Promy z napędem elektrycznym są cichsze i mniej szkodzą powietrzu, ale mają jeden kłopot: energię muszą uzupełnić w czasie krótkiego postoju w porcie, a statek przy nabrzeżu wcale nie stoi nieruchomo. Europejski projekt HYPOBATT pokazuje, jak zautomatyzowane ładowanie o mocy wielu megawatów pomaga dotrzymać rozkładu rejsów i przy okazji oszczędzać akumulatory — a na końcu możesz sprawdzić, czy w podróży masz zapas energii jak dobrze zaprojektowany prom.
Promy z napędem akumulatorowo-elektrycznym mogą ograniczyć emisje i hałas. Mają jednak wymagający tryb pracy: nie mają czasu na długie ładowanie, więc energię uzupełniają podczas krótkich postojów w portach, między jednym rejsem a drugim.
Takie ładowanie nie może przy tym pogarszać komfortu pasażerów ani uszkadzać akumulatorów. Porty mają zaś własne zmartwienia. Potrzebują sprzętu, który poradzi sobie z ruchem statków, z ograniczeniami sieci energetycznej i z tym, że poszczególne jednostki różnią się konstrukcją. Jedna uniwersalna ładowarka brzmi prosto tylko na papierze.
Odpowiedzią na te wyzwania jest system opracowany w ramach finansowanego przez UE projektu HYPOBATT, koordynowanego przez centrum badawcze IKERLAN. To modułowy system ładowania o mocy wielu megawatów, przeznaczony dla statków elektrycznych.
Rozwiązanie łączy kilka elementów w jedną całość: automatyczne podłączanie, konwersję mocy, sterowanie dostosowane do stanu akumulatorów oraz narzędzia cyfrowe do obsługi portowej. Pełnowymiarowym przykładem jego zastosowania w żegludze morskiej jest trasa promowa Norddeich–Norderney, obsługiwana przez armatora Frisia.
Kierowca samochodu elektrycznego podłącza kabel do auta, które stoi w miejscu. Przy promie tak łatwo nie jest. „Po pierwsze, statek nie jest całkowicie unieruchomiony: ruch pływów, wiatr i tolerancje cumowania nieustannie zmieniają jego położenie względem nabrzeża, więc system musi wielokrotnie dopasowywać się i podłączać” — wyjaśnia Endika Bilbao, koordynator projektu HYPOBATT.
Złącze nie może więc być sztywnym elementem, który raz trafi w cel i zapomni o sprawie. Musi reagować na to, że kadłub przesuwa się względem nabrzeża, i w razie potrzeby podłączać się ponownie.
Drugim wyzwaniem jest samo otoczenie. Zautomatyzowane złącze musi przesyłać prąd o wysokim natężeniu przy niskiej rezystancji, i to w środowisku słonym, typowym dla portu morskiego. O tym, czy połączenie będzie bezpieczne, decyduje kilka rzeczy:
Do tego dochodzi czas. Wcześniejsze badania pokazały, dlaczego ładowanie musi rozpoczynać się szybko, jeszcze podczas załadunku i rozładunku promu.
Szybsze ładowanie pozwala statkowi zebrać wystarczającą ilość energii w czasie zwykłego postoju, a tym samym trzymać się rozkładu rejsów. Ma to szczególne znaczenie wtedy, gdy coś idzie nie po myśli: wejście na pokład się przeciąga, manewry trwają dłużej, pogoda nie sprzyja albo w porcie robi się tłoczno. Każde takie opóźnienie zjada czas przy nabrzeżu, a prom i tak powinien odpłynąć o czasie.
Najprostsza recepta na szybkie ładowanie — wtłoczyć jak najwięcej mocy w jak najkrótszym czasie — nie służy akumulatorom. W projekcie postawiono sprawę inaczej. „Ochrona akumulatorów była jednym z kluczowych wskaźników efektywności (KPI) w projekcie HYPOBATT, i udało nam się osiągnąć ten cel, traktując szybkie ładowanie jako problem zarządzania energią, a nie tylko jako dostarczanie jak największej mocy” — mówi Bilbao.
W praktyce sterowanie ładowarką oraz cyfrowy bliźniak dostosowują profil ładowania do temperatury akumulatora, stanu jego naładowania i możliwości sieci energetycznej. Statek dostaje tyle energii, ile potrzebuje do pokonania trasy, a akumulator unika niepotrzebnego obciążenia, które skracałoby jego żywotność.
Korzysta na tym także port. System dostarcza operatorom portowym dane o czasie podłączenia, dostępności, kompatybilności z siecią energetyczną oraz o tym, jak ładowanie wpisuje się w rozkład rejsów.
Zespół HYPOBATT wdrożył w zastosowaniu morskim branżowy standard Megawatt Charging System (MCS). Ujednolicenie interfejsów i komunikacji jest kluczowe, bo porty nie mogą sobie pozwolić na osobną infrastrukturę dla każdego statku czy operatora. „Ujednolicony standard zmniejsza ryzyko inwestycyjne, pozwala uniknąć powielania infrastruktury i umożliwia systemom ładowania obsługę różnych statków i operatorów” — podkreśla Bilbao.
Takie podejście wspiera interoperacyjność, którą zakłada unijne rozporządzenie w sprawie infrastruktury dla paliw alternatywnych, i uzupełnia rozporządzenie FuelEU Maritime. Z kolei modułowość pozwala dopasować moc ładowania do rozkładów rejsów, układu danego portu i warunków sieci energetycznej.
Ładowarka dla promu okazuje się czymś więcej niż wtyczką na nabrzeżu. Gdy okresy ładowania zgrywa się z dostępnością energii ze źródeł odnawialnych, z magazynowaniem energii i z innymi obciążeniami w porcie, port zaczyna działać jak węzeł energetyczny. Na takiej wspólnej infrastrukturze mogą opierać się modele biznesowe i usługi energetyczne, a transport morski z napędem elektrycznym zyskuje na niezawodności i łatwiej go rozwijać.
5 pytań · minuta
EN 
CS
DE
ES
FR
HU
IT
PL
PT
РУ
SK
TR
УК
AR
中文
