混合动力船舶系统 - 瓦锡兰HY

混合动力解决方案提供最优性能,节省燃料

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如何用混合动力船舶解决方案优化油耗

什么是混合动力船舶系统?

船舶混合动力系统将储能系统—船载电池,与传统发动机相结合。其最大优点是可以让发动机在最佳负荷下运行,因为电池能够作为扭矩储备,吸收负荷波动。这可节省燃料,减少温室气体排放。总体上船舶性能更优,发动机将保持更佳状态,从而减少检修需求。

瓦锡兰混合动力/电池系统适用于各种各样领域的应用,包括近海船舶、拖轮、渡轮和商船,以及现有设施的改造。

瓦锡兰混合动力/电池系统适用于各个领域,包括近海工程船、拖轮、渡轮、沿海运输船、建筑物以及现有设施的改造。

瓦锡兰HY是市场领先的混合动力船舶解决方案,可用于新造船和现有船舶改造。改造方案引入HY模块,优化发电机组的运行模式,通过缩短其运行时间来节省燃料。

该混合动力系统可作为“自由动力源”装置的组成部分,例如使用太阳能电池或风力辅助推进。使用混合动力技术和建造更多的混合动力船舶是实现更清洁、更安全、更高效和效益更高的未来的核心。

瓦锡兰HY概览

瓦锡兰HY由专门设计的部件组成——发动机、动力传动和储能系统,也可选配燃料电池。它的“大脑”是能源管理系统EMS,控制着不同能源之间的能量传递。

在瓦锡兰HY中,所有混合动力推进部件都能以最佳方式协同工作。这就是为什么相对于只在推进系统中添加储能装置的解决方案,瓦锡兰HY能提供卓越的集成和控制水平。

配备瓦锡兰HY的混合动力船舶可在不同模式下运行,从而以最佳方式应对不断变化的外界条件,凭借其灵活性,可以节省燃料,让整体性能更为出色。

哪些船舶可以使用瓦锡兰HY?

瓦锡兰HY适用于柴油-机械推进和柴电-电动推进。

各种类型的船舶都能从此混合动力解决方案中受益,包括

  • 客滚渡轮
  • 渡轮
  • 穿梭油轮
  • 平台供应船(PSV)
  • 拖轮
  • 小型散货船
  • 加注船
  • 纯汽车和卡车运输船(PCTC) 
  • 渔船

瓦锡兰将根据每艘船的运行情况来配备和设置混合动力推进系统。

能源管理系统——智能核心

能源管理系统EMS整合并控制船舶上的混合动力推进部件。它是瓦锡兰HY的“大脑”和智能核心。EMS确保动力系统以最佳方式运行。而且它不会对电池进行超过允许范围的充电或放电,从而保障电池的使用寿命。

下面是EMS在混合动力船的最佳运行中发挥关键作用的示例:

即时功率储备。出于安全原因,可能有必要额外运行一台发电机组,例如在动态定位模式下、在机动运行过程或狭窄水域中航行。电池可作为即时功率储备来取代额外的发电机组,因为这台发电机组通常运行负荷很低。

零废气排放的绿色模式。当船舶操作人员选择该模式时,EMS确保所有动力来自储能系统(船载电池)。这将持续到电池电量达到预先设定的最低值。

启动和停止。当发动机以低负荷运转时,EMS确保用于推进的所有动力来自于储能系统。这将持续到电池电量达到预先设定的最低值。然后EMS会自动重启发动机。发动机为船舶提供推进动力,同时也为船载电池充电。

瞬时突加负荷吸收。有可能发生这种情况——船舶需要发动机提供瞬时高扭矩,但发动机不能足够快速地反应,或者这种瞬时负载会使发动机不堪重负,意味着以后维保成本增加。EMS能让电池来帮助承受这种突加负荷,而让发动机在正常承载能力范围内运行。由于电池始终处于连接状态,所以能在以毫秒计的瞬间输出全功率。

系统冷启动。船舶将利用储存在船载电池中的能量来启动,由于不必等待发动机预热,所以收到指令后能马上出航。

削峰填谷。在负荷波动时,储能系统将吸收这种波动,而使发动机能在稳定负荷下运行。

动力提升。当发动机和电池同时供电时,推进系统将获得动力提升。

自动电力后备。EMS中的紧急后备算法模块控制系统中的备用电源。EMS会在需要时自动将其投入使用。这使得在特殊情况下船舶也更加安全地运行。

充电控制。EMS控制电池以其允许的C倍率进行充电。这保障了电池的使用寿命。

瓦锡兰HY混合动力船舶有哪些运行模式?

