Zarządzanie zasilaniem – wzrost wydajności usług nabrzeżnych

10

Odwiedzając dziś prawdopodobnie dowolną przystań jachtową, można zobaczyć jachty podłączone przewodami zasilającymi do nabrzeżnych słupków dystrybucyjnych przy miejscach cumowania. W ten sposób można podłączyć się do mediów, takich jak elektryczność, Internet, telewizja kablowa, telefon i woda, z których jacht może korzystać bez konieczności uruchamiania własnych silników. Umożliwiają one pasażerom korzystanie z przestrzeni mieszkalnej jachtu cumującego w przystani niczym z luksusowego hotelu.

Takie słupki dystrybucyjne mogą zapewniać zaawansowane rozwiązania zgodne z normami morskimi i normami IEC. Elektroniczny pomiar zużycia energii elektrycznej pozwala rejestrować wykorzystanie mediów i umożliwia jego zdalne monitorowanie przez operatora przystani. Funkcje zabezpieczeniowe obwodów mogą obejmować zarówno miniaturowe wyłączniki, jak i wyłączniki różnicowoprądowe, co oznacza, że Użytkownicy są chronieni przed prądem upływowym i ziemnozwarciowym, które na przystaniach zawsze stanowią poważny problem.

Rozdzielnice i układy rozdzielnic elektrycznych niskiego i średniego napięcia występują również w instalacjach o dużo większej skali, przeznaczonych dla kontenerowców, liniowców pasażerskich czy innych statków. Tego typu statki zwykle zużywają na morzu do 100 MW prądu generowanego przez silniki zasilane olejem napędowym lub innym paliwem. Podczas postoju w porcie potrzebują przez całą dobę około 10 MW prądu w celu zapewnienia chłodzenia, ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji oraz oświetlenia, aby umożliwić przygotowywanie posiłków, zapewnienie bezpieczeństwa i świadczenie innych usług. Tego „portowego” zasilania nie mogą zapewnić silniki diesla, ponieważ poziomy emitowanych przez nie zanieczyszczeń w postaci tlenków siarki, tlenków azotu i CO2 powodują, że korzystanie z nich jest zakazane w wielu portach.

Zasilanie z lądu jako atrakcyjna alternatywa

Właściciele statków mają trzy możliwości. Mogą zainstalować Scrubbery, aby poziom emisji spalin z silników diesla mieścił się w ramach ustawowych limitów zanieczyszczeń, przerobić swoje silniki na skroplony gaz ziemny (LNG) lub podczas cumowania w porcie polegać na elektryczności doprowadzanej z lądu. Zasilanie z lądu może być drogie, co zachęca niektórych armatorów do inwestowania w Scrubbery diesla. Jednak nie zawsze jest to proste, gdyż muszą one spełniać wymogi określone w różnorodnych przepisach ustanawianych przez zarządców poszczególnych portów, do których przybija statek.

Przejście na LNG ma swoje zalety, ponieważ powoduje on jedynie emisję CO2 i jest postrzegany jako „bardziej ekologiczny” – co współcześnie stanowi ważny element wizerunku marki operatora. Operatorzy mogą twierdzić, że ich statki pracują ekologicznie przez cały czas, nawet na pełnym morzu. Jednak koszt przejścia na LNG, zwłaszcza przy starszych jednostkach, jest często uznawany za zaporowy.

Ogólnie biorąc, zasilanie z lądu pozostaje bardzo często wybieraną opcją – a coraz częściej jest to konieczność. Porty w Kalifornii i wielu innych częściach Stanów Zjednoczonych już teraz naciskają na korzystanie z zasilania z lądu, a jego stosowanie stanie się obowiązkowe na obszarze UE od roku 2025. Określa to Dyrektywa 2014/94/UE w sprawie rozwoju infrastruktury paliw alternatywnych. Instalacje takie powinny być w szczególności stosowane w portach, w których wartości graniczne jakości powietrza są przekroczone lub gdy istnieją obawy o wysoki poziom uciążliwego hałasu.

