Marine & Offshore

Elektrische aandrijving

Volgens de Conferentie van de Verenigde Naties voor Handel en Ontwikkeling vervoert het schip ongeveer 80 procent van alle goederen ter wereld. En het vervoer over de oceanen zal de komende jaren blijven toenemen – met 3,8 procent per jaar tot 2022. Schepen produceren echter een enorme hoeveelheid uitlaatgassen, zoals zwaveloxiden, stikstofoxiden, roetdeeltjes en zwevende deeltjes, alsmede kooldioxide (CO2). De meeste container- en cruiseschepen, olietankers en vrachtschepen varen op zware dieselolie. En ze verbruiken er enorme hoeveelheden van: de 90.000 schepen wereldwijd verbranden samen 370 miljoen ton brandstof per jaar – en produceren 20 miljoen ton zwaveloxide. Daarom is elektrificatie noodzakelijk om deze zware verontreinigende stoffen uit de scheepvaart te verwijderen.

Drie hoofdstromen van scheepselektrificatie:

• Diesel-elektrische aandrijving: dieselgeneratoren produceren de elektriciteit. De elektriciteit drijft de elektromotor aan die de scheepsschroef in beweging brengt.
• Hybride aandrijving: Naast de verbrandingsmotor zijn er batterijen aan boord. Enerzijds kunnen zij voor korte tijd extra worden ingeschakeld als een vermogenspiek vereist is. Anderzijds kunnen zij overtollige energie, bijvoorbeeld van de dieselgenerator, opslaan. Hierdoor zou het schip een tijdje alleen op elektriciteit kunnen draaien.
• Volledig elektrische aandrijving: Er is geen verbrandingsmotor aan boord, alle energie komt uit batterijen.

Bron: Infineon

Kathodische corrosiebescherming

Kathodische corrosiebescherming in marineschepen wordt ook gevoed door programmeerbare gelijkstroomvoedingen om aantasting van de stalen romp van het schip te voorkomen. Kathodische bescherming op schepen wordt vaak geïmplementeerd door galvanische anodes op de romp en ICCP voor grotere schepen. Aangezien schepen regelmatig uit het water worden gehaald voor inspectie en onderhoud, is het vervangen van de galvanische anodes een eenvoudige taak. Galvanische anoden hebben gewoonlijk een zodanige vorm dat de weerstand in het water wordt verminderd en liggen vlak tegen de romp om de weerstand te minimaliseren.

Kleinere vaartuigen met een niet-metalen romp, zoals jachten, zijn uitgerust met galvanische anodes om gebieden zoals buitenboordmotoren te beschermen. Zoals bij elke galvanische kathodische bescherming berust ook deze toepassing op een solide elektrische verbinding tussen de anode en het te beschermen object. Voor ICCP op schepen worden de anoden gewoonlijk gemaakt van een relatief inert materiaal zoals geplatineerd titanium. Een gelijkstroomvoeding wordt in het schip aangebracht en de anoden worden aan de buitenkant van de romp gemonteerd.

De anodekabels worden via een knelfitting in het schip gevoerd en naar de gelijkstroombron geleid. De negatieve voedingskabel wordt gewoon aan de romp bevestigd om het circuit te voltooien. De ICCP-anoden van schepen zijn verzonken gemonteerd om de effecten van de weerstand op het schip te minimaliseren en bevinden zich ten minste 5 voet onder de zwakke lastlijn in een gebied waar mechanische schade wordt vermeden. De voor bescherming vereiste stroomdichtheid is een functie van de snelheid en wordt in aanmerking genomen bij de keuze van de stroomcapaciteit en de plaats van de anode-opstelling op de romp.

Sommige vaartuigen kunnen een speciale behandeling vereisen, b.v. aluminium rompen met stalen bevestigingsmiddelen creëren een elektrochemische cel waarin de aluminium romp als een galvanische anode fungeert en de corrosie wordt versterkt. In dergelijke gevallen kunnen galvanische anoden van aluminium of zink worden gebruikt om het potentiaalverschil tussen de aluminium romp en het stalen binnenwerk te compenseren. Als de stalen steunen groot zijn, kunnen meerdere galvanische anoden nodig zijn, of zelfs een klein ICCP-systeem.

Bron: Wikipedia

Magnetisch demagnetiseren

Een schip met een stalen romp is als een reusachtige drijvende magneet omgeven door een groot magnetisch veld. Als het schip door het water beweegt, beweegt dit veld ook en voegt het toe aan of onttrekt het af van het magnetische veld van de aarde. Door het verstorende effect op het magnetische veld van de aarde kan het schip dienen als trigger voor magnetisch gevoelige apparatuur die ontworpen is om deze verstoringen op te sporen. Het degaussing-systeem wordt aan boord van het schip geïnstalleerd om het effect van het schip op het magnetisch veld van de aarde te verminderen. Om dit te bereiken wordt de verandering van het aardmagnetisch veld rond de romp “opgeheven” door de elektrische stroom te regelen die door demagnetiserende spoelen loopt die op specifieke punten in de romp zijn gewikkeld. Dit vermindert dan weer de kans dat magnetisch gevoelige wapens of apparaten worden gedetecteerd.

Zeemijn – Detecteren van de magnetische signatuur van het schip

Moderne mijnen beïnvloeden de oceaan door magnetische interferentie van een schip in het magnetisch veld van de aarde te detecteren. Dit wordt de magnetische handtekening van het schip genoemd. Deze signatuur is de belangrijkste invloed die wordt gebruikt om de zeemijn of torpedo te activeren. Indien de handtekening wordt gedetecteerd en geanalyseerd, dan wordt het schip geïdentificeerd en wordt het magnetische signaal een trigger voor torpedo of mijnexplosie en geeft het een positie en categorisering (hoofdzakelijk onderzeeër). Om deze dreiging tot een minimum te beperken, is het schip uitgerust met een ingebouwd degaussing-systeem (DG). DG vermindert de signatuur met een spelingveld dat wordt opgewekt door een spelsysteem dat is aangesloten op de lusspoel eindversterker.

Bron : Polyamp: Degaussing-systemen

Geëlektrificeerde onderzeeër

De polymeer elektrolyt membraan (PEM) brandstofcellen van Siemens Marine zijn de toekomst van elektrische energieopwekking in onderzeeërs, zonder de noodzaak van buitenlucht. Aangezien de cellen alleen waterstof en zuurstof als brandstof nodig hebben, kan de duiktijd aanzienlijk worden verlengd. Dit maakt onderzeeërs die zijn uitgerust met deze lage-temperatuurbrandstofcellen veel beter dan conventionele onderzeeërs, die relatief vaak aan de oppervlakte moeten komen om hun batterijen op te laden. Deze nieuwe ontwerpen zijn veel efficiënter en stoten geen uitlaatgassen uit. Dankzij het elektrochemische werkingsmechanisme, waarbij naast elektriciteit alleen water en warmte worden geproduceerd, produceert de PEM-brandstofcel geen lawaai. Hun robuuste, niet-magnetische ontwerp met lage signatuur is speciaal ontworpen voor langdurig gebruik en heeft een verwachte levensduur van vele jaren – en dat alles in een effectief en betaalbaar pakket voor levenscyclusondersteuning.

Bron: Siemens