Sistemi di ricarica rapida: la tecnologia attuale per

Di Maggie Stagner, ingegnere elettrico, Elliott Bay Design Group, 11 agosto 2023

Man mano che l’impegno verso una navigazione più sostenibile si espande e le normative diventano più rigorose, la domanda per operazioni a basse emissioni continua ad aumentare. Di conseguenza, l’industria marittima si trova ad affrontare la sfida dell’elettrificazione su larga scala come soluzione energetica alternativa.

Per i traghetti elettrici, una tecnologia in via di sviluppo èSistemi di ricarica rapida (RