Электрические и гибридные приводы получают пар на береговой линии

Морские новости • 2 февраля 2018

Революция электрической мобильности в значительной степени зависит от сектора наземного транспорта. Статистика промышленности предсказывает, что продажи электромобилей будут превзойти автомобили двигателей внутреннего сгорания в течение следующих 20 лет. Многие страны Европы и Азии уже приняли агрессивные сроки, чтобы поэтапно отказаться от продаж транспортных средств, работающих на сжигании, а некоторые города, такие как Лондон, планируют полностью изгнать их со своих дорог. Те же правила, вероятно, также будут распространены на их водные пути.

Некоторые из крупнейших в мире автопроизводителей объявили о планах по преобразованию всей своей продукции сжигания в электрические или гибридные приводы в течение следующих нескольких лет. Инфраструктура перезарядки быстро распространится, чтобы удовлетворить спрос, точно так же, как в первые дни использования автозаправочных станций стало повсеместно распространено. С другой стороны, подзарядка будет в меньшей степени проблемой в морской индустрии, поскольку большинство доков и терминалов уже имеют сетевые подключения к берегам.

На недавней Международной выставке технических лодок Marine News догнала компанию Torqeedo, немецкую компанию, которая находится на переднем крае приведения электрических и гибридных технологий в легкую коммерческую морскую площадку.

Ранние адаптеры

Torqeedo работает в бизнесе уже 13 лет, сначала продавая небольшие легкие электрические подвесные двигатели для RIB, лодки, байдарки, каноэ и понтонные лодки. Со временем компания увеличила свой диапазон мощности и сложность интегрированных систем. В настоящее время он оснащается более крупными досуговыми яхтами и коммерческими рабочими лодками с электрическими подвесными моторами и бортовыми системами с приводами с валом или портом, либо в полностью электрических, либо в гибридных конфигурациях. Torqeedo утверждает, что в эксплуатации работает более 70 000 электродвигателей. Диапазон продуктов от 1 до 80 л.с.

Основным лимитирующим фактором в электромобиле, согласно Torqeedo, является не электрический двигатель, а технология накопления энергии. К счастью, батареи становятся лучше с каждым днем, опять-таки благодаря автомобильным и R & D. Компания прогнозирует, что плотность энергии в батареях улучшится на 70 процентов в течение следующих двух лет, тогда как стоимость в долларах за киловатт-час снизится наполовину в те же сроки. Стоит отметить, что Torqeedo подписал соглашение с BMW о включении маринизированных i3 автомобильных литиевых батарей с системами Deep Blue.

Корпус для электрических

Есть веский аргумент в пользу электрического движения - для конкретных типов лодок с конкретными шаблонами использования. Torqeedo сам признает, что чистая система электропривода в настоящее время не подходит для судов, которые путешествуют на высоких скоростях в течение длительных периодов времени. С другой стороны, электричество обеспечивает уникальные преимущества перед газовыми или дизельными системами для более медленных судов с более коротким временем работы. И гибридные решения - хотя и более дорогостоящие с точки зрения капитальных затрат - могут увеличить лодку на более высоких скоростях в течение более длительного времени. Зарядка панели солнечных батарей также может значительно расширить диапазон.

Более высокая CapEx электрической или гибридной тяги по сравнению с аналогичным двигателем, работающим на ископаемом топливе, компенсируется меньшим OpEx; с точки зрения экономии топлива, снижения затрат на техническое обслуживание и увеличения времени безотказной работы. Более того, цены на электроэнергию более стабильны, чем цены на топливо, что дает более предсказуемые затраты. Torqeedo подсчитал, что если годовая стоимость топлива на лодке превышает 6 000 долларов США, электрическая передача даст доход от инвестиций всего за несколько лет. После этого экономия действительно начнется. Torqeedo предлагает долгосрочную гарантию емкости аккумулятора до девяти лет после ввода в эксплуатацию, гарантируя, что батареи сохранят не менее 80 процентов их первоначальной емкости, даже если они используются каждый день. Существуют также нематериальные выгоды, такие как здоровье экипажа и пассажиров, путем уменьшения их воздействия на шум, выхлоп, вибрацию и испарения.

Устойчивые водные пути

Муниципальные власти во всем мире активно ищут способы очистки воздуха и окружающей среды и улучшения качества жизни своих общин. Один из способов сделать это - переложить людей - перемещение трафика с перегруженных дорог на водные пути путем создания флотов электрических паромов и водных такси. Для этих применений электропривод может быть привлекательной альтернативой для достижения целей чистого воздуха. Было подсчитано, что один четырехмоторный подвесной мотор мощностью 80 лошадиных сил выделяет столько же выбросов NOx и углеводородов, сколько 350 автомобилей, поэтому электрифицированные флоты лодок будут вносить существенный вклад в сокращение загрязнения воздуха.

