Sejler mod en fuldt elektrisk færge

Den danske ø Ærø, beliggende i Østersøen, er en af ​​de få øer, der ikke er forbundet til fastlandet med en bro. Som resultat, det er afhængigt af bilfærger. Aeroe har også en anden sondring:det sigter mod at blive 100 % CO2-neutral i 2025. Selvom det allerede har gjort store fremskridt i retning af at nå dette mål via en omfattende sol- og vinddrevet infrastruktur, dens afhængighed af konventionelle bil- og passagerfærger er en væsentlig vejspærring.

For at overvinde denne barriere, det EU-finansierede E-ferry-projekt (prototype og fuldskala demonstration af næste generation af 100 % elektrisk drevet færge til passagerer og køretøjer) er ved at designe, bygge og demonstrere en fuldt elektrisk, nul-emission køretøj og passagerfærge. Den topmoderne færge vil kunne sejle 22 sømil (svarende til cirka 40 km) mellem opladning, hvilket er syv gange længere end nogen i øjeblikket opererende elektrisk færge i verden.

For at lære mere, vi satte os sammen med projektkoordinator Trine Heinemann.

Hvad er projektets hovedformål?

Projektet har til formål at vise, at et grønt alternativ kan give økonomisk mening for færgeflåder og give en effektiv service til passagererne. Vores prototype er meget tæt på at blive færdig og vil snart blive sat i drift. Når den er færdig, Jeg tror, ​​vi vil have skabt en fuldt elektrisk færge, der ikke kun erstatter eksisterende elektriske færger med hensyn til tilbagelagt afstand mellem opladning og batterikapacitet, men foreslår også alternative løsninger på nogle af de udfordringer og barrierer, der har afskrækket operatører fra at tage skridtet mod elektrificering.

Hvordan opkræves E-færgen?

Under den daglige drift, færgen lægger kun til i de 20-25 minutter, det tager at laste og aflæse biler, last og passagerer. Det betyder, at det er afgørende, at opladningen påbegyndes hurtigst muligt og fortsætter til allersidste øjeblik, før færgen sejler.

E-færgeladeren kan levere op til 4,4 megawatt (MWh) jævnstrøm til fartøjet og er fuldautomatisk, så opladningen starter, så snart fartøjet er tilsluttet dets dockingrampe. For at imødekomme det faktum, at et fartøjs position i kajen altid er betinget af tidevand, vejrforhold og vægten af ​​dets last, projektet valgte en ladeløsning, der placeres på rampen, frem for på kysten. Da rampen grundlæggende bevæger sig på samme måde som fartøjet, det betyder, at hanstikket på rampen altid skal kunne forbindes med hunstikket på skibet uanset tidevand, vejr eller læsseforhold.

Kan du fortælle os mere om batteriet?

Batteribankens store kapacitet er påkrævet, for at E-færgen kan sejle med en frekvens på op til syv ture om dagen. En sådan 'størrelse op' er ikke et problem for landbaserede batteriinstallationer, men til maritim brug, det introducerer en række udfordringer, der skal løses. For eksempel, batterierne er tunge, og den mere nødvendige kapacitet, jo tungere bliver de. Batterierne ombord på E-færgen vejer omkring 56 tons. Efterhånden som der tilføjes mere vægt, mere energi er nødvendig for at drive skibet.

Hvordan tacklede du spørgsmålet om vægt?

E-færgeprototypen er designet med både vægt- og energibesparelser i tankerne. For eksempel, færgens skrog og overbygning var designet til at reducere modstand både over og under vandlinjen. Resultatet er et langt og relativt slankt fartøj med kompakte passager- og besætningsboliger. Desuden, letvægtsmaterialer er blevet brugt, hvor det er muligt, herunder en aluminiumsbro og dæksmøbler lavet af genbrugspapir. En anden vigtig vægtbesparende foranstaltning kan findes i det specialdesignede elektriske fremdriftssystem, som er ekstremt kompakt og let, vejer kun 750 kg for den største fremdriftsmotor.

Vi er også i stand til at spare betydelig vægt ved at oplade skibets elektriske system med jævnstrøm, snarere end AC/DC, der typisk leveres af et net på land. Imidlertid, batterisystemer, der kører på jævnstrøm, skal konverteres mellem landnettet og selve batterierne, som kræver brug af drev, omformere, filtre og kontroller – som alle traditionelt er placeret ombord på et fartøj. Imidlertid, på E-færgen konverteres strømmen på land og fartøjet lades med DC. Det betyder, at de mange store og tunge komponenter, der kræves til ombygningen, kan placeres på land i stedet for ombord på skibet. giver mulighed for en betydelig vægtbesparelse.

Batterier kan være brandfarlige. Hvordan håndterede du brandrisikoen?

Vi har simpelthen designet et batterisystem specielt til maritim brug. Den har et skumbrandsikringssystem, der automatisk injicerer et organisk skum i en bestemt del af batteriet, når der opstår en termisk hændelse i et af fartøjets 840 batterier. Skummet virker ikke kun til at slukke enhver potentiel brand i det berørte batteri, men også for at køle de omkringliggende batterier ned, så den termiske hændelse ikke spreder sig.

Hvad kan vi forvente, når E-færgen tager til vandet?

Når den er færdig, E-færgen vil repræsentere en vildskiftende tilgang til mellemdistance færgeforbindelser. Først og fremmest, E-færgen forventes at reducere emissionerne med 2, 000 tons CO ₂ , 41, 500 kg NOx og 1, 350 kg SO ₂ årligt sammenlignet med en konventionel færge med samme kapacitet. Det vil også være mere støjsvagt og have et mindre kølvand, dermed yderligere reducere dens miljøpåvirkning og samtidig forbedre livskvaliteten for dem, der bor omkring havne og ikke mindst passagerer og besætningsmedlemmer om bord på færgen.