TRONDHEIM: Et nytt laboratorium for hybridløsninger hos Marintek i Trondheim skal forske og utvikle batterihybridteknologi. Transnova støtter laben, som er bygget opp som et samarbeid mellom ABB, Marintek og NTNU. Laboratoriet er bygget opp akkurat som et kraftsystem om bord i et dieselelektrisk fartøy, med dieselmotorer, generatorer, elektriske motorer og styringssystemer. Den store forskjellen fra et skip, er at det står en stor batteripakke i en container i kjelleren.
– Mye av dette er relativt nytt for oss, sier senioringeniør Erik Hennie ved Marinteks avdeling for energisystemer og teknisk drift. Han har jobbet med diesel- og gassmotorer i en mannsalder.
Strøm, batterier og skipselektriske systemer er ikke en del av Marintek-avdelingens kjernekompetanse.
Les også: Raser over anbud til dieselferger
Bygger nødvendig kunnskap
– Vi ser at det er en økende interesse for hybrid framdrift, spesielt for enkelte skipstyper. Det er viktig at vi bygger opp kompetansen på dette. Vi er mange som tenker helhetlig og som har stor ekspertise på marine motorer og framdriftssystemer, sier Hennie.
ABB har inngående kunnskap om alt fra landstrøm til elsystemer på skip, elektromotorer, tavler og styringssystemer.
– For oss er det viktig å kunne spille på den store kunnskapsbasen til Marintek og NTNU, sier seniorrådgiver John. O. Lindtjørn i ABBs marine virksomhet.
I laboratoriet skal drivstofforbruket for kjøring med DC-drift sammenlignes med tilsvarende for AC-drift, med og uten batterilager, for å finne hva som er mest energieffektivt. For å etterligne effekten av et AC-anlegg, kjøres
likestrømsanlegget på fast turtall.
Les også: Kan kutte ut to av tre motorer med nytt system
Likestrømsnett
For ABB ligger det et tilleggsmoment i forskningen. Mens ABBs konkurrenter Siemens og Wärtsilä har egne laboratorier for sine hybride diesel-elektriske framdriftssystemer basert på vekselstrøm, vil det i Marinteks lokaler være mye fokus på likestrøm. Hybridløsningen bygger på ABBs norskutviklede likestrøms kraftforsyningssystem, kalt Onboard DC Grid.
I ett år har Myklebusthaug Offshores forsyningsskip Dina Star operert i Nordsjøen med et likestrømsbasert system. ABB «solgte det» inn som et drivstoff- og plassbesparende framdriftsmaskineri. Energibesparelsen oppnås ved at turtallet til dieselmotorene til enhver tid bedre tilpasses kraftbehovet.
– Vi hadde teoretiske beregninger på at Onboard DC Grid, ville bety ti prosent lavere drivstoffbruk ved en gitt operasjonsprofil. De foreløpige resultatene peker i retning av at vi når disse målene. I det nye utviklingsprosjektet ser vi på om batterilager kan øke potensialet ytterligere, sier Lindtjørn.
Erik Hennie tror at Dina Star kan «fintunes» slik at drivstofføkonomien blir enda bedre.
Les også: Nytt spesialskip får norsk kraft
Kjapp ekstrakraft
Offshorefartøy er en åpenbar målgruppe for batterihybridtenkningen. Lindtjørn mener at for eksempel også taubåter og ferger er aktuelle.
– Batterilager kompletterer kraftsystemet gjennom å sørge for at man har ekstra kraft tilgjengelig for å ta toppene i forbruket. Mange operasjoner har behov for mye kraft i en begrenset tidsperiode. Det er egentlig helt vilt å ha enorme motorer for å ta ut 80–90 prosent effekt i bare noen timer i året. Ved å ha en batteribank, er mye kraft tilgjengelig på et blunk, noe som er nyttig i operasjoner hvor kraftbehovet varierer mye, som i dynamisk posisjonering i dårlig vær eller kranoperasjoner, sier han.
Les også: Skangass skal fylle LNG fra skip til skip
Batterier og sikkerhet
I tillegg kan et batteri benyttes til å drive skipets kraftsystem mens det ligger i havn. Det kan også fungere som UPS for hele eller deler av systemet.
Batteribanken kan også brukes som en sikkerhetsbuffer. Det kan settes opp slik at det blir en redundant kraftforsyning. I offshoreindustrien er det mange krav til ekstra sikkerhetssystemer. I stedet for å ha store motorer som går på tomgang som backup, kan en batteripakke ta den oppgaven. Det krever imidlertid omarbeidelse av sikkerhets- og klasseregler.
– Diesel-elektrisk framdrift var en revolusjon i sin tid. Nå kan Onboard DC Grid i kombinasjon med batterilager utgjøre et nytt kvantesprang, hevder Lindtjørn.
Laboratoriet skal benyttes i flere doktorgradsarbeider ved NTNU og Marintek.
Les også:
Her filmes Kerry av norsk drone
Batteriekspert om batterier på skip: – En blindvei
Denne fergen har verken drivstofftanker eller påkjøringsrampe
