Ako nabíjať elektrický trajekt, ktorý nikdy nestojí na mieste + test

Obsah

• Trajekt nie je auto pri nabíjacej stanici
• Čo HYPOBATT vytvoril
• Zástrčka, ktorá musí loď prenasledovať
• Výkon v slanom vzduchu
• Dodržať čas, keď sa deň pokazí
• Nabíjanie ako riadenie energie
• Jeden štandard pre mnoho lodí
• Zhrnutie
• Päť otázok: aký typ cestovateľa si? (test)

⇑Trajekt nie je auto pri nabíjacej stanici

Batériové elektrické trajekty sľubujú čistejšie a tichšie plavby. Znižujú emisie aj hluk. Má to však háčik: trajekt sa musí dobíjať počas krátkych zastávok v prístave, a to tak, aby nerušil cestujúcich a nepoškodil svoje batérie.

Prístavy majú vlastné problémy na vyriešenie. Nabíjacie zariadenie si musí poradiť s plavidlami, ktoré sa pohybujú, s obmedzeniami miestnej elektrickej siete aj s tým, že lode nie sú všetky postavené rovnako. Podľa projektu táto práca podporuje stratégiu Medzinárodnej námornej organizácie v oblasti emisií a rozširovanie pobrežného napájania v Európe.

⇑Čo HYPOBATT vytvoril

Projekt HYPOBATT, financovaný z prostriedkov EÚ a koordinovaný výskumným centrom IKERLAN, vyvinul modulárny viacmegawattový nabíjací systém pre elektrické plavidlá. Nie je to jediná zástrčka, ale súbor súčastí, ktoré spolupracujú: automatizované pripojenie, premena energie, riadenie zohľadňujúce stav batérií a digitálne nástroje pre prevádzku prístavu.

Systém sa netestoval iba v laboratóriu. Jeho plnohodnotným námorným prípadom je trajektová linka Norddeich–Norderney, ktorú prevádzkuje spoločnosť Frisia.

⇑Zástrčka, ktorá musí loď prenasledovať

Zaparkovať auto vedľa nabíjačky je jednoduché – auto jednoducho zostane tam, kde je. Trajekt sa k nábrežiu takto presne vyrovnať nedokáže. Endika Bilbao, koordinátor projektu HYPOBATT a vedúci výskumný pracovník oddelenia pre ukladanie energie a výkonovú elektroniku v IKERLAN, opisuje prvú výzvu: „Po prvé, plavidlo nie je pevné: pohyb prílivu, vietor a tolerancie kotvenia neustále menia jeho polohu voči nábrežiu, takže systém sa musí opakovane vyrovnať a pripojiť.“

Inými slovami, nabíjací systém nemôže predpokladať, že loď bude zakaždým presne na rovnakom mieste. Musí svoj cieľ nájsť znova a znova a pri každej návšteve sa spoľahlivo pripojiť.

⇑Výkon v slanom vzduchu

Keď konektor dosiahne loď, najťažšia časť sa nekončí. Automatizovaný konektor musí prenášať vysoký prúd s nízkym odporom, a to v slanom prostredí pri mori. O bezpečnosti spojenia rozhoduje niekoľko vecí:

• kontaktné plochy, ktoré vedú prúd,
• presné vyrovnanie konektora a plavidla,
• komunikácia medzi nabíjačkou a loďou,
• čo najmenej ručných zásahov,
• rýchly štart, aby sa nabíjanie začalo už počas nakladania a vykladania.

Posledný bod nie je detail. Skorší výskum plne elektrických trajektov financovaný z prostriedkov EÚ ukázal, prečo sa musí nabíjanie začať rýchlo, kým cestujúci a vozidlá ešte nastupujú a vystupujú.

⇑Dodržať čas, keď sa deň pokazí

Cestovné poriadky trajektov len zriedka bežia dokonale. Nástup môže trvať dlhšie, manévrovanie môže byť pomalé, počasie sa môže zhoršiť alebo sa prístav zahltí. Rýchlejšie nabíjanie pomáha plavidlu získať späť dosť energie počas bežnej zastávky, takže tieto zdržania nemusia posúvať celý cestovný poriadok.

⇑Nabíjanie ako riadenie energie

Samotná rýchlosť však nie je cieľom. Batérie musia aj vydržať. Bilbao to vyjadruje takto: „Ochrana batérií bola jedným z kľúčových ukazovateľov HYPOBATT a projekt tohto cieľa dosiahol tým, že rýchle nabíjanie pojal ako problém riadenia energie, nie len ako dodávanie najvyššieho možného výkonu.“

V praxi riadenie nabíjačky a digitálne dvojča upravujú nabíjací profil podľa teploty batérie, jej stavu nabitia a výkonu, ktorý sieť dokáže dodať. Trajekt dostane energiu potrebnú pre trasu, pričom sa predíde zbytočnému namáhaniu a strate životnosti batérií.

Niečo získajú aj prevádzkovatelia prístavov: doklady o čase pripojenia, dostupnosti, zlučiteľnosti so sieťou a o tom, ako systém funguje pri skutočnej prevádzke trajektu.

⇑Jeden štandard pre mnoho lodí

V plnohodnotnom námornom prípade HYPOBATT zaviedol priemyselný štandard Megawatt Charging System (MCS). Štandardizované rozhrania a komunikácia sú dôležité, pretože prístavy nemôžu ospravedlniť budovanie samostatnej infraštruktúry pre každé plavidlo či každého prevádzkovateľa. Ako vysvetľuje Bilbao: „Spoločný štandard znižuje investičné riziko, zabraňuje zdvojenej infraštruktúre a umožňuje, aby nabíjacie systémy slúžili rôznym plavidlám a prevádzkovateľom.“

Tento prístup podporuje interoperabilitu, o ktorú usiluje nariadenie EÚ o infraštruktúre pre alternatívne palivá, a dopĺňa nariadenie FuelEU Maritime. Keďže je systém modulárny, nabíjaciu kapacitu možno prispôsobiť aj cestovným poriadkom plavidiel, usporiadaniu prístavov a podmienkam v sieti.

⇑Zhrnutie

HYPOBATT ukazuje, že nabíjanie elektrického trajektu sa týka prevádzky prístavov rovnako ako techniky. Koordináciou nabíjacích okien s obnoviteľnou elektrinou, akumuláciou a ďalšími záťažami prístavu by mohli nabíjačky s vysokým výkonom podporiť zdieľanú infraštruktúru a obchodné modely energetických služieb. Prístavy by sa potom mohli stať energetickými uzlami, vďaka ktorým bude elektrická námorná doprava spoľahlivá, škálovateľná a ľahšie financovateľná.

⇑Päť otázok: aký typ cestovateľa si? (test)