Projecten
Toen Van Tiem werd gevraagd de elektrotechnische installatie aan boord van het passagiersschip Emilie te ontwerpen en te installeren, stond het hele team voor een flinke uitdaging. Hoewel Van Tiem ruime ervaring heeft met het ontwerpen en installeren van diesel-elektrische voortstuwingssystemen, bracht dit project een geheel nieuw niveau van complexiteit met zich mee.
De elektrisch aangedreven thrusters hebben namelijk bijna het dubbele vermogen van wat normaal wordt toegepast, met een indrukwekkende 895 kW per stuk. Daarnaast brengt de implementatie van een 650 kWh batterijopslagsysteem, aanzienlijk groter dan wat Van Tiem normaal toepast, extra technologische uitdagingen met zich mee. Voor Van Tiem is het een primeur om een passagiersschip met deze hybride techniek uit te voeren.” Samenwerking essentieel
De Emilie is een casco dat specifiek is ontwikkeld voor elektrische aandrijving. Zowel wet- en regelgeving als de markt vragen om CO₂-reductie en stillere, schonere schepen. Het realiseren van dit project vroeg niet alleen iets van de engineers, maar ook van de afdeling panelenbouw en de software- engineers. Engineering, panelenbouw en softwareontwikkeling werkten nauw samen om het enorme totaalvermogen en de beperkte ruimte aan boord efficiënt in te richten.
Dankzij 3D-ontwerpen konden we al in een vroeg stadium puzzelen met de componenten en de benodigde ruimte beter inschatten. Vanwege de enorme vermogens wegen sommige onderdelen wel meer dan 500 kilo. Het op de juiste plek krijgen van deze zware componenten in de schakelkasten was een hele operatie voor de werkplaats, en tegelijkertijd is het een uitdaging voor de software engineers en in bedrijfstellers om alles veilig en systematisch in bedrijf te stellen.
Watergekoelde systemen De elektrotechnische panelen van de Emilie bevatten zowel vertrouwde componenten als volledig nieuwe elementen. Door het toepassen van een DC-bussysteem* hebben we het verlies van vermogen zo veel mogelijk beperkt. Ondanks al deze maatregelen en de kwalitatief hoogwaardige materialen, komt er alsnog veel restwarmte vrij. Om deze warmte effectief af te voeren is waar mogelijk gekozen voor watergekoelde systemen.
*Een DC-bus (direct current bus) is in essentie een gelijkstroom verdeelsysteem. Het zorgt ervoor dat er zo min mogelijk stroom omgevormd moet worden en daardoor er zo min mogelijk verlies is.
Voor de Emilie levert Van Tiem Elektro ‘Cool Skids’: koelsystemen die frequentieregelaars en andere warmte-intensieve componenten efficiënt afkoelen. Het water voert de warmte snel af naar het scheepskoelsysteem, waardoor de apparatuur betrouwbaar en veilig blijft werken, zelfs bij het extreme vermogen van de thrusters.
“De werkplaats stond voor een logistieke puzzel: hoe alles in de kasten te monteren, kabelroutes uit te stippelen en voldoende ruimte te behouden voor onderhoud. Door middel van strategisch gebruik van luchtcirculatie en watergekoelde elementen hebben we compacte, veilige en efficiënte panelen gerealiseerd. Samen met de engineers hebben we letterlijk gepuzzeld met het plaatsen van de componenten, terwijl we rekening hielden met regelgeving en onderhoudsvriendelijkheid.”
-Vincent, panelenbouwer
Diesel-elektrische voortstuwing: Efficiëntie en duurzaamheid
Het volledige 400Vac boordnet wordt ook gevoed vanuit hetzelfde, hybride systeem middels meerdere grote grid converters* waardoor ook alle interne systemen profiteren van efficiënt vermogensbeheer. Het resultaat is een schoner, stiller en energie-efficiënter schip.
*Een grid converter is een elektrische omvormer die stroom omzet tussen twee verschillende vormen of systemen van elektriciteit, meestal tussen een gelijkstroom (DC) systeem en een wisselstroom (AC) net, ook wel “grid” genoemd. In scheeps- en energiesystemen wordt het vaak gebruikt om de stroom van batterijen of generatoren geschikt te maken voor gebruik door motoren, apparaten of voor aansluiting op het elektriciteitsnet.
Peakshaving (met het batterijpakket): bij tijdelijke hoge vermogensvraag, zoals boegschroef gebruik, kortstondig varen met hogere snelheid of zware boordnet belastingen starten er géén extra generatoren meer op. Het extra gevraagde vermogen wordt tijdelijk geleverd door het batterijpakket.
Efficiënt terugschakelen: efficiënt terugschakelen: bij lagere snelheid en/of vermogensvraag kunnen één of meerdere generatoren worden uitgeschakeld, en het resterende vermogen wordt gebruikt om de batterijen weer op te laden.
Optimaal generatorgebruik: de diesels die de generatoren aandrijven draaien hierdoor zo veel mogelijk op hun ideale punt van belasting, waardoor brandstofverbruik, warmteproductie en slijtage tot een minimum worden beperkt.
Dit soort systemen, in combinatie met grote batterijpakketten, zal voorlopig de nieuwe standaard zijn. Dankzij de batterijen behoren veel onnodige starts van dieselgeneratoren tot het verleden.
Van techniek naar intuïtief gebruik
Een schip kan nog zo geavanceerd zijn, maar zonder duidelijk inzicht in de techniek heeft de bemanning er weinig aan. Hier komt Arjan in beeld. Hij vertaalt de complexe techniek naar een intuïtief visueel HMI-systeem (human machine interface), waarmee de schipper aan boord eenvoudig kan zien hoe de voortstuwing optimaal werkt. Zo weten ze bijvoorbeeld wanneer batterijen piekvermogen leveren, of welke dieselgeneratoren worden in- of uitgeschakeld. Dit alles functioneert geheel automatisch op basis van gewenste snelheid.
