseren.

De maritieme en offshore industrie erkent het potentieel van hybride energie en innovatieve aandrijfsystemen. Ze verlagen de emissies en verbeteren het brandstofverbruik terwijl de onderhoudsintervallen groter worden en motoren langer meegaan. Met hybride oplossingen is het zelfs mogelijk om kleinere motoren te gebruiken. Hierdoor bespaart u op de investeringskosten en de ruimte aan boord.

Bij de energieproductie vertaalt de flexibiliteit zich in 'tijd'. Dankzij de energieopslag krijgt de voeding de tijd om optimaal te reageren op veranderingen in de belastingscondities. Aan de belastingszijde hangt het belastingsgedrag niet af van de inkomende voeding.

Uit terugkoppeling en ontwerpdoelen van werkende hybride schepen is gebleken dat het brandstofverbruik met 20-30% kan worden verlaagd. Dit bereikt u door schepen aan te drijven met behulp van meerdere energiebronnen. U kunt een dieselmotor stoppen en een batterij of kleine generator inschakelen. Of u koppelt de batterij en de generator los en start de motor opnieuw.

Speciale schepen, zoals sleepboten en ondersteunende vaartuigen, draaien een groot deel van de tijd stationair. Daarbij draaien de hoofdmotoren en zijn die klaar om te reageren, maar wordt geen vermogen gebruikt voor de aandrijving. Bij een hybride oplossing kunt u gebruik maken van batterijen en kleine dieselgeneratoren. Deze voorzien het schip van energie in stationaire toestand, in stand-bytoestand, bij het manoeuvreren in de haven en bij het afleggen van korte afstanden. U kunt een vergelijkbaar proces toepassen bij veerboten die starten/stoppen of geplande routes afleggen. Wat betreft de dynamische positionering kan het aandrijfvermogen, tot het moment waarop de extra hoofdmotor wordt gestart en versneld, worden geleverd door batterijen om over een langdurig aandrijfvermogen te beschikken.

Nauwkeurige manoeuvreerbaarheid onder alle omstandigheden op zee is wat u verwacht van een boegschroef. Dit is precies wat Danfoss frequentieregelaars bieden, met hun hoge koppels en snelle, nauwkeurige prestaties.

Door Danfoss frequentiegeregelde schroeven zonder bladverstelling zijn gewoonlijk 20-30% energiezuiniger dan schroeven met vast toerental en variabele bladverstelling. Die laatste verspillen circa 20% van het vermogen bij nullast.

Frequentiegeregelde schroeven met variabel toerental verbruiken 50% minder energie dan hydraulische schroeven met variabel toerental. Dankzij de speciale stilstandsverwarming is er geen anticondensverwarming nodig.

Elektrisch aangedreven azimuth thrusters bieden een nauwkeurigere sturing en reageren sneller dan een hydraulische stuurinrichting. Er zijn altijd minstens twee parallel geschakelde motoren en frequentieregelaars in gebruik. Als een van de combinaties stilvalt, blijft de stuurinrichting werken.

Met een toerenregeling is een nauwkeurige roerpositionering mogelijk. Dit resulteert in een nauwkeurig analoog besturingssysteem. In een stuurinrichting met schoepenrad en omkeerbare hydraulische pompen kunt u een VLT® of VACON® frequentieregelaar gebruiken om het toerental en de richting te wijzigen. Hierdoor bespaart u energie, doordat de frequentieregelaar alleen werkt als het schip van koers verandert.