Czynniki rozwoju zasilania z lądu

Zakłada się, że w nadchodzących latach zapotrzebowanie statków na zasilanie z lądu i możliwości infrastruktury istotnie wzrosną. Aby zrozumieć ten potencjał wzrostu, warto krótko opisać to, jak najnowsza historia stworzyła warunki panujące obecnie w większości portów. Następnie możemy przyjrzeć się trendom, które prawdopodobnie zwiększą zapotrzebowanie na zasilanie z lądu. Na koniec możemy rozważyć to, jak technologia w rękach odpowiednich integratorów systemów może zapewnić rozwiązania zasilania z lądu, które przygotują porty na wymagania przyszłości związane z mocą, bezpieczeństwem, elastycznością i rentownością.

W latach 2000–2007 nastąpił intensywny wzrost aktywności przemysłu okrętowego, który doprowadził do nadpodaży na światowym rynku transportu okrętowego. Następnie w roku 2008 nadeszła recesja i handel zmalał na tyle, że miało to poważny wpływ na operatorów statków. Wycofywano nowe zamówienia, zaś istniejące statki były wycofywane z eksploatacji w celu ograniczenia kosztów ich bezczynności. Spadła też sama urządzeń dedykowanych na rynek morski.

Obecnie, wraz z ożywieniem gospodarki, trwa ożywienie w portach, a niektóre z nich odczuwają potrzebę rozwoju już teraz, zanim jeszcze miały czas zadziałać dalsze czynniki wzrostu. Trwa poszukiwanie możliwości rozwoju potencjału operacyjnego i zwiększenia rentowności bez kompromisów w dziedzinie bezpieczeństwa.

Jednym z czynników mających wpływ na popyt jest rosnąca popularność statków o napędzie elektrycznym, w których silniki diesla sprzężone mechanicznie z wałem napędowym biegnącym wzdłuż statku zostały zastąpione agregatami prądotwórczymi, które mogą zasilać elektrycznie napędzany system pędnika azymutalnego i steru. Miejsce zaoszczędzone poprzez wyeliminowanie wału napędowego może pomieścić nawet 200 dodatkowych osób i wiele kabin, zwiększając też zapotrzebowanie na zasoby, począwszy od zużycia prądu po przeładowywanie bagażu w porcie. Statki elektryczne mogą być też bardziej ekologiczne dzięki
mniejszemu zużyciu paliwa i obniżeniu poziomu emisji spalin.

Da się też zauważyć tendencję do budowania coraz większych statków. Megastatki mogą mieć taką samą ładowność co trzy mniejsze jednostki bez konieczności zapewniania trzykrotnie liczniejszej załogi czy pokrywania większego zużycia paliwa. Większe statki tworzą zapotrzebowanie na więcej usług nabrzeżnych, począwszy od żurawi i maszyn, aż po zapewnienie zasilania i jego dystrybucji. Wymagają też wyższego napięcia sieci rozdzielczej, z pełną ochroną i systemami sterowania mogącymi obsłużyć zapotrzebowanie na energię w różnych cyklach roboczych wykorzystania zasobów. Tendencja do optymalizacji kosztów eksploatacyjnych doprowadziła także do zmniejszenia liczebności załóg, tworząc większą liczbę skomplikowanych zadań, które wymagają automatyzacji także w porcie.

Gdy stare statki są złomowane, nowe jednostki, które zajmują ich miejsce, budowane są zgodnie z bardziej surowymi normami z uwzględnieniem nadmiarowości układu napędowego, sterowania, nawigacji i innych układów. Jednym z przykładów takich nowych regulacji jest wymaganie dotyczące bezpiecznego powrotu do portu (Safe Return to Port, SRtP) Międzynarodowej Organizacji Morskiej, które obowiązuje w odniesieniu do wszystkich statków pasażerskich o długości 120 m lub więcej, zbudowanych po lipcu 2010 r. SRtP wymaga, aby w przypadku uszkodzenia wszystkie statki były w stanie powrócić do portu i zapewnić podstawowe usługi pasażerom znajdującym się na pokładzie.

