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丹佛斯變頻器助力丹麥最短的渡船航線成為電池動力先驅!

時間:2019-10-14    作者:津信變頻    點擊:

自1958年以來,丹麥最短的渡船航線就一直是Jutland北部Ven0島的生命線。這條航線風景非常迷人,如今僅需兩分鐘即可跨越17米深的狹窄峽谷。Venø Ferry渡船以30分鐘的間隔往返其間,自2010年以來每年要穿梭36,000次。在長達六年的時間里,它都是使用柴油進行發電和推進,每年需要消耗90,000升燃料。

 

為了削減成本并實現更加可持續的運營,這艘渡船需要能夠減少輔助發電機燃料消耗的解決方案。丹佛斯傳動 (Danfoss Drives)、EPTechnologies、Super B、Hvide Sande Shipyard以及承包商Vest-El通力協作,對渡船進行全面評估并對電池供電和功率轉換進行了廣泛測試,最終為這艘渡船安裝了定制的混合發電系統。


 

柴油動力從以前每天運行19小時

縮短到只需20分鐘

 

在改造前,兩臺柴油輔助發電機用于為酬載、駕駛臺設備、發動機室泵和滅火設備等提供動力。為滿足最壞情況下的動力需求(比如船上著火時),這些發電機的額定容量為2 x 86 kW,而典型載荷為12 kW,燃料消耗非常大(高達300g/ kWh)。為了滿足需求,這些發電機每天需要運行19個小時。

 

而現在,每次穿越Struer與Ven0島之間200米的最短航線時,渡船的電力消耗均由電池組提供。為盡可能延長充電時間,渡船一靠岸,船員就會將電池接入岸電系統。在下一班乘客上船的同時,就能完成電池的充電過程。 

 

船上安裝的電池組容量為88 kWh,只有在電池電量下降時,輔助發電機才會自動啟動對電池進行充電。燃料消耗減少到了209 g/kWh,發電機每天的運行時間大幅縮短到了只有20分鐘!


混合發電系統原理簡圖

在真正對渡船進行更新改造之前,丹佛斯傳動使用測試臺對發電機進行模擬,從而對系統進行了全面的測試。在測試中采用了實際的電池和微電網系統,船舶載荷則由帶負載電阻和電動機的丹佛斯變頻器進行模擬。丹佛斯和EPtechnologies針對經濟效益進行了測算,得到了電池混合動力運行時預計實現的燃料消耗削減效果。


 

渡船電氣設備如今主要由電池供電,并在往返行程之間通過岸電系統為電池充電,這在丹麥尚屬首次。經過2016年從純柴油到混合動力的改造,每年的柴油消耗量減少了20,000L(從90,000L減少到70,000L)。 ——Søren Adsersen, 運營經理

冗余推進系統
這艘首尾同型渡船由兩臺一模一樣的Volvo Penta船用柴油發動機驅動,兩端各有一臺Schottel全回轉推進器(位于各自的發動機室內)。柴油推進系統具有完全的冗余性。


 

混合動力方案的核心

防火電池組和可靠的丹佛斯VACON® NXC變頻器能確保電池供電時的可靠運行。 

 

船上先前的兩臺柴油推進系統仍保留在原位,而電池系統、變壓器和丹佛斯VACON® NXC變頻器則安裝在甲板下面的空閑位置。

 

EPTechnologies提供的Super B電池組符合嚴格的防火安全標準,采用安全性能最高的LiFePO4電池,因此成為該方案的首選。這些電池的設計可確保某個電池單元內的火不會蔓延至其他單元。 

 

此外,在很高的充電循環條件下(1次循環=電池從滿電到完全放電再到恢復滿電),這些電池也能保證很長的使用壽命(10年以上)。

扭虧為盈
 

渡船運營商Struer Municipality多年來一直虧損,而現在每年能節省20,000升柴油,他們終于看到了健康的經濟前景。電池供電系統在八年內即可實現投資回報,后續節省的燃料將會直接提高渡船的收益,在電池壽命周期內預計盈利可達40,000歐元以上。 

 

柴油消耗更少還有另一個直接的好處,那就是有利于減少排放。

 

混合發電系統還有另外一個額外的好處,那就是發動機室通常可以無人值守。由于絕大多數時間內發動機室里都沒有船員,嘈雜的發動機室與外界相連的艙門就可以始終打開。這樣,無需額外的加熱系統,發動機發出的熱量就能夠為整個甲板下層區域供暖,從而在一年六個月的低溫天氣條件下大大節約供暖消耗。 

 

冬季的甲板上寒風凜冽,但是渡船運營經理Søren Adsersen卻始終熱情似火: “這對我們來說是一項巨大的成功。能夠在八年內無需增加任何成本,我們對此非常滿意。”他笑著說。

 

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