Home Ηλεκτρισμός Τα νέα ηλεκτρικά… πλοία του μέλλοντος

Τα νέα ηλεκτρικά… πλοία του μέλλοντος

0
0

electric_ferry_jposlΟθόνη αφής αντί για ηλεκτρολογικό πίνακα, συστήματα για κάμερες, συναγερμού, δικτύου υπολογιστών, σύστημα αυτόματης ύδρευσης, αυτόματα καλοριφέρ, φωτισμός χαμηλής κατανάλωσης με led και έλεγχος του κλιματιστικού με μια φωνητική εντολή! Αν όλα αυτά φάνταζαν υπερβολικά πριν από μερικά χρόνια, ενώ τώρα ήδη υπάρχουν σε ορισμένα σπίτια, σκεφτείτε να τηλεμεταφερθούν σε ένα πλοίο, με το οποίο θα μεταβείτε στον αγαπημένο σας προορισμό το καλοκαίρι. Και μάλιστα χωρίς να ακούγεται στα αυτιά σας ο εκκωφαντικός θόρυβος των μηχανών.

Πρόκειται για τα “πράσινα”, πλήρως εξηλεκτρισμένα πλοία του μέλλοντος, που θα φορτίζονται ακόμη και από το ηλεκτρικό δίκτυο του λιμανιού στο οποίο βρίσκονται, θα αξιοποιούν Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας, όπως φωτοβολταϊκά, ή θα χρησιμοποιούν διάφορες μορφές ιστίων για να εκτελούν τα δρομολόγιά τους με ελάχιστους ρύπους. Τέτοια σενάρια μελετούν ερευνητές από το Τμήμα Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου, στοχεύοντας στην εξοικονόμηση καυσίμου στις θαλάσσιες μεταφορές και, όπως αναφέρει στην κυριακάτικη “Αυγή” ο αναπληρωτής καθηγητής του Τμήματος Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου Γιάννης Προυσαλίδης, υπεύθυνος του όλου project, “Είμαστε σε καλό δρόμο, χωρίς όμως να έχει κατασκευαστεί ακόμη κάποιο τέτοιο πλοίο”.

Στο πλαίσιο του προγράμματος DC-Ship (χρηματοδοτείται από το πλαίσιο “ΑΡΙΣΤΕΙΑ” του ΕΣΠΑ) που έχει ξεκινήσει εδώ και μια τριετία περίπου και στο οποίο συντονιστής είναι το ΕΜΠ, οι Έλληνες επιστήμονες σε συνεργασία με Ευρωπαίους συναδέλφους τους ερευνούν μια σειρά από τεχνολογίες για να διαπιστώσουν ποιες από αυτές θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν στα Πλήρως Εξηλεκτρισμένα Πλοία, δηλαδή σε επιβατηγά και φορτηγά σκάφη τα οποία θα καλύπτουν τις ενεργειακές τους ανάγκες αποκλειστικά με ρεύμα.

Χαμηλότερες εκπομπές θορύβων και ρύπων

Σε αυτά τα πλοία του μέλλοντος, οι μηχανές που τον θέτουν σε κίνηση (ντιζελοκινητήρες) πουπεριστρέφουν την προπέλα θα αντικατασταθούν από ηλεκτρικούς κινητήρες. Ηλεκτρική ενέργεια θα χρησιμοποιείται επίσης σε όλες τις διατάξεις κατανάλωσης ισχύος, όπως είναι οι αντλίες, οι συμπιεστές και τα συστήματα ελέγχου, αλλά και ο κλιματισμός. «Το πλήρως εξηλεκτρισμένο πλοίο χαρακτηρίζεται από σημαντικά πλεονεκτήματα, όπως η αυξημένη δυνατότητα ελιγμών, ο ακριβής έλεγχος της ταχύτητας και της θέσης του πλοίου, η εξοικονόμηση χώρου, καθώς και τα χαμηλότερα επίπεδα εκπομπών θορύβου και αέριων ρύπων”, σύμφωνα με τον κ. Προυσαλίδη.

