Аккумуляторный и гибридный привод на судах

«Аккумуляторный привод» означает, что электрическая энергия накапливается в аккумуляторах и используется для движения судна. На судне с аккумуляторным электроприводом электродвигатели вращают гребные винты. Гибридная силовая установка сочетает аккумулятор как минимум ещё с одним источником энергии или дополнительным способом передачи мощности — например, с двигателем внутреннего сгорания и генератором.

Полностью электрический и гибридный привод

При аккумуляторном электроприводе тяговый двигатель получает энергию от аккумуляторов; электричество также требуется для работы судовых потребителей. Система управления энергией распределяет и контролирует электроэнергию. Аккумулятор служит накопителем и должен быть предварительно заряжен — например, от подходящего внешнего источника питания или с помощью судовых генераторов в гибридной системе.

В дизель-электрической системе двигатель вращает генератор, который вырабатывает электричество для тяговых электродвигателей. Гибридная система может также включать аккумуляторы в ту же систему энергоснабжения. Компания Wärtsilä описывает как дизель-механические схемы с редуктором PTO/PTI, который может использовать мощность двигателя для выработки электричества или при необходимости передавать электрическую мощность на гребной винт, так и дизель-электрические варианты с генераторами, электроприводами и накопителем энергии. Таким образом, термин «гибридный» не означает единственную строго определённую конструкцию.

Режимы работы зависят от системы

Система управления энергией может регулировать поток мощности между двигателями, генераторами и аккумулятором. В одном из примеров системы Wärtsilä аккумулятор сглаживает кратковременные колебания нагрузки, позволяя генераторам работать более равномерно. Кроме того, аккумулятор может кратковременно обеспечивать дополнительную мощность или — если это предусмотрено конструкцией — временно снабжать судно энергией при малой скорости хода или в порту. Продолжительность работы в таком режиме ограничена запасом энергии и уровнем потребления.

Доступные судну режимы работы зависят от конкретной архитектуры системы, ёмкости аккумулятора, генераторов, силовой электроники и системы управления. По одному лишь слову «гибридный» нельзя определить ни дальность плавания, ни продолжительность работы исключительно на электротяге, ни конкретный уровень снижения расхода топлива и выбросов.

Различайте источник энергии и привод

Чтобы разобраться в устройстве системы, полезно ответить на два отдельных вопроса: откуда поступает энергия и как она передаётся гребному винту? Аккумулятор накапливает энергию, а электродвигатель преобразует электрический ток в движение. Поэтому судно может иметь электрический привод, даже если электричество на борту вырабатывается двигателем внутреннего сгорания через генераторы. Машинное отделение объединяет системы привода и энергоснабжения судна, а береговое подключение — это возможный источник зарядки, но не обязательное условие для работы любой гибридной системы. Обзор компании Wärtsilä, посвящённый гибридным силовым установкам, показывает несколько таких путей передачи энергии.