Przemysł morski i przybrzeżny
Teraz proszę testować jeszcze szybciej
System zasilania elektrycznego statków od dawna opiera się na systemach prądu przemiennego (AC). Jednak, podobnie jak w lotnictwie, inżynierowie morscy zaczęli kwestionować wydajność systemu elektrycznego prądu przemiennego, który kiedyś był uważany za oczywisty. Próbowali oni znaleźć bardziej wydajny i przyjazny dla środowiska system dystrybucji energii elektrycznej. Podążając za trendem samochodów zasilanych bateriami i ogniwami paliwowymi, przemysł morski wprowadził w międzyczasie system prądu stałego (DC) dla systemu dystrybucji energii elektrycznej i układu napędowego na statkach w połączeniu z siecią pokładową prądu przemiennego.
Odzyskiwanie energii: źródła i zasilacze regeneracyjne
Ponieważ producenci wszelkiego rodzaju urządzeń mechanicznych dążą do efektywnego wykorzystania energii, energia odnawialna odgrywa ważną rolę w obniżaniu kosztów operacyjnych. Odzyskiwanie energii odzyskuje energię kinetyczną generowaną przez silnik podczas zatrzymywania lub hamowania. Wymaga to następnie przekształcenia tej energii w energię elektryczną w celu dostarczenia jej z powrotem do sieci energetycznej. Pojazdy hybrydowe i elektryczne są najbardziej oczywistymi przykładami, ale inne zastosowania, które wymagają częstego zatrzymywania i uruchamiania – takie jak dźwigi, windy i napędy wrzecion – mogą również wykorzystywać znaczne ilości energii kinetycznej do odzyskiwania mocy.
Dotyczy to również testów elektronicznych. Ponieważ wydajność energetyczna ma kluczowe znaczenie dla tych, którzy przeprowadzają testy o wysokiej wydajności, klienci zasilaczy muszą wziąć pod uwagę koszt posiadania w całym okresie użytkowania produktu. Często przewyższają one początkową inwestycję. Obecnie dostawcy zasilaczy regeneracyjnych i źródeł energii nie tylko reklamują niskie koszty operacyjne swoich rozwiązań. Wiele nowszych rozwiązań charakteryzuje się również mniejszą powierzchnią, niskim rozpraszaniem ciepła i minimalnymi wymaganiami konserwacyjnymi.
Dwukierunkowe zasilacze regeneracyjne EA są wyjątkowo odpowiednie dla przemysłu morskiego. Dotyczy to systemów kontroli mocy dla falowników fotowoltaicznych i akumulatorów zapasowych, a także testu akumulatorów podwodnych dla hybrydowych systemów sterowania.
Produkty stosowane w branży morskiej i offshore
Follow a manual added link
Programowalne obciążenia elektroniczne DC
(konwencjonalne i regeneracyjne)
Rozwiązania aplikacyjne
Napęd elektryczny
Według Konferencji Narodów Zjednoczonych ds. Handlu i Rozwoju, statki transportują około 80 procent towarów na świecie. A transport przez oceany będzie nadal wzrastał w nadchodzących latach – o 3,8 procent rocznie do 2022 roku. Statki wytwarzają jednak ogromne ilości gazów spalinowych, takich jak tlenki siarki, tlenki azotu, cząsteczki sadzy i drobny pył, a także dwutlenek węgla (CO2). Większość kontenerowców i statków wycieczkowych, tankowców i statków towarowych jest napędzana ciężkim olejem napędowym. A zużywają go ogromne ilości: 90 000 statków na całym świecie spala łącznie 370 milionów ton paliwa rocznie – i produkuje 20 milionów ton tlenku siarki. Elektryfikacja jest zatem konieczna, aby usunąć te ciężkie zanieczyszczenia z przemysłu żeglugowego.
Trzy główne kierunki elektryfikacji statków:
- Napęd spalinowo-elektryczny: Generatory spalinowe wytwarzają energię elektryczną. Energia elektryczna napędza silnik elektryczny, który porusza śrubą napędową statku.