Η μόλυνση του περιβάλλοντος και το φαινόμενο θερμοκηπίου στο οποίο συντελεί και η εκπομπή των καυσαερίων από τα πλοία έχουν οδηγήσει σε αυστηρότερους κανονισμούς σε σχέση με τις εκπομπές ρύπων και την εξοικονόμηση καυσίμου.

Ρεύμα από το λιμάνι!

Με αυτήν την τεχνολογία, το μεγαλύτερο μέρος τής ηλεκτρικής ενέργειας θα είναι αποθηκευμένη στο καράβι, ή θα παράγεται εν πλω και θα δαπανάται για την πλεύση του. Παρά το ότι η ηλεκτροκίνηση είναι σήμερα αρκετά ανεπτυγμένη, αφού εφαρμόζεται ήδη σε αυτοκίνητα και τρένα, στην περίπτωση των πλοίων οι ηλεκτρικές μηχανές θα πρέπει να είναι πολύ πιο ισχυρές.

Ακόμη, η έρευνα στοχεύει και στις μεθόδους που θα εξασφαλίζουν το ρεύμα που χρειάζεται ένα τέτοιο πλοίο. Κατ’ αρχάς, ως προς την αποθήκευση της ενέργειας με την οποία αυτό θα ανεφοδιάζεται όταν θα «πιάνει» λιμάνι και συνδέεται στο ηλεκτρικό δίκτυο, αξιοποιώντας τις πιο πρόσφατες εξελίξεις στον τομέα των ηλεκτρικών μπαταριών. Επειδή οι μπαταρίες δεν μπορούν να εξασφαλίσουν την απαραίτητη αυτονομία σε ένα καράβι, η έρευνα επεκτείνεται επιπλέον και σε ηλεκτρογεννήτριες οι οποίες θα παράγουν ρεύμα εν πλω, «καίγοντας» φυσικό αέριο ή ακόμη και ντίζελ ναυτιλίας, το οποίο όμως θα περνά από κατάλληλες διεργασίες για να απελευθερώνει ελάχιστους ρύπους.

Τα πλεονεκτήματα της διείσδυσης του συνεχούς ρεύματος

Σε αυτό το πλαίσιο μία υποπερίπτωση που τελευταία έχει αρχίσει να έχει ενδιαφέρον είναι η αξιοποίηση τεχνολογίας Συνεχούς Ρεύματος (Direct Current-DC) ιδίως για το δίκτυο διανομής ηλεκτρικής ενέργειας. H συγκεκριμένη τεχνολογία προσφέρει εμφανή πλεονεκτήματα, όπως:

– Ο συνολικά χρησιμοποιούμενος εξοπλισμός είναι μικρότερων διαστάσεων και μικρότερου βάρους.

– Μη κυκλοφορία αέργου ισχύος, με αποτέλεσμα την εξοικονόμηση καυσίμου (που χρησιμοποιείται για την παραγωγή της απαιτούμενης ηλεκτρικής ενέργειας από τις πηγές).

– Ο παραλληλισμός των πηγών ενέργειας είναι ευκολότερος και απλούστερος, όπως επίσης και ο συνδυασμός διαφόρων πηγών ηλεκτρικής ενέργειας φιλικών προς το περιβάλλον (πχ. φωτοβολταϊκά, κυψέλες καυσίμου κ.λπ.) ή αποθήκευσής της (π.χ. μπαταρίες) ή ακόμη και η διασύνδεση με το ηλεκτρικό δίκτυο ξηράς (cold ironing).

– Το συνολικό κόστος εγκατάστασης και λειτουργίας μπορεί να είναι σημαντικά χαμηλότερο από το αντίστοιχο Εναλλασσομένου Ρεύματος.

– Η απόδοση ενός πλοίου υπό μελέτη μπορεί να βελτιωθεί σε σημαντικό βαθμό. Χαρακτηριστικό είναι πώς σε τεχνοοικονομική μελέτη που διεξήχθη, η διάταξη με Συνεχούς Ρεύματος βοηθούσε στην εξοικονόμηση 20% περισσότερου χώρου, ήταν κατά 10% ελαφρύτερη και παρουσίαζε 8% λιγότερες απώλειες σε σύγκριση με την κλασική ηλεκτροπρόωση.

