Napęd elektryczny na Wielkich Jeziorach

W holownikach pracujących na obszarze Wielkich Jezior stosowana jest technologia hybrydowa. W ubiegłym roku Great Lake Towing oddał do użytku pierwsze holowniki o takim napędzie. Połączenie napędu elektrycznego i silnika diesla przyniosło wiele korzyści w zakresie ochrony środowiska – zwiększenia żywotności i mocy przy zmniejszeniu zapotrzebowania na energię. Było to jednak wyzwanie podczas projektowania.

Głównym wyzwaniem inżynierów było skonstruowanie w niewielkiej przestrzeni wydajnego zasilania składającego się ze standardowych elementów systemu rozdziału mocy posiadającego atesty i certyfikaty niezbędne przy rozwiązaniach dla przemysłu morskiego.

Mocny i precyzyjny

Przedsiębiorstwo Great Lakes Towing przekazało kanadyjskiej firmie Canal Marine & Industrial zadanie, aby ta skonstruowała hybrydę dla nowej generacji holowników. Miała się ona składać z silnika elektrycznego i wysokoprężnego, aby dzięki takiemu napędowi statki miały precyzyjniej nawigować na Wielkich Jeziorach w Ameryce Północnej. Dzieje się tak dlatego, że silnik elektryczny swobodnie oraz oszczędnie pokrywa dolne obciążenie częściowe. Natomiast maszyny dieslowskie są niedociążone, wykraczają poza swój optymalny zakres eksploatacji, przez co pracują nieefektywnie. W przypadku kiedy potrzebne są moce przeciążające główną maszynę, funkcję wspomagającą pełni wówczas silnik elektryczny. „Wspólnie z ekspertami Rittal stworzyliśmy dla Great Lakes Towing oraz dla wszystkich naszych napędów hybrydowych i bezemisyjnych wydajne oraz efektywne rozwiązanie rozdziału mocy” – mówi Shawn Balding, dyrektor w Canal Marine & Industrial.

Integrator systemów zrealizował zamówienie dla największego armatora statków pomocniczych i holowników pod banderą USA. Wykorzystał do tego rozwiązania stosowane w szafach sterowniczych Rittal. Firma Canal Marine & Industrial na podstawie komponentów systemu, skonstruowała kompleksową aparaturę sterującą i zasilającą. Największym wyzwaniem było ograniczone miejsce na zasilanie stałoprądowe oraz falowniki silników elektrycznych. Przy konieczności spełnienia wielu wymogów cała technologia musiała być nadal łatwo dostępna i bardzo wytrzymała w obliczu surowych warunków panujących na statku. Zastosowano certyfikowany system wykorzystywany w przemyśle morskim, który obejmuje modułowe obudowy, uniwersalne akcesoria do zarządzania okablowaniem oraz inne elementy, które można rozbudowywać lub indywidualnie dopasowywać.

Zapanować nas stratami mocy

Wyzwania wiążące się z wyposażeniem holownika w silnik elektryczny można zrozumieć na podstawie mikroklimatu panującego w szafach sterowniczych na pokładzie. W ramach systemu następuje przemiana i przeniesienie mocy za pomocą niezależnie sterowanego i skonfigurowanego, zmiennego falownika. Powstające przy tym straty ciepła muszą być odprowadzane z szafy sterowniczej, ponieważ rosnące temperatury skracają żywotność falowników, a także zmniejszają ich moc. Podczas pracy muszą być chłodzone duże objętości powietrza, ponieważ w maszynowni jest już ono ogrzane przez silnik Diesla. Gdy statek jest jednak przycumowany do kei, silniki nie pracują i nie wytwarzają ciepła. Uruchamia się wówczas zintegrowane ogrzewanie, aby w związku ze spadkiem temperatury wewnątrz szafy nie dochodziło do kondensacji – szczególnie w zimniejszych porach roku. System Rittal oferuje do tego celu wentylatory, grzałki oraz regulatory temperatury, które zastosowano w tym rozwiązaniu.