- Napęd hybrydowy: Oprócz silnika spalinowego na pokładzie znajdują się akumulatory. Z jednej strony można je dodatkowo włączyć na krótki czas, gdy potrzebny jest szczyt mocy. Z drugiej strony mogą one magazynować nadwyżki energii, na przykład z generatora diesla. Pozwoliłoby to statkowi działać przez jakiś czas wyłącznie na energii elektrycznej.
- Napęd w pełni elektryczny: Na pokładzie nie ma silnika spalinowego, cała energia pochodzi z akumulatorów.
Źródło: Infineon
Zalety EA:
- Napięcie wyjściowe do 2000V
- Moc wyjściowa do 30 kW
- Równoległe połączenie do 2 MW
- Wysoka gęstość mocy
Katodowa ochrona przed korozją
Katodowa ochrona antykorozyjna w okrętach wojennych jest również zasilana przez programowalne zasilacze prądu stałego, aby zapobiec zniszczeniu stalowego kadłuba statku. Ochrona katodowa na statkach jest często realizowana za pomocą anod galwanicznych na kadłubie i ICCP na większych statkach. Ponieważ statki są regularnie wyjmowane z wody w celu kontroli i konserwacji, wymiana anod galwanicznych jest prostym zadaniem. Anody galwaniczne mają zwykle kształt zmniejszający opór w wodzie i są zlicowane z kadłubem, aby zminimalizować opór.
Mniejsze statki z niemetalowymi kadłubami, takie jak jachty, są wyposażone w anody galwaniczne do ochrony obszarów takich jak silniki zaburtowe. Podobnie jak w przypadku każdej galwanicznej ochrony katodowej, to zastosowanie opiera się na solidnym połączeniu elektrycznym między anodą a chronionym obiektem. W przypadku ICCP na statkach anody są zwykle wykonane ze stosunkowo obojętnego materiału, takiego jak platynowany tytan. Zasilanie prądem stałym znajduje się wewnątrz statku, a anody są zamontowane na zewnątrz kadłuba.
Kable anodowe są wprowadzane do zbiornika za pomocą złączki zaciskowej i doprowadzane do źródła zasilania prądem stałym. Ujemny kabel zasilający jest po prostu przymocowany do kadłuba, aby zakończyć obwód. Anody ICCP na statku są montowane w jednej płaszczyźnie, aby zminimalizować wpływ oporu na statek i są umieszczone co najmniej 5 stóp poniżej słabej linii ładunkowej w obszarze, aby uniknąć uszkodzeń mechanicznych. Gęstość prądu wymagana do ochrony jest funkcją prędkości i jest brana pod uwagę przy wyborze wydajności prądowej i położenia anody na kadłubie.
Niektóre statki mogą wymagać specjalnego traktowania, np. w przypadku aluminiowych kadłubów ze stalowymi mocowaniami tworzone jest ogniwo elektrochemiczne, w którym aluminiowy kadłub działa jak anoda galwaniczna, co zwiększa korozję. W takich przypadkach można zastosować anody galwaniczne wykonane z aluminium lub cynku, aby skompensować różnicę potencjałów między aluminiowym kadłubem a stalowymi elementami wewnętrznymi. Jeśli stalowe mocowania są duże, konieczne może być zastosowanie wielu anod galwanicznych lub nawet małego systemu ICCP.
Źródło: Wikipedia
Zalety EA:
- Napięcie wyjściowe do 2000V
- Moc wyjściowa do 30 kW
- Równoległe połączenie do 2 MW
Wyciszanie magnetyczne – Demagnetyzacja
Statek ze stalowym kadłubem jest jak gigantyczny pływający magnes otoczony dużym polem magnetycznym. Kiedy statek porusza się po wodzie, pole to również się porusza i dodaje lub odejmuje do ziemskiego pola magnetycznego. Ze względu na zniekształcający wpływ na pole magnetyczne Ziemi, statek może służyć jako wyzwalacz dla magnetycznie czułych urządzeń zaprojektowanych do wykrywania tych zniekształceń. System rozmagnesowujący jest instalowany na pokładzie statku w celu zmniejszenia wpływu statku na ziemskie pole magnetyczne. Aby to osiągnąć, zmiana ziemskiego pola magnetycznego wokół kadłuba jest “niwelowana” poprzez kontrolowanie prądu elektrycznego przepływającego przez cewki rozmagnesowujące nawinięte w określonych punktach wewnątrz kadłuba. To z kolei zmniejsza możliwość wykrycia broni lub urządzeń wrażliwych na działanie pola magnetycznego.