Чтобы удовлетворить этот растущий спрос, Torqeedo фокусируется на водных такси, экскурсионных лодках и пассажирских паромах. Компания указывает на ряд успешных развертываний за последние 12-18 месяцев.

Например, город Сан-Антонио только что ввел в эксплуатацию парк из 43 электрических пассажирских лодок для своей знаковой системы канатной дороги River Walk. 27-футовые суда, спроектированные Metalab и построенные Lake Assault Boats, управляются электрической силовой установкой Torqeedo, которая состоит из 20-литрового электрического подвесного двигателя, 16 литиевых батарей, со встроенным сетевым питанием для быстрой подзарядки. Баржи вмещают до 40 пассажиров и могут быть сконфигурированы для нескольких ролей для туров, обедов, водных такси, развлекательных и водных парадов. По словам операторов судна, они совершают круиз примерно на четыре узла и могут нормально работать до 12 часов без подзарядки.

Самая большая 100-процентная электрическая пассажирская лодка в Канаде, королева Элизабет Д-р, работает на живописном канале Ридо с оттавой с 2016 года. 75-футовая экскурсионная лодка оснащена двумя подвесными моторами Torqeedo Deep Blue 80hp - по одному с обоих концов, так как лодка слишком длинная, чтобы развернуться в узком водном пути. Судно составляет до восьми 90-минутных туров со скоростью 4,5 узла в день. Оператор сообщает о быстрой рентабельности инвестиций. Система электроснабжения была примерно на 90 000 долларов больше, чем сопоставимые подвесные двигатели с газовым двигателем, но более высокая первоначальная стоимость компенсируется 26 000 долл. США в год при снижении операционных расходов, что дает точку безубыточности в 3,5 года.

Отдельно Watertaxi Rotterdam добавила первое гибридное судно на своем флоте в 2016 году. Лодка оснащена электродвигателем Torqeedo Deep Blue мощностью 80 л.с. с интегрированной системой управления энергией. Два генератора мощностью 20 кВт держат батареи заряженными при работе на скорости до 13,5 узлов на реке Маасе в центре города. Оператор утверждает, что новая лодка на 70 процентов экономичнее, чем другие 15 водных такси во флоте.

Кроме того, в Нидерландах первый специально построенный солнечный / электрический пассажирский паром начал работу в порту Харлинген в конце 2017 года. Лодка имеет уникальную интегрированную силовую систему с двумя независимыми управляемыми приводом Torqeedo 8hp с рулевым управлением с передним и задним ходом, обеспечивая чрезвычайный уровень маневренности. Лодка может управляться под углом 90 градусов к порту или по правому борту и выполнять 360 кругов в любом направлении в пределах своей собственной 28-футовой длины. Литиевые батареи 48 В автоматически заряжаются от 12 тонкопленочных солнечных панелей на крыше, и лодка может подключаться к береговой силе во время остановок для дополнительного повышения заряда.

Тяжелый металл

Torqeedo настаивает на том, что размер и вес судна не являются проблемой для электрического движения. Это связано с тем, что электродвигатели имеют чрезвычайно плоскую кривую крутящего момента по сравнению с двигателями внутреннего сгорания. Мотор с высоким крутящим моментом обеспечивает мощность для привода гораздо большего пропеллера, способного толкать очень тяжелые грузы. В качестве примера можно привести компанию, занимающуюся дноуглубительными баржами в шахтах внутреннего грунта в Германии. Владелец карьера Kaspar Weiss GmbH указал электрическую систему с нулевой эмиссией для своих экскаваторов, чтобы обеспечить высокоэффективное зеленое решение для защиты местных подземных вод и поддержания чистоты воздуха. 44-метровые баржи, которые тянут грузы до 120 метрических тонн, питаются от высоковольтной системы Torqeedo Deep Blue. Обычно судно перемещается примерно на 500-600 метров со скоростью около 3 узлов, открывает свои ловушки, затем возвращается назад и подключает зарядные устройства - от одного до десяти раз в день. Этот владелец также установил подвесные моторы Torqeedo на лодках-толкачах, используемых для удаления побочных продуктов.

(Как опубликовано в выпуске Marine News за январь 2018 года)