Podstawowa potrzeba wysyłki elektrycznej

Transport elektryczny stoi przed poważnymi wyzwaniami związanymi z wysyłką. Problem nie leży w silnikach, ale w magazynowaniu energii.

Różne statki, różne potrzeby

Jednak żegluga obejmuje kilka różnych statków o różnych tonażach i różnych funkcjach.

Silniki zaburtowe

Istnieją już silniki elektryczne zaburtowe zasilane akumulatorami do małych łodzi. Mercury, producent tradycyjnych silników zaburtowych, sprzedaje jeden . Zobacz wideo 1.

Wydajność jest niższa, ale ma lepszy moment obrotowy i jest porównywalnie bardziej wydajna na kWh. Akumulator wystarcza na około 45 m, ale jest wymienny i waży 7 kg (16 funtów), dzięki czemu można zabrać ze sobą części zamienne, aby zwiększyć zasięg.

Firma zajmująca się łodziami wypuściła nawet łódź zaprojektowaną do działania z silnikiem elektrycznym Mercury .

Żaglówki i napęd elektryczny

Żaglówki polegają na wietrze jako podstawowym układzie napędowym. Silniki pełnią rolę pomocniczą. Mimo to silniki muszą działać na żądanie.

Włączenie silników na żaglówce oznacza konieczność, której w danym momencie nie są w stanie sprostać żagle. Potrzebą może być dokowanie lub zapewnienie napędu po złamaniu masztów podczas burzy.

Problem polega na tym, gdzie magazynować energię. Baterie są zbyt ciężkie i mogą się zbyt szybko rozładowywać. Żaglówki mogą przebywać na pełnym morzu przez długi czas, bez szans na doładowanie.

Żagle słoneczne mogą pomóc żaglówkom

Jednym ze sposobów ładowania akumulatorów są żagle słoneczne. Żaglówki mają stosunkowo duże powierzchnie żagli. Montaż żagli z elastycznymi panelami słonecznymi może zwiększyć przestrzeń do wytwarzania PV.

Teoretycznie wszystkie żagle można wyposażyć w PV. Stabilna dyfuzja generatora obrazu AI przedstawia to w ten sposób (rysunek 2).

Gdy powłoki fotowoltaiczne są dostępne na rynku , żagle mogą stać się panelami słonecznymi zamiast służyć jako powierzchnia do mocowania ogniw słonecznych.

Niektórzy idą dalej i dodają ogniwa słoneczne do samego statku. Patrz rysunek 3.

Zasilanie łodzi wyłącznie z paneli słonecznych może wydawać się utopią. Jednak niektóre jednostki pływające to robią, choć z małą prędkością.

Żagle słoneczne pomagają do pewnego momentu

Kiedy świeci słońce, tzn.

Skuteczność żagli słonecznych generujących energię elektryczną zależy nie tylko od jasnego nieba, ale także od interakcji orientacji statku, szerokości geograficznej, pory dnia, wysokości Słońca i interakcji albedo wody w danym czasie.

Ważna jest również topologia okablowania. Mikroinwertery prawdopodobnie będą działać lepiej niż duże łańcuchy.

Różnica między pełnym morzem a statkami portowymi

Żagle słoneczne mogą pomóc naładować akumulatory na pełnym morzu, ale żaglówki wciąż muszą być przygotowane na najgorsze. Żagle słoneczne mogą zmniejszyć pojemność baterii.

W praktyce musisz liczyć się z długimi zaklęciami ciemnego nieba. Statek nie może się naładować, a zasilanie silników będzie niezbędne, jeśli nadejdzie burza.

Akumulatory mają mniejszą gęstość energii niż wodór . Będą musiały znajdować się bliżej portów i potrzebować czasu na doładowanie. Przykładem zastosowania mogą być małe promy.

W związku z tym wodorowe ogniwa paliwowe umożliwiają transport na duże odległości .

Niektórzy eksperci twierdzą, że transport długodystansowy będzie wymagał syntetycznego amoniaku lub metanolu , rozdzielającego wodór, a następnie dostarczającego wodór do ogniw paliwowych. Pozwala to na zagęszczenie paliwa w mniejszych objętościach.

W tej chwili ani baterie, ani wodór nie zasilają żadnego statku dalekiego zasięgu.

Łódź portowa

Przykładem są holowniki elektryczne poruszające się po portach. Holenderski stoczniowiec Damen sprzedaje dwa modele holowników elektrycznych . Holowniki wykorzystują akumulatory, które ładują się w ciągu 2 godzin i mają żywotność 30 000 cykli .

Jeden działa już w porcie w Auckland w Nowej Zelandii i zdobył nagrodę holownika roku 2022 (patrz rysunek 4).

Prom elektryczny działa w Norwegii od 2015 roku (rysunek 5). Ładuje się 10 minut między przystankami, a następnie wypełnia się w nocy.

Konkurencyjna linia uruchomiła większą w 2021 r. (rysunek 6).

Norwegia posiada również NL Hydra , prom napędzany wodorowymi ogniwami paliwowymi (rysunek 7).

Obecnie Norwegia pracuje nad autonomicznymi promami elektrycznymi .

We Francji rzekomo od września 2021 r. na Sekwanie pływa rzeczny statek towarowy Zulu 06 (ryc. 9 i 10).

Podsumowując

Mógłbym iść dalej . Byłem zdumiony liczbą statków elektrycznych (głównie na baterie i niektóre ogniwa paliwowe) już w eksploatacji.

Kilka badań opłacalności elektryfikacji statków walczy o wodór, od laboratoriów krajowych po producentów silników okrętowych . Obecnie technologia jest gotowa do wdrożenia: problem jest natury ekonomicznej i regulacyjnej.

Technologia jest gotowa, ale musi zostać zwiększona, aby stać się konkurencyjną ekonomicznie. Portowa infrastruktura tankowania wymaga uregulowania .

Zapisz się tutaj, aby otrzymywać moje artykuły pocztą.