Zalety EA:
- Napięcie wyjściowe do 2000V
- Moc wyjściowa do 30 kW
- Równoległe połączenie do 2 MW
- Wysoka gęstość mocy
Poniżej zilustrowano powszechną technikę, w której cewka jest aktywowana w celu kompensacji indukowanych i stałych składowych pionowych pola magnetycznego statku (strefa Z). Gdy statek zmienia półkule, biegunowość prądu cewki musi być dynamicznie dostosowywana.
Sea Mine – wykrywanie sygnatury magnetycznej statku
Nowoczesne miny wpływają na ocean poprzez wykrywanie zakłóceń magnetycznych ze statku w polu magnetycznym Ziemi. Nazywa się to sygnaturą magnetyczną statku. Sygnatura ta jest głównym czynnikiem wykorzystywanym do uruchomienia miny morskiej lub torpedy. Jeśli sygnatura zostanie wykryta i przeanalizowana, statek zostanie zidentyfikowany, a sygnał magnetyczny stanie się wyzwalaczem dla eksplozji torpedy lub miny oraz poda pozycję i kategoryzację (głównie okręt podwodny). Aby zminimalizować to zagrożenie, statek jest wyposażony we wbudowany system rozmagnesowujący (DG). DG redukuje sygnaturę za pomocą pola przeciwdziałającego generowanego przez system gier podłączony do wzmacniacza mocy cewki pętlowej.
Zalety EA:
- Napięcie wyjściowe do 2000V
- Moc wyjściowa do 30 kW
- Równoległe połączenie do 2 MW
- Wysoka gęstość mocy
Zelektryfikowana łódź podwodna
Ogniwa paliwowe z membraną z elektrolitu polimerowego (PEM) firmy Siemens Marine to przyszłość wytwarzania energii elektrycznej w łodziach podwodnych, bez konieczności korzystania z powietrza zewnętrznego. Ponieważ ogniwa wymagają jedynie wodoru i tlenu jako paliwa, czas nurkowania może zostać znacznie wydłużony. To sprawia, że okręty podwodne wyposażone w te niskotemperaturowe ogniwa paliwowe są znacznie lepsze od konwencjonalnych okrętów podwodnych, które muszą wynurzać się stosunkowo często, aby naładować swoje baterie. Te nowe konstrukcje są znacznie bardziej wydajne i nie emitują żadnych spalin. Dzięki elektrochemicznemu mechanizmowi działania, który oprócz energii elektrycznej generuje jedynie wodę i ciepło, ogniwo paliwowe PEM nie generuje hałasu. Ich solidna, niskopodpisowa i niemagnetyczna konstrukcja została opracowana specjalnie z myślą o długotrwałym użytkowaniu i ma oczekiwaną żywotność przez wiele lat – a wszystko to w skutecznym i niedrogim pakiecie wsparcia cyklu życia.
Źródło: Siemens
Zalety EA:
- Napięcie wyjściowe do 2000V
- Moc wyjściowa do 30 kW
- Równoległe połączenie do 2 MW
Wysyłka
Morska ochrona katodowa obejmuje wiele obszarów, takich jak mola, porty i konstrukcje przybrzeżne. Różnorodność różnych typów struktur prowadzi do różnorodności systemów ochrony. Preferowane są anody galwaniczne, ale często można również stosować ICCP. Ze względu na dużą różnorodność geometrii, składu i architektury konstrukcji, często wymagane jest opracowanie przez wyspecjalizowane firmy systemów ochrony katodowej specyficznych dla danej konstrukcji. Czasami struktury morskie wymagają zmiany z mocą wsteczną, aby były skutecznie chronione.
Źródło: Wikipedia
Zalety EA:
- Napięcie wyjściowe do 2000V
- Moc wyjściowa do 30 kW
- Równoległe połączenie do 2 MW