Jak ładować baterie statków elektrycznych? Jest rozwiązanie!
Statki…mało o nich pisałem bo i Opole nie jest nad morzem a i ja nie jestem jakoś szczególnie blisko linii brzegowej. Co nie znaczy, że nie mamy obserwować co się dzieje w elektromobilności także na morzach i oceanach.
Norwegowie są znani z: taniej ropy (tfu), taniej energii elektrycznej, 99% sprzedawanych samochodów elektrycznych na rynku, wielkiej ilości ładowarek, łososia i operacji w Narviku. Wszystko to się zgadza ale oprócz tego Norwegia to potęga morska, która coraz śmielej wypływa na szerokie morza i oceany.
Statki elektryczne nie są już nowością – trzeba przypomnieć, że największy statek elektryczny posiadają chińczycy ( czy ktoś się zdziwił?) jest to China Zorrilla który jest promem i przewozi 2100 pasażerów oraz 225 samochodów. Drugim także chińskim statkiem elektrycznym jest Ning Yuan Dian Kun który jest kontenerowcem z wypornością 10000 ton metrycznych. Jest jeszcze jeden i chyba najbardziej znany statek elektryczny także chiński czyli BYD Shenzen- przewozi do 9200 samochodów.
Tylko powstało pytanie… o ile w porcie można naładować statek to jak to zrobić na morzu?
Na to pytanie odpowiedzieli Norwegowie z firmy Sintef która zajmuje się badaniami i rozwojem.
Opracowali nową wtyczkę oraz system offshore – zobaczmy co piszą w komunikacie prasowym:
„Nowe rozwiązanie typu „plug and play” umożliwia ładowanie statków elektrycznych na morzu.
Podłączanie statków do stacji ładowania bywa uciążliwe, gdy jesteś na morzu. Ale dzięki nowej magnetycznej wtyczce do ładowania łodzi jest to tak proste, jak włożenie kubka do uchwytu.
Połączenia elektryczne nie znoszą słonych mórz, ale nowa wtyczka magnetyczna umożliwia ładowanie na otwartym morzu. Ładowanie statku na morzu może stać się zatem równie łatwe i powszechne, jak ładowanie samochodu na autostradzie E6.
Zasilane akumulatorami statki offshore mogłyby wówczas kontynuować pracę bez konieczności pokonywania długich dystansów do portu w celu naładowania. Już jednokrotne dotarcie na ląd wyczerpywałoby akumulator podczas transportu.
Mowa tu przede wszystkim o elektrycznych statkach SOV (Service Operation Vessels), które obsługują morskie farmy wiatrowe. Można jednak wyobrazić sobie również wykorzystanie innych typów statków, takich jak statki zaopatrzeniowe w przemyśle naftowym, zwane platformami zaopatrzeniowymi (Platform Supply Vessels – PSV).
Nieustępliwa natura i skrupulatna precyzja
Budowa stacji ładowania na morzu jest wyzwaniem. Ale niektóre firmy już to zrobiły. W tym Vard.
„Ruch i zużycie utrudniają ładowanie na morzu przy użyciu klasycznego złącza wtykowego. Zużycie mechaniczne, korozja i wymagająca konserwacja zwiększają ryzyko i koszty” – mówi Håvard Vollset Lien z Vard, który kieruje dużym projektem Ocean Charger.
Magia magnetyczna zastępuje wrażliwe wtyczki
Nie mamy wpływu na pogodę i fale, ale co z samą wtyczką? Czy możemy znaleźć inteligentniejsze rozwiązanie?
Właśnie nad tym pracowali naukowcy i inżynierowie biorący udział w projekcie Ocean Charger.
Ruch i zużycie sprawiają, że ładowanie na morzu przy użyciu klasycznego złącza wtykowego jest podatne na uszkodzenia. Zużycie mechaniczne, korozja i wymagająca konserwacja zwiększają ryzyko i koszty.
„Przyjrzeliśmy się wielu rozwiązaniom” – mówi Giuseppe Guidi, starszy naukowiec w SINTEF.
„Przetestowaliśmy możliwe rozwiązanie, które działa niemal jak zwykły kontakt elektryczny. Możemy jednak uniknąć wszystkich problemów, ponieważ przekazujemy moc indukcyjnie, umieszczając samą wtyczkę w materiałach odpornych na praktycznie wszystko”.
Zasadniczo koncepcja jest magicznie prosta: klasyczne styki, które korodują, zostają zastąpione polami magnetycznymi.
Ładowanie bez fizycznego połączenia styków z odsłoniętym metalem zapewnia dobrą ochronę przed korozją występującą w naturze.