Zarówno liczba statków, jak i ich wielkość będą wzrastać w miarę rozwoju szlaków żeglugowych pod wpływem różnych czynników. Dzięki zwiększeniu przepustowości Kanału Sueskiego wzrośnie jego wykorzystanie. W raporcie dotyczącym globalnych tendencji związanych z technologią morską (Global Marine Technology Trends), opracowanym wspólnie przez Lloyds Register, QuinetiQ i Uniwersytet Southampton, przedstawiono przewidywania dotyczące powstawania nowych szlaków morskich prowadzących do Japonii i innych części Azji do 2030 r. Przewiduje się również wzrost liczby ludności Chin i Indii, co spowoduje potrzebę zwiększenia liczby szlaków żeglugowych i transportu morskiego.

Te czynniki wskazują na to, że w przyszłości zagęszczenie dźwigów i przenośników w portach znacznie wzrośnie, a wraz z nim znacząco wzrośnie zużycie energii elektrycznej. Przy takim zatłoczeniu potrzebne są znacznie surowsze wymagania dotyczące bezpieczeństwa. Operatorzy portów stają przed wyzwaniem sprostania tym wymaganiom przy jednoczesnym zmaksymalizowaniu korzyści płynących z możliwości prowadzenia nieprzerwanej dochodowej aktywności, które powstaną w przyszłości.

Bezpieczne, dochodowe i zrównoważone rozwiązania

Producenci, tacy jak Eaton, mogą wnieść znaczący wkład w osiągnięcie tego sukcesu zarówno dzięki oferowanym produktom, jak i doradztwu dla dostawców zewnętrznych. Eaton oferuje rozdzielnice niskiego i średniego napięcia oraz wyłączniki próżniowe (prądu zmiennego i stałego), które emitują mniej zanieczyszczeń, są bezpieczniejsze i bardziej zrównoważone w porównaniu z typem SF6. W regionie europejskim, gdzie zachodzi konieczność zintegrowania zasilania o częstotliwości 50 Hz, które jest dostępne na lądzie, z zasilaniem o częstotliwości 60 Hz stosowanym na pokładzie statków, można dostosować zasilacze UPS firmy Eaton, tak by pełniły rolę przetworników częstotliwości o mocy do 3 MVA oraz skonfigurować przetworniki częstotliwości średniego napięcia ze sprzętem innych producentów.

Eaton może również służyć radą w kwestii wózków do przenoszenia dużych i ciężkich przewodów elektrycznych oraz manewrowania nimi w celu ustawienia ich w odpowiedniej pozycji do podłączenia statku do miejsca cumowania. Co więcej, EATON zapewnia zautomatyzowane systemy i oprogramowanie do obsługi połączenia między lądowymi i pokładowymi systemami zasilania oraz układy zasilaczy UPS chroniące zautomatyzowany sprzęt.

Podsumowując, integratorzy korzystający z produktów Eaton mogą pomóc operatorom portów w stworzeniu bezpieczniejszego, bardziej zrównoważonego i dochodowego środowiska pracy, nawet przy zwiększeniu zatłoczenia i zużycia energii w porcie. Inżynierowie Eaton w różnych placówkach na całym świecie mogą zapewnić skuteczną integrację pomiędzy tymi produktami oraz pomiędzy nimi i sprzętem pochodzącym od podmiotów zewnętrznych, zachowując przy tym zgodność z miejscowymi przepisami prawa dotyczącymi bezpieczeństwa i ochrony środowiska.

Oscar Rivella, kierownik marketingu segmentu Marine i Offshore – Sektor elektryczny Eaton, Region Europy, Bliskiego Wschodu i Afryki

źródło: www.eaton.pl