Norvegijos mokslinių tyrimų organizacijos SINTEF inžinieriai praneša pademonstravę belaidžio įkrovimo sistemą elektriniams laivams, kuri veikia atviroje jūroje. Idėja paprasta, bet pritaikymas sudėtingas: laivas gali pasipildyti energijos negrįždamas į uostą, o elektra tiekiama iš jūroje veikiančių vėjo turbinų infrastruktūros.
Toks sprendimas taikosi į vieną didžiausių jūrinės elektrifikacijos ribojimų – ribotą nuotolį dėl baterijų talpos ir privalomų sustojimų krante. Jei įkrovimą galima perkelti arčiau darbo vietos jūroje, mažėja prastovų, o maršrutai tampa lankstesni.
Jūroje laidai tampa silpniausia grandimi
Įprastos didelės galios įkrovimo jungtys reikalauja stabilaus, tikslaus ir sauso kontakto, kurį užtikrinti jūroje sudėtinga. Bangavimas, srovės ir vėjas nuolat judina tiek laivą, tiek platformą, todėl menkiausias nesutapimas didina mechaninę apkrovą ir gali nutraukti energijos perdavimą.
Situaciją apsunkina sūrus vanduo: jis laidus ir agresyviai skatina koroziją, o druskos nuosėdos didina elektrinę varžą ir kaitimo riziką. Vandeniui patekus į jungtis, kyla trumpojo jungimo ir izoliacijos pažeidimų tikimybė, todėl tradicinis įkrovimas atviroje jūroje dažnai laikomas nepraktišku.
Indukcinė sistema be atvirų kontaktų
SINTEF sprendimas paremtas indukciniu energijos perdavimu: įkrovimo stotyje esanti ritė sukuria kintantį magnetinį lauką, o laive esanti ritė šiame lauke indukuoja elektros srovę be tiesioginio kontakto. Panašus principas naudojamas smulkioje buitinėje elektronikoje, tačiau jūroje reikia gerokai didesnių galių ir atsparumo aplinkai.
Abiejų pusių komponentai kapsuliuojami ir izoliuojami, kad neliktų atvirų metalinių kontaktų, kuriuos veiktų druska ir drėgmė. Toks konstrukcinis sprendimas leidžia toleruoti nedidelius laivo ir stoties poslinkius, nes energijos perdavimas vyksta per magnetinį lauką.
„Išbandėme sprendimą, kuris veikia beveik kaip įprastas elektrinis kontaktas, tačiau išvengiame problemų, nes energiją perduodame indukciniu būdu, o jungties dalys yra įkapsuliuotos medžiagose, galinčiose atlaikyti beveik bet ką“, – sakė SINTEF vyresnysis mokslininkas Giuseppe Guidi.
Projekto kūrėjai pabrėžia, kad tai nėra paprastas vartotojiškų įkroviklių „padidinimas“. Patikimam darbui reikalingi specialūs galios kabeliai, valdymo programinė įranga, mažinanti nuostolius, ir elektromagnetiniai komponentai, suprojektuoti didelėms apkrovoms bei atšiaurioms jūrinėms sąlygoms.
Vėjo turbinos – kaip energijos „stotelės“ jūroje
Belaidis įkrovimas numatomas kaip platesnės jūrinės infrastruktūros dalis, kai energija surenkama iš jūroje veikiančių vėjo parkų. Koncepcija remiasi jūrinėmis pastotėmis, kurios veikia kaip elektros mazgai: jos surenka vėjo turbinų pagamintą elektrą ir pateikia ją laivų įkrovimo taškams.
Pagal „Ocean Charger“ projekto viziją, kai vėjo gamyba sumažėja, tiekimą gali palaikyti tarpinės energijos kaupimo sistemos, kad įkrovimas būtų prieinamas stabiliau. Tokie mazgai galėtų tapti reguliariomis stotelėmis maršrutuose, ypač ten, kur laivai dirba toli nuo uostų.
Didžiausią naudą tikimasi matyti ten, kur grįžimas į krantą yra brangus ir trikdo darbus: jūrinių platformų aptarnavimo, infrastruktūros priežiūros, pakrančių apsaugos ir kitų tarnybinių laivų segmentuose. Jei jūroje atsirastų įkrovimo „tinklai“, laivų baterijas būtų galima projektuoti ne tik pagal blogiausio atvejo grįžimą į uostą, bet ir pagal planuojamus sustojimus pakeliui.
Vis dėlto technologijos sėkmę lems ne vien bandymų rezultatai, bet ir suderinamumo, saugos standartų, investicijų bei eksploatacinių kaštų klausimai. Jei infrastruktūra bus plečiama nuosekliai, belaidis įkrovimas atviroje jūroje gali tapti vienu iš sprendimų, leidžiančių elektriniams laivams realiai konkuruoti ilgesniuose ir sudėtingesniuose maršrutuose.
Leave a Reply