Πλήρως εξηλεκτρισμένο πλοίο από τη Σχολή Ναυπηγών του ΕΜΠ

Την τεχνολογία του Πλήρως Εξηλεκτρισμένου Πλοίου προωθεί η Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου μέσω του ερευνητικού έργου Direct Current in Ship Initiative – «DC-Ship».

Η Σχολή καλλιεργώντας εδώ και λίγα χρόνια την τεχνολογία του Πλήρως Εξηλεκτρισμένου Πλοίου, μέσω του Κέντρου Αριστείας MARINELIVE που έχει δημιουργήσει, συντονίζει το ερευνητικό έργο “DC-Ship” που χρηματοδοτείται από το πλαίσιο “ΑΡΙΣΤΕΙΑ-Ι” του ΕΣΠΑ (2007-2014)[1], και το οποίο βαίνει προς την ολοκλήρωσή του.

Η κύρια καινοτομία του έργου “DC-Ship”  είναι η σε βάθος διερεύνηση ζητημάτων βελτιστοποιημένου σχεδιασμού και λειτουργίας των υπο-συστημάτων διανομής ηλεκτρικής ενέργειας Συνεχούς Ρεύματος για εμπορικά πλοία, υπό το πρίσμα της εξοικονόμησης ενέργειας, βελτιστοποίησης της απόδοής τους και της φιλικότητας προς το περιβάλλον. 

 

 

Εξοικονόμηση καυσίμου

Η μόλυνση του περιβάλλοντος και το φαινόμενο θερμοκηπίου στο οποίο συντελεί και η εκπομπή  των καυσαερίων από τα πλοία, έχει οδηγήσει σε αυστηρότερους κανονισμούς σε σχέση με τις εκπομπές ρύπων και την εξοικονόμηση καυσίμου.

Με τη σειρά της η ανάγκη για πιο αποδοτικά πλοία, οδηγεί σε αυξημένες απαιτήσεις ώστε όλα τα ενεργειακά συστήματα πάνω στο πλοίο να είναι επίσης αποδοτικά. 

Εξάλλου, ο εξηλεκτρισμός των συστημάτων του πλοίου, συμπεριλαμβανομένου του συστήματος πρόωσης έχει καταστεί μία δελεαστική εναλλακτική επιλογή για την αύξηση των επιδόσεών του.

Μάλιστα, για συγκεκριμένους τύπους, όσο πιο έντονος είναι ο εξηλεκτρισμός τους (σύμφωνα με την ιδέα του Πλήρως Εξηλεκτρισμένου Πλοίου- All Electric Ship),  τόσο πιο πολύ ενεργειακά αποδοτικά αυτά καθίστανται. 

Σε αυτό το πλαίσιο  μία υπο-περίπτωση που τελευταία έχει αρχίσει να έχει ενδιαφέρον είναι η αξιοποίηση τεχνολογίας Συνεχούς Ρεύματος (Direct Current-DC) ιδίως για το δίκτυο διανομής ηλεκτρικής ενέργειας.  H συγκεκριμένη τεχνολογία προσφέρει εμφανή πλεονεκτήματα, όπως:

• ο συνολικά χρησιμοποιούμενος εξοπλισμός είναι μικρότερων διαστάσεων και μικρότερου βάρους,
• μη κυκλοφορία  αέργου  ισχύος και μείωση  συνολικών  απωλειών, με αποτέλεσμα την  εξοικονόμηση καυσίμου (που χρησιμοποιείται για την παραγωγή της απαιτούμενης ηλεκτρικής ενέργειας από τις πηγές),
• ο παραλληλισμός των πηγών ενέργειας είναι ευκολότερος και απλούστερος,  όπως επίσης και ο συνδυασμός διαφόρων πηγών ηλεκτρικής ενέργειας φιλικών προς το περιβάλλον (πχ. φωτοβολταϊκά, κυψέλες καυσίμου, κλπ) ή αποθήκευσής της (πχ. μπαταρίες) ή ακόμη και η διασύνδεση με το ηλεκτρικό δίκτυο ξηράς (cold ironing),
• η παρακολούθηση και ο έλεγχος του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας γίνονται ευκολότερα,
• εάν το σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας Συνεχούς Ρεύματος ενός υπό μελέτη πλοίου σχεδιαστεί προσεκτικά (πρόληψη για την εγκατάσταση του συγκεκριμένου ΣΗΕ στο General Arrangement), τότε και το συνολικό κόστος εγκατάστασης και λειτουργίας μπορεί να είναι σημαντικά χαμηλότερο από το αντίστοιχο Εναλλασσομένου Ρεύματος.
• αξιοποιώντας όλα τα παραπάνω, είναι δυνατόν η απόδοση ενός πλοίου υπό μελέτη να βελτιωθεί σε σημαντικό βαθμό. Χαρακτηριστικό είναι πώς σε τεχνο-οικονομική μελέτη που διεξήχθη συγκρίνοντας τις διαμορφώσεις του σχ. 1 παραπάνω, η διάταξη με ΣΡ βοηθούσε στην εξοικονόμηση 20% περισσότερου χώρου, ήταν κατά 10% ελαφρύτερη και παρουσίαζε 8% λιγότερες απώλειες σε σύγκριση με την κλασσική ηλεκτροπρόωση.

Με την αύξηση της απόδοσης του συστήματος, μέσω της βέλτιστης λειτουργίας των γεννητριών καθώς και της εξοικονόμησης όγκου και μάζας, είναι δυνατή η δραστική μείωση των εκπομπών ρύπων.

Άμεση συνέπεια όλων των παραπάνω, είναι και η καλύτερη κατηγοριοποίηση πλοίων με τέτοια διάταξη, με βάση το δείκτη ενεργειακής απόδοσης EEDI που έχει θέσει ο Διεθνής Οργανισμός Ναυσιπλοϊας(ΙΜΟ).