Reducing operating cost and environmental footprint through energy advisory systems

Prosjektet startet med en idé om å skape et teknologigrunnlag for å redusere energiforbruket om bord nye og eksisterende skip og tilrettelegge for nye miljørettede reguleringer for den lokale og globale maritime industrien. For eksempel er det nå obligatorisk for alle skip å ha en energi-effektiviseringsplan (Ship Energy Efficiency Management Plan, SEEMP) hvor rederi må innføre nye og evaluere operasjonelle tiltak for å redusere drivstofforbruket. Redusert energiforbruk vil dermed bidra til økt profitt, minske karbonfotavtrykket og møte nye reguleringer. Selv om oljen har blitt billigere de siste årene er skipsmarkedet sterkt konkurransedrevet og alle fordeler er viktige. Lavere operasjonelle kostnader er kritisk og kanskje enda mer viktigere i dag enn ved prosjektstart. Prosjektet har bidratt til å skape et grunnlag for et nytt energi rådgivningssystem for skip som overvåker og analyserer fartøy og utstyr om bord for å skape et informasjonsgrunnlag om hvordan man kan minske utslipp og energiforbruk. Rådgivning kan være optimal bruk av fremdriftsutstyr i forskjellige operasjoner, justering av trim og dypgang eller optimal rpm/pitch for propeller. Vi har også sett på forbedrede matematiske modeller og aktiv regulering av funksjoner og innstillinger i forskjellige eksisterende systemer om bord. Dette har resultert i forbedret drivstoffeffektivitet og mindre utslipp uten fysiske modifikasjoner på skipet. Forsknings- og utviklingsaktivitetene har fulgt to hovedlinjer: dataanalyse av skipsytelse og programvareutvikling for automatisk fartøystyring. Hovedaktivitetene har vært: -Utnytte tilgjengelig, intern kunnskap til å skape og forbedre datamodeller av fartøysutstyr og ?systemer for optimal bruk i styrings- og simuleringsapplikasjoner. -Utvikle effektive verktøy for innsamling og analyse av sensordata for å kunne gi øyeblikkelig informasjon til operatør om bord på båt -Analyse av data i land og legge til rette for ekspert analyseverktøy for optimalisering av fartøy og utstyr -Finne metoder for dataanalyse for å optimalisere arbeidsforhold for forskjellige operasjonsprofiler -Finne nye metoder å allokere ønsket kraft mellom propeller og thrustere ved å optimalisere konfigurasjoner og utnyttelse til forskjellige operasjoner -Utvikle energi-effektive automatiske styringssystemer for skipets kurs og posisjon som utnytter værkreftene Prosjektet har tatt initiativ til og støttet flere prosjekter ved Institutt for Teknisk Kybernetikk og Institutt for Marin Teknologi ved Norges Teknisk-Naturvitenskapelige Universitet (NTNU) i Trondheim: -Weather Routing for Offshore Vessels in the North Sea - Solving the Supply Vessel Weather Routing Problem, by Joakim Kjølleberg (2014-15). Department of Marine Technology, NTNU. -Optimal control of controllable pitch controller, by Anders Brevik (2015). Department of Engineering Cybernetics, NTNU -Optimal trim/draft using IMUs, by Lars Roen Hansen (2015). Department of Engineering Cybernetics, NTNU.

Fuel account for the majority of a vessels operating cost and due to high oil prices there is a major commercial incentive to save fuel. At the same time, there is pressure from regulators for shipping to improve its environmental performances. Reducing t he energy consumption will thus improve profitability, cut the environmental footprint and meet new regulations. Rolls-Royce Marine is currently developing energy-efficient vessel equipment such as designs, motors and propulsion systems. But there has bee n little focus on how to use both new and existing equipment in an energy-optimal manner. This project will provide a basis for a Marine Energy Advisory System that monitors and analyzes vessel and on-board equipment usage to provide information on how to minimize emissions and energy consumption while maintaining vessel safety. Specific advice may include propulsion mode optimization, trim adjustment, thrust rate, propeller optimizing, and possible reductions in number of thrusters or generators. It may also be able to offer specific advice on enabling functions and settings in e.g. the dynamic positioning, autopilot or the automation system. Advice can be given before or, with necessary instrumentation, during an operation. The result: improved fuel efficiency and reduced emissions without modifications to the vessel. Data and results will be shared by Rolls-Royce Marine AS and ship owner. This information can be analyzed to improve the energy management system, provide fuel saving details, and impr ove company best practice.