– Είναι δυνατή η δραστική μείωση των εκπομπών ρύπων (μείωση των εκπομπών CO2 και των αερίων θερμοκηπίου).

Συνέντευξη του αναπληρωτή καθηγητή του Τμήματος Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών του ΕΜΠ Γιάννη Προυσαλίδη:

Γ. Προυσαλίδης: “Αλλάζουμε την καρδιά του πλοίου”

Θα μας περιγράψετε εν συντομία ποια είναι η διαφορά ενός πλήρως εξηλεκτρισμένου πλοίου από τα συμβατικά;

Η κύρια διαφορά είναι ότι η κύρια προωστήρια μηχανή είναι ηλεκτρικός κινητήρας αντί κινητήρα εσωτερικής καύσης ή άλλης θερμικής μηχανής. Σημειώνω, ωστόσο, ότι και στις δύο περιπτώσεις η ενέργεια παράγεται κυρίως από καύση κάποιου καυσίμου (π.χ. πετρελαίου, φυσικού αερίου κ.λπ.), ωστόσο στο εξηλεκτρισμένο πλοίο μεσολαβεί η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Επιπλέον, στο πλήρως εξηλεκρισμένο πλοίο, το σύνολο των υποσυστημάτων είναι ηλεκτρικά / ηλεκτρονικά. Με τον τρόπο αυτό το σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας ενός πλοίου καθίσταται η “καρδιά” του, που καθορίζει και τις επιδόσεις του (ταχύτητα και πλεύση, κατανάλωση σε καύσιμο, αποτύπωμα ρύπανσης κ.λπ).

* Πόσα χρόνια εργάζεστε πάνω στη δημιουργία του πλήρως εξηλεκτρισμένου πλοίου; Πιστεύετε ότι είναι υλοποιήσιμο το έργο σας και πότε;

Η ιδέα του έντονου εξηλεκτρισμού είναι σημείο των καιρών (σε όλους τους τομείς διεισδύει η ηλεκτρική ενέργεια και οι ηλεκτρονικοί αυτοματισμοί). Συστηματικά η καλλιέργεια της εν λόγω προσπάθειας ξεκίνησε από το 2010, οπότε και εγκαινιάστηκε ένα Κέντρο Αριστείας με το ευρωπαϊκό έργο Marinelive. Όλα τα πλοία εξηλεκτρίζονται σε σημαντικό βαθμό ούτως ή άλλως, ενώ ήδη εδώ και πέντε και πλέον χρόνια υπάρχουν και πλοία ελληνικών συμφερόντων με ηλεκτρική πρόωση.

* Ποια είναι τα πλεονεκτήματα αυτής της ιδέας;

Κάτω από προϋποθέσεις, το εξηλεκτρισμένο πλοίο μπορεί να είναι πιο αποδοτικό (όσον αφορά χαμηλότερη κατανάλωση καυσίμου και χαμηλότερη ρύπανση για το ίδιο ωφέλιμο έργο) από άλλα σκάφη με εναλλακτικό σχεδιασμό. Επίσης, καθίσταται πιο εύκολη η ενσωμάτωση νέων τεχνολογιών εξοικονόμησης ενέργειας, ήπιες μορφές ενέργειας κ.λπ. Η χρήση τεχνολογίας Συνεχούς Ρεύματος (που αναπτύσσεται ξανά τα τελευταία χρόνια έπειτα από μία -μάλλον- διακοπή μετά τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο) οδηγεί σε πιο αποδοτικά συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας πλοίων.

Υπάρχουν πραγματικά οφέλη για την κοινωνία; Ποια είναι αυτά;

Το άμεσο όφελος είναι η μικρότερη ατμοσφαιρική ρύπανση (σύμφωνα και με τις διεθνείς επιταγές), αλλά και η αυξημένη αξιοπιστία του ενεργειακού συστήματος του πλοίου, επομένως και της αυξημένης αξιοπιστίας του ως μέσο μεταφοράς.

Πηγή: Αυγή