Integrering av Smart-grid teknologi i skip for å unngå tap av kraft.

Inntoget av diesel-elektriske kraft- og fremdriftssystemer på slutten av 90-tallet har ført med seg store fordeler som maritime fartøy nyter godt av. I stedet for å benytte seg av store dieselmotorer som er direkte koblet til fartøyets propeller gjennom akslinger, og på denne måten måtte ha egne motorer til resterende kraftforsyning ombord i fartøyet, kan diesel-elektrisk fremdrift gjennomføres ved bruk av flere mindre motorer som utgjør den totale kraftforsyningen i fartøyet. Ved smart styring av motorer, relativ kraftetterspørselen, hvor motorene kjører på turtall der forholdet mellom kraft levert og drivstoff brukt er optimalisert, kan man redusere fartøyets totale drivstoff-forbruk betraktelig. I tillegg til redusert forbruk og selektivitet i plassering og dimensjonering av motorer, vil diesel-elektrisk kraftproduksjon øke responstiden for posisjonering ved bruk av elektriske thrustere. Bruken av avanserte (aktive og passive) motorstyringer (drives) i diesel-elektriske skipssystem, og spesielt vekselsstrømsystemer (AC), introduserer harmonisk støy (forurensning) i kraftsystemet. Harmonisk støy bidrar til økt aktivt tap (effekt) så vel som økt reaktiv effekt i systemet. Mye harmonisk støy i et kraftsystem kan føre til flere uheldige hendelser. Eksempelvis kan ulike komponenter gå inn i auto-shutdown modus for å unngå og bli skadet. Øvre grenser for tillatt harmonisk støy i et skipskraftsystem er regulert av klasseselskaper som for eksempel DNV-GL, BV og ABS. Målsettingen i prosjektet har vært å underbygge og bidra til smarte implementasjoner av Power Management systemer som kan realiseres som produkt. Spesielt to punkter er lagt til grunne for doktorgraden: 1. Smart regulering og optimalisering av kraftproduksjon gjennom målinger, estimering og prediksjon av kraftetterspørsel 2. Utvikling av smart harmonisk filtrering i maritime kraftproduksjonssystemer ved bruk av aktive effekt filtre (APF) Disse to punktene er viktige for å oppnå økt miljøgevinst, samtidig som å øke robusthet, pålitelighet og sikkerhet i det elektriske kraftsystemet. Som følge av smart styring av kraftproduksjon, og kansellering/filtrering av harmonisk støy, oppnås redusert forbruk og miljøutslipp.

Prosjektet vil omfatte fremtidens fremdriftssystem for avanserte fartøy. Vi ser at det er kommet mye ny teknologi innenfor kraftproduksjon og styringen av denne. Samtidig er nå batteriteknologien klar nok til å ha praktisk anvendelse i et kraftsystem om b ord i fartøy. Utfordringen i dag er å få ned drivstoff forbruket til et minimum, for samtidig å ha muligheter til å unngå tap av kraft i kritiske situasjoner. Vi ønsker å se på sammenhengen mellom komponenter som f.eks. dieselmotor, elektrisk motor, gener ator, frekvensomformer, batteri og distribusjon, samt styring av de for optimalisering mhp drivstoff, sikkerhet, kost, plass og vekt. Ulstein samarbeider med komponentleverandør på kraftproduksjon og dette dr.ing. studiet vil bidra inn i et etablert samar beid med denne leverandøren Utfordringen i dag er å få ned drivstoff forbruket til et minimum, for samtidig ha muligheter for å unngå tap av kraft i kritiske situasjoner. Vi ønsker å se på sammensetningen av komponenter som f,eks, dieselmotor, generator, elektrisk motor, frekvensomformer, batteri og distribusjon, samt styring av de for å optimalisere dette mhp drivstoff, sikkerhet, kost og vekt.