Jak włożenie kubka do uchwytu na kubki
Na kablu wychodzącym ze stacji ładowania (podobnie jak w turbinie wiatrowej) zamontowana jest cewka, bezpiecznie zamknięta w wodoodpornym materiale, odpornym na sól i algi. Podobna cewka, równie dobrze zabezpieczona, jest zamontowana na statku.
Naukowcy z SINTEF zaprojektowali i przetestowali element stanowiący serce systemu ładowania: cewkę ładującą indukcyjnie. Prąd jest przesyłany bezkontaktowo za pośrednictwem pola magnetycznego, gdy cewki znajdują się blisko siebie.
„Nie będzie trzeba być precyzyjnym przy wkładaniu wtyczki do otworu odbiornika” – mówi Guidi.
„To prawie jak włożenie kubka do uchwytu. Będzie pasował niezależnie od tego, w którą stronę go obrócisz. To po prostu podłącz i używaj” – mówi.
Ta nowa wtyczka zapewni szybsze, bezpieczniejsze i stabilniejsze połączenie – za każdym razem.
Układanka z komponentów
Bezprzewodowe przesyłanie energii do akumulatora na statku może wydawać się dość proste. W praktyce wymaga jednak całego szeregu zsynchronizowanych rozwiązań technicznych, które będą opłacalne, bezpieczne i praktyczne.
Energia musi najpierw zostać przekształcona z prądu przemiennego na prąd stały, przesłana pod wysokim napięciem elastycznym kablem, a następnie przekształcona w prąd o wysokiej częstotliwości, który może być przesyłany za pomocą pól magnetycznych. Na pokładzie energia musi zostać przechwycona, ponownie przekształcona i bezpiecznie przesłana do akumulatora.
To prawie jak włożenie kubka do uchwytu. Będzie pasował niezależnie od tego, w którą stronę go obrócisz. Po prostu podłącz i graj.
Specjalne kable, inteligentny system sterowania oraz komponenty odporne zarówno na wysokie napięcie, jak i trudne warunki są niezbędne, aby te kroki działały skutecznie. Dopiero gdy wszystkie te elementy układanki złożą się w całość, szybkie ładowanie sprzężone magnetycznie na morzu stanie się możliwe.
Guidi zwraca uwagę na dwa obszary, nad którymi zespół pracował w szczególności. Pierwszym z nich jest konstrukcja elektromagnetyczna. Sposób nawinięcia cewki i zastosowane materiały mają kluczowe znaczenie dla zapewnienia przez system dużej mocy na małej powierzchni.
Drugim obszarem zainteresowania jest system sterowania. Aby zminimalizować straty energii, potrzebny jest inteligentny system zarządzania.
Bezpieczne ładowanie bez względu na pogodę
Celem było osiągnięcie wydajności porównywalnej z ładowaniem za pomocą styku elektrycznego, ale z ogromną zaletą w postaci bezobsługowości i wytrzymałości. I konstruktorom się to udało.
„Genialność ładowania na morzu w ten sposób polega na tym, że lokalnie wytwarzana energia elektryczna jest wykorzystywana bezpośrednio do ładowania statków, dzięki czemu marnuje się bardzo mało energii” – mówi Vollset Lien.
Nawet gdy nie wieje wiatr, ładowanie można zapewnić poprzez tymczasowe magazynowanie energii elektrycznej w morskiej stacji elektroenergetycznej, zwanej „centrum OSS”.
„Centrum OSS pełni funkcję węzła elektrycznego na morzu, zbierając energię elektryczną z turbin wiatrowych i umożliwiając ładowanie jednostek pływających bezpośrednio, bez konieczności dojeżdżania do brzegu”.
Genialność tej metody ładowania na morzu polega na tym, że energia elektryczna wytwarzana lokalnie jest wykorzystywana bezpośrednio do ładowania statków.
W dłuższej perspektywie, jak przewiduje kierownik projektu Håvard Vollset Lien z Vard, tego typu rozwiązanie ładowania mogłoby posłużyć do stworzenia infrastruktury ładowania wzdłuż całego wybrzeża Norwegii.
„Być może pewnego dnia powszechnym widokiem staną się statki elektryczne i statki przybrzeżne ładujące swoje akumulatory na morzu i na szlaku żeglugowym” – mówi.” źródło: https://www.sintef.no/en/latest-news/2026/a-new-plug-and-play-solution-enables-offshore-charging-for-electric-ships-at-sea/
Nie wiem jak na Was ale na mnie robi to wrażenie. Coraz bardziej staje się możliwe, że na morzach i oceanach powstaną huby ładowania dla statków zasilane np.: morskimi farmami fotowoltaicznymi, wiatrowymi a może nawet elektrownie falowe?
Czas pokaże a akurat statki są wdzięcznym tematem badań- zresztą jak widać 🙂