丹佛斯为亚洲台湾首批电动渡轮提供动力

2018年5月25日

解决海洋排放问题

台湾港口城市高雄海上网络发达,其港口的机械加工货物运输十分繁忙。这是世界第十三大港口。高雄是亚洲许多港口城市的典型代表,柴油渡轮是生活必不可少的组成部分。

然而这是有代价的,渡轮和重工业均为能源密集型,其排放污染了当地空气。在邻近的香港,每年因空气污染致死预计 3,200 人。

各方面均呼吁提高空气质量。因此,高雄市政府责成台湾船舶暨海洋产业研发中心 (SOIC) 减少渡轮船队的排放

电力取代柴油

SOIC 需要一个高效且划算的解决方案来减少渡轮排放,最后决定最佳解决方案是混合动力和电力系统。

新系统面临的主要挑战是确保新系统生成的动力能满足需求。复制大型船舶中常用的电力系统是不可取的。因为其庞大的交流发电系统不适合小型客运渡轮。SOIC 需要一个更易于管理的发电系统,该系统必须更小、更轻、更强劲。

定制电气化解决方案

丹佛斯与 SOIC 合作,对游客云集的旗津岛客运渡轮航线上的渡轮进行电气化改造。这条航线长 650 米,每年运送乘客 800 万人次。

快乐号渡轮重 100 吨,长 23 米,每 15 分钟从泊位出发一趟,每天使用两台 300HP 的柴油机运送乘客 15,000 人次。

丹佛斯的解决方案是用两台丹佛斯 EM-PMI 电机取代柴油机。使用永磁同步磁阻辅助技术——比柴油机更小巧、更易于管理。

然后由丹佛斯 EC-C1200 转换器为马达提供驱动动力。使用一台 EC-C1200 转换器充当 DCDC 转换器,在运行期间控制磷酸铁锂电池的放电和充电。另一台转换器则充当有源前端 (AFE) 为电池充电。充电过程直接通过城市公用电网或渡轮的现有柴油发电机完成。因此,渡轮可以通过公用电网充电或者由柴油发电机提供备用电力。渡轮的推进马达也单独由充当电机逆变器的 EC-C1200 转换器驱动。

为实现这一目标,丹佛斯 EC-C1200 转换器与先进的软件共同协调功率流。这意味着 EC-C1200 可以执行由动力管理系统有源负载共享技术控制的不同动力转换任务。 

这种单组件的方法意味着可以直接改造现有的柴油机。不仅减少了发动机所需空间,还简化了备件管理。

节省燃油,降低噪音,减少排放,降低成本

2017 年,丹佛斯推出了亚洲首艘混合动力电动渡轮——快乐号。从那以后,它便成了该地区电动交通的优秀代表。

这艘新的电动轮渡最高速度可达 9 节。丹佛斯的系统可确保渡轮运行期间一半时间为纯电动航行。快速岸电充电可以轻松实现这一目标。

据估计,使用电力可每年节省燃油逾 25,000 长吨。柴油消耗量减少还可防止有害物质的排放,从而改善该地区空气质量。

由于目前电力取自岸电,因此迄今为止,电动轮渡的油耗减少了约三分之一 (33%)。据估计,与原来的柴油动力渡轮相比,可节省多达一半的燃油。混合动力系统的优点还包括减少运行噪音,降低维护成本。

这一项目取得成功后,高雄市政府计划改造柴油渡轮船队的其余渡轮。这一计划减轻了台湾第一大港的周边环境污染状况。

亚洲首艘混合动力电动轮渡抢占了世界各地媒体的头条, 特别是各大海事类媒体: Marine Insight、Marine Link、Ship Technology、Ship & Bunker 以及 Business Green、Greenport、Charged EVs 和 Green Style。

SOIC 系统开发负责人 ChihHung Lin 说:

“在高雄,渡轮是重要的公共交通工具,其作用通常与其他地方的公交车相当。高雄有台湾‘港都’之称,但长年空气污染严重,几年前,这里的二氧化碳排放量是台湾平均排放量的两倍。因此,高雄市政府立志整顿渡轮船队。他们目前正在探讨能否用这种新型电动渡轮替换全部 11 艘渡轮。所有这一切都得益于丹佛斯海事团队在提供定制电动动力总成系统解决方案方面的专业知识。”

Danfoss Editron 副总裁 Kimmo Rauma 说:

“高雄意识到了柴油轮渡船队的排放是该市的一大主要问题,我们很高兴与 SOIC 合作,为其提供独特的解决方案。我们的专用海事团队利用其专业知识,帮助更换掉嘈杂、肮脏、昂贵的柴油发动机,安装更安静的混合动力电动机,而且功率不受影响。我们期待与 SOIC 进一步合作,为其渡轮船队的其余渡轮以及亚洲其他电动轮渡项目提供电气化服务。”

技术规范
项目 快乐号渡轮
客户 台湾船舶暨海洋产业研发中心 (SOIC)
地点 台湾高雄
范围 由两台 300HP 柴油机驱动、重 100 吨、长 23 米的客运渡船的动力总成系统电气化和系统升级。
解决方案 用两台采用永磁同步磁阻辅助技术的丹佛斯 EM-PMI 马达取代柴油机。
动力 控制推进系统的电力由电池或通过丹佛斯 EC-C1200 逆变器转换为可变交流电的交流发电机来提供。这包括一个以固定 400V 交流电输出的船上微电网、电子设备或多个直流电压要求。
优势 预计每年可节约 25,000 长吨燃油,有关温室气体和细颗粒物排放大大减少,运行噪音和持续维护成本降低。

 

 

Danfoss Editron

Danfoss Editron

Danfoss Editron 专门为非公路和海运市场提供混合动力和电驱动力总成系统。Danfoss Editron 是丹佛斯的一个事业部,凭借独特的永磁同步磁阻辅助 (SRPM) 技术,为重型车辆、机器和船舶开发和生产高性能的动力系统。 

Danfoss Editron 总部位于芬兰的拉彭兰塔,该团队屡获殊荣,致力于为未来世界开发事半功倍的新技术。