Hybrydowy napęd morski & Generator wałów (WOM/PTI) Testowanie dekarbonizacji IMO

Dlaczego testowanie generatorów wałów i napędu hybrydowego staje się pilne?

Harmonogram dekarbonizacji żeglugi właśnie został określony. Globalne środki IMO — nowa norma paliwowa oraz globalny mechanizm ustalania cen emisji dwutlenku węgla dla dużych statków oceanicznych — zostały zatwierdzone dla dużych statków oceanicznych powyżej 5,000 tonaż brutto, statki odpowiedzialne za mniej więcej 85% emisji CO2 w żegludze międzynarodowej, z wejściem w życie od 2027 i opłata węglowa obowiązująca od 2028. Taki harmonogram zmusza armatorów do oceny każdej dostępnej dźwigni efektywności, i integrację generatora wałowego — w połączeniu z paliwami alternatywnymi — jest jednym z tych, które można natychmiast wdrożyć: badania pokazują, że integracja generatora wałowego może zmniejszyć całkowite zużycie paliwa o około 0,1–0.5 ton dziennie w zależności od ładunku i rodzaju paliwa, co przekłada się na znaczące roczne oszczędności na statek, przy czym największe korzyści zaobserwowano w połączeniu z paliwami alternatywnymi, takimi jak metanol. Dla operatorów stanowisk testowych, przesuwa to część zapotrzebowania na badania napędu morskiego z walidacji czysto mechanicznego układu napędowego na walidację maszyn elektrycznych i elektroniki mocy zintegrowanych w tym samym układzie napędowym.

Co sprawia, że ​​​​generator wału / Testowanie napędu hybrydowego inaczej

• Przystawka odbioru mocy i przystawka odbioru mocy (WOM/PTI) dwoistość: ta sama maszyna elektryczna musi zostać zatwierdzona jako generator (napędzany silnikiem głównym, zasilanie odbiorników elektrycznych statku) i jako silnik (napędzane elektrycznie, aby wspomagać napęd), często przełączając się między trybami w ramach jednej podróży.
• Mechaniczne sprzęgło z głównym wałem napędowym: w przeciwieństwie do samodzielnego generatora morskiego, generatory wałowe są mechanicznie połączone z główną linią napędową, dlatego należy scharakteryzować interakcję drgań skrętnych pomiędzy generatorem a zespołem wałów, nie tylko maszyna elektryczna w izolacji.
• Interakcja wielopaliwowego silnika głównego: w miarę jak statki korzystają z paliw alternatywnych (metanol, amoniak, LNG) obok systemów generatorów wałowych, zachowanie maszyny elektrycznej w warunkach zależnej od paliwa charakterystyki prędkości i momentu obrotowego silnika głównego wymaga oddzielnej walidacji dla każdego rodzaju paliwa.
• Zasilanie o jakości sieci dla systemów okrętowych: moc dostarczana w trybie generatora musi spełniać te same wymagania dotyczące częstotliwości i stabilności napięcia, co dedykowany generator okrętowy, nawet jeśli porusza się na wale napędowym ze zmienną prędkością.

Podstawowe elementy testowe

1. Jakość mocy w trybie generatora PTO

Sprawdza stabilność napięcia i częstotliwości mocy dostarczanej do systemów elektrycznych statku, gdy maszyna napędzana jest przez silnik główny w normalnym zakresie prędkości.

Kluczowe wskaźniki: dokładność regulacji napięcia/częstotliwości, całkowite zniekształcenie harmoniczne, jakość mocy przy zmianie prędkości obrotowej silnika głównego.

2. Wydajność trybu wspomagania silnika PTI

Sprawdza dostarczanie momentu obrotowego i reakcję, gdy maszyna pracuje jako silnik, zapewniając wspomaganie napędu lub umożliwiając manewrowanie z małą prędkością wyłącznie elektrycznie.

Kluczowe wskaźniki: wspomagają dokładność momentu obrotowego, czas reakcji na polecenia mocy, wydajność w trybie silnikowym.

3. Zachowanie przejścia trybu

Testuje przejście między pracą PTO i PTI pod kątem płynności i braku zakłóceń momentu obrotowego na wale napędowym.

Kluczowe wskaźniki: czas przejścia, wielkość zakłócenia momentu obrotowego podczas przełączania, reakcja układu sterującego.

4. Wibracje skrętne i interakcja układu wałów

Charakteryzuje drgania skrętne przenoszone pomiędzy wałowym generatorem a głównym wałem napędowym w całym zakresie prędkości roboczych.

Kluczowe wskaźniki: amplituda drgań skrętnych według zamówienia, identyfikacja prędkości krytycznej, zachowanie tłumiące.

5. Zależna od paliwa interakcja prędkość/moment obrotowy

Dla statków napędzanych paliwami alternatywnymi, sprawdza zachowanie generatora wałowego w oparciu o charakterystykę prędkości i momentu obrotowego silnika głównego, charakterystyczną dla każdego rodzaju paliwa.

Kluczowe wskaźniki: stabilność mocy wyjściowej generatora w profilach prędkości obrotowej silnika dostosowanych do danego paliwa, delta efektywności pomiędzy konfiguracjami paliwowymi.

6. Walidacja wydajności i oszczędności paliwa

Uruchamia reprezentatywne profile obciążenia podczas podróży, aby określić ilościowo rzeczywiste oszczędności paliwa uzyskane przez system generatora wałowego w porównaniu z wartością bazową bez niego.

Kluczowe wskaźniki: delta zużycia paliwa (ton/dzień), wzrost wydajności w całym profilu obciążenia, rachunkowość energetyczna uwzględniająca zwrot kosztów.

Co to oznacza dla wyboru stanowiska testowego

Testowanie generatorów wałowych i hybrydowego napędu morskiego wymaga stanowiska testowego, które może napędzać maszynę elektryczną dwukierunkowo — zarówno jako obciążenie (symulowanie trybu generatora PTO względem napędu głównego silnika) i źródło (symulowanie trybu wspomagania silnika PTI) — w połączeniu z oprzyrządowaniem zapewniającym jakość energii, zdolnym do walidacji mocy elektrycznej na poziomie statku i możliwością pomiaru skręcania, aby uchwycić interakcję wał-zespół, czego nigdy nie udałoby się zaobserwować na samodzielnym stanowisku testowym generatora. Biorąc pod uwagę harmonogram zgodności IMO w 2027 r–2028, stoczniowcy i dostawcy sprzętu oceniający modernizację napędu hybrydowego lub programy nowej budowy mają zawężające się okno na walidację projektów. Jeśli określasz zdolność testową generatora wałowego lub hybrydowych morskich systemów napędowych, porozmawiaj z naszym zespołem inżynierów o konfiguracjach hamowni dwukierunkowej dostosowanych do walidacji PTO/PTI.