配备瓦锡兰HY的混合动力船舶可在不同模式下运行,从而以最佳方式应对不断变化的外界条件,凭借其灵活性,可以节省燃料,让整体性能出色。

运行模式

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机械模式
混合模式
电动模式
零排放模式
助推模式
机动运行模式
靠泊模式
主机作为发电机组模式

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瓦锡兰HY——船舶推进的未来

瓦锡兰HY包括许多内置冗余,让发动机运行得以更接近其最佳设计点,远胜过传统解决方案。发动机运行在最佳状态,从而减少减排。

即使发动机负荷发生变化,EMS也能优化其供能,从而节省燃料,提高船舶整体性能。

事实证明,瓦锡兰HY每年可节省25%的燃料。*

* 实际数字取决于船舶类型及其运行状况。

总有一种混合动力船舶解决方案是您的最优解决方案

下面是小型商船混合动力解决方案的两个示例。

方案1。混合动力-+-机械式CPP

混动机械式可调桨与储能系统以及岸电连接搭配。动力由替代燃料产生。这种设置将推进系统和电气系统加以整合。

方案2。混合动力+电机驱动FPP

混合电驱动定距桨与储能系统以及岸电连接搭配。动力由替代燃料所产生。这种设置适用于带有大型永磁电机的直驱式FPP。

瓦锡兰HY应该使用哪种电池和燃料电池?

用于汽车和能源市场的三类电池适合船舶:

  • 镍钴锰酸锂(NMC)电池
  • 磷酸铁锂(LFP)电池
  • 钛酸锂(LTO)电池

这三种电池各有其优缺点。瓦锡兰专家将为每种船舶应用选择最合适的电池类型——就像选择动力传动、发电机、电机和变压器等其他电气元件一样。

现在有一种适合船用的燃料电池类型:质子交换膜(PEM)燃料电池。PEM燃料电池对于使用氢燃料的船舶而言很实用。将PEM燃料电池与其他替代燃料组合使用时需搭配一个重整器,这将使效率下降至普通内燃机水平,不会带来任何益处。 

固体氧化物燃料电池(SOFC)技术正针对船舶应用进行开发,将能使用如甲醇和氨等替代燃料,因此富有前景。

混合动力渡轮

将瓦锡兰HY与瓦锡兰推进方案组合中的最佳选择相结合并加以优化,您可获得理想的渡轮解决方案。该解决方案安静且减排,能满足渡口附近社区的要求。乘客会喜欢更安静的渡轮发动机和更少的振动和烟雾。

事实上,混合动力解决方案允许在港口附近或短途航线上关闭发动机。渡轮将安静运行,没有烟雾,同时保持出色的操纵性能。此外还将大大节省燃料,减少检修需求。

零排放运行——绿色模式,包括 

  • 柴油机机械推进
  • 两个主螺旋桨
  • 艉侧推
  • 储能系统的快速无线充电。

根据燃料和岸电的价格水平,这种配置的估计投资回报时间仅四年左右。

白皮书:混合动力推进塑造滚装/客滚渡轮的未来

混合动力推进是面向未来的渡轮的重要组成部分。

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混合动力散货船 

用于散货船的HY模块是紧凑的集装箱式解决方案,内含一个储能系统。其EMS将优化船上的发电和耗电。例如,可将额外的能源,如太阳能电池板整合到EMS中。然后这些额外能量可馈入电网作为辅助动力。

将外箱置于甲板能为您节省空间,安装还能在不进干船坞的情况下完成。

此混合动力船舶解决方案可使您的船舶将排放量减少达4%。选择用于散货船的HY模块有助于符合法规要求,并确保您的业务拥有更有利可图的未来。

手册:瓦锡兰HY模块用于散货船

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3分钟说清混合动力解决方案

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