Scheepvaart & offshore
Test nu nog sneller
Het elektrische voedingssysteem van schepen is lange tijd gebaseerd geweest op wisselstroomsystemen (AC). Net als in de luchtvaart beginnen scheepsingenieurs echter vraagtekens te zetten bij de efficiëntie van het elektrische wisselstroomsysteem dat ooit als vanzelfsprekend werd beschouwd. Ze hebben geprobeerd om een efficiënter en milieuvriendelijker elektriciteitsdistributiesysteem te vinden. In navolging van de trend van auto’s die op batterijen en brandstofcellen rijden, introduceerde de scheepvaartindustrie ondertussen het gelijkstroomsysteem (DC) voor het elektrische distributiesysteem en de aandrijflijn in schepen in combinatie met het AC-boordnet.
Terugwinning van energie: Regeneratieve stroomvoorzieningen en -bronnen
Aangezien fabrikanten van alle soorten mechanische apparatuur streven naar efficiënt energiegebruik, is hernieuwbare energie een belangrijke rol gaan spelen bij het verlagen van de bedrijfskosten. Energieterugwinning wint kinetische energie terug die door een motor wordt gegenereerd bij het stoppen of remmen. Vervolgens moet deze energie in elektriciteit worden omgezet om weer aan het elektriciteitsnet te worden teruggeleverd. Hybride en elektrische voertuigen zijn de meest voor de hand liggende voorbeelden, maar andere toepassingen die vaak moeten stoppen en starten – zoals kranen, liften en spindelaandrijvingen – kunnen ook aanzienlijke hoeveelheden kinetische energie gebruiken voor energieterugwinning.
Dit geldt ook voor elektronische tests. Aangezien energie-efficiëntie van cruciaal belang is voor degenen die hoogwaardige tests uitvoeren, moeten klanten die stroom leveren rekening houden met de eigendomskosten gedurende de levensduur van een product. Deze zijn vaak hoger dan de initiële investering. Tegenwoordig verkopen leveranciers van regeneratieve voedingen en bronnen niet alleen de lage bedrijfskosten van hun oplossingen. Veel nieuwere oplossingen worden ook gekenmerkt door een kleinere voetafdruk, hebben een lage warmteafvoer en maken indruk met minimale onderhoudsvereisten.
De regeneratieve bidirectionele voedingen van EA zijn bij uitstek geschikt voor de scheepvaartindustrie. Dit geldt zowel voor de stroomregelsystemen voor fotovoltaïsche omvormers en back-upbatterijen als voor de onderwaterbatterijtest voor hybride regelsystemen.
Producten gebruikt in Marine & Offshore
LInk naar:PS/PSI Programmeerbare DC Voedingen
Programmeerbare DC-elektronische laboratoriumvoedingen
LInk naar:EL/ELR Programmeerbare DC elektronische belastingen
Programmeerbare DC elektronische belastingen
(Conventioneel en regeneratief)
Toepassingsoplossingen
Elektrische aandrijving
Volgens de Conferentie van de Verenigde Naties voor Handel en Ontwikkeling vervoeren schepen ongeveer 80 procent van alle goederen ter wereld. En het transport 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 fijn stof, evenals kooldioxide (CO2). De meeste container- en cruiseschepen, olietankers en vrachtschepen varen op zware dieselolie. En ze verbruiken enorme hoeveelheden: de 90.000 schepen wereldwijd verbranden samen 370 miljoen ton brandstof per jaar – en produceren 20 miljoen ton zwaveloxide. Elektrificatie is daarom noodzakelijk om deze zware verontreinigende stoffen uit de scheepvaart te verwijderen.
Drie hoofdstromen van elektrificatie van schepen:
- Diesel-elektrische aandrijving: Dieselgeneratoren produceren de elektriciteit. De elektriciteit drijft de elektromotor aan die de scheepsschroef beweegt.
- Hybride aandrijving: Naast de verbrandingsmotor zijn er batterijen aan boord. Aan de ene kant kunnen ze voor korte tijd extra worden ingeschakeld wanneer er een vermogenspiek nodig is. Aan de andere kant kunnen ze overtollige energie opslaan, bijvoorbeeld van de dieselgenerator. Hierdoor zou het schip een tijdje alleen op elektriciteit kunnen varen.
- Volledig elektrische aandrijving: Er is geen verbrandingsmotor aan boord, alle energie komt van accu’s.
Bron: Infineon
EA Voordelen:
- Uitgangsspanning tot 2000V
- Vermogen tot 30 kW
- Parallelle aansluiting tot 2MW
- Hoge vermogensdichtheid
Bescherming tegen kathodische corrosie
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 gerealiseerd 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 eenvoudig om de galvanische anodes te vervangen. Galvanische anodes hebben meestal een vorm om de weerstand in het water te verminderen en liggen gelijk met 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, is deze toepassing afhankelijk van een solide elektrische verbinding tussen de anode en het te beschermen object. Voor ICCP op schepen worden de anoden meestal gemaakt van een relatief inert materiaal zoals geplatineerd titanium. Binnenin het schip is een gelijkstroomvoeding voorzien en de anodes zijn aan de buitenkant van de romp gemonteerd.
De anodekabels worden via een knelkoppeling in het vat gestoken en naar de gelijkstroombron geleid. De negatieve voedingskabel wordt gewoon aan de romp bevestigd om het circuit te voltooien. De ICCP-anoden van schepen worden verzonken gemonteerd om de effecten van weerstand op het schip te minimaliseren en bevinden zich minstens 5 ft onder de zwakke lastlijn in een gebied waar mechanische schade wordt voorkomen. De stroomdichtheid die nodig is voor bescherming is een functie van de snelheid en wordt in aanmerking genomen bij de keuze van de stroomcapaciteit en de positie van de anodeopstelling op de romp.
Voor sommige schepen kan een speciale behandeling nodig zijn, bijv. voor aluminium rompen met stalen bevestigingen wordt een elektrochemische cel gecreëerd waarin de aluminium romp als galvanische anode fungeert en 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 inwendige te compenseren. Als de stalen steunen groot zijn, kunnen meerdere galvanische anodes nodig zijn, of zelfs een klein ICCP-systeem.
Bron: Wikipedia
EA Voordelen:
- Uitgangsspanning tot 2000V
- Vermogen tot 30 kW
- Parallelle aansluiting tot 2MW
Magnetisch demagnetiseren
Een schip met een stalen romp is als een reusachtige drijvende magneet omgeven door een groot magnetisch veld. Wanneer het schip door het water beweegt, beweegt dit veld ook en voegt het iets toe aan of af van het magnetische veld van de aarde. Vanwege het verstorende effect op het magnetische veld van de aarde, kan het schip als trigger dienen voor magnetisch gevoelige apparaten die ontworpen zijn om deze verstoringen te detecteren. Het degaussing-systeem wordt aan boord van het schip geïnstalleerd om het effect van het schip op het magnetische veld van de aarde te verminderen. Om dit te bereiken wordt de verandering in het magnetische veld van de aarde rond de romp “tenietgedaan” door de elektrische stroom te regelen die door demagnetiserende spoelen loopt die op specifieke punten in de romp zijn gewikkeld. Dit verkleint op zijn beurt de kans dat magnetisch gevoelige wapens of apparaten worden gedetecteerd.
EA Voordelen:
- Uitgangsspanning tot 2000V
- Vermogen tot 30 kW
- Parallelle aansluiting tot 2MW
- Hoge vermogensdichtheid
Het volgende illustreert een veelgebruikte techniek waarbij de spoel wordt geactiveerd om de geïnduceerde en permanente verticale componenten van het magnetische veld van het schip (Z-zone) te compenseren. Wanneer het schip van hemisfeer verandert, moet de polariteit van de spoelstroom dynamisch worden aangepast.
Zeemijn – De magnetische handtekening van het schip detecteren
Moderne mijnen beïnvloeden de oceaan door magnetische interferentie van een schip in het magnetische veld van de aarde te detecteren. Dit wordt de magnetische handtekening van het schip genoemd. Deze signatuur is de belangrijkste invloed die gebruikt wordt om de zeemijn of torpedo te activeren. Als de signatuur wordt gedetecteerd en geanalyseerd, dan wordt het vaartuig geïdentificeerd en wordt het magnetische signaal een trigger voor de explosie van torpedo’s of mijnen en geeft het een positie en categorisatie (voornamelijk 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 tegenwerkend veld dat gegenereerd wordt door een spelsysteem dat aangesloten is op de vermogensversterker van de lusspoel.
EA Voordelen:
- Uitgangsspanning tot 2000V
- Vermogen tot 30 kW
- Parallelle aansluiting tot 2MW
- Hoge vermogensdichtheid
Geëlektrificeerde onderzeeër
De polymeer elektrolyt membraan (PEM) brandstofcellen van Siemens Marine zijn de toekomst voor het opwekken van elektrische energie in onderzeeërs, zonder dat er buitenlucht nodig is. Aangezien de cellen alleen waterstof en zuurstof als brandstof nodig hebben, kunnen de duiktijden aanzienlijk worden verlengd. Hierdoor zijn onderzeeërs met deze brandstofcellen voor lage temperaturen veel beter dan conventionele onderzeeërs, die relatief vaak naar de oppervlakte moeten om hun accu’s op te laden. Deze nieuwe ontwerpen zijn veel efficiënter en stoten geen uitlaatgassen uit. Dankzij het elektrochemische werkingsmechanisme, dat naast elektriciteit alleen water en warmte genereert, veroorzaakt de PEM-brandstofcel geen lawaai. Hun robuuste, signatuurarme en niet-magnetische ontwerp is speciaal ontwikkeld voor langdurig gebruik en heeft een verwachte levensduur van vele jaren – en dat alles in een effectief en betaalbaar ondersteuningspakket voor de levenscyclus.
Bron: Siemens
EA Voordelen:
- Uitgangsspanning tot 2000V
- Vermogen tot 30 kW
- Parallelle aansluiting tot 2MW
Verzending
Maritieme kathodische bescherming strekt zich uit tot vele gebieden, zoals aanlegsteigers, havens en offshore-constructies. De verscheidenheid aan verschillende soorten structuren leidt tot een verscheidenheid aan beschermingssystemen. Galvanische anoden hebben de voorkeur, maar ICCP kan vaak ook worden gebruikt. Door de grote verscheidenheid aan geometrie, samenstelling en architectuur van constructies zijn er vaak gespecialiseerde bedrijven nodig om constructiespecifieke kathodische beschermingssystemen te ontwikkelen. Soms hebben mariene constructies een retroactieve wijziging nodig om effectief beschermd te worden.
Bron: Wikipedia
EA Voordelen:
- Uitgangsspanning tot 2000V
- Vermogen tot 30 kW
- Parallelle aansluiting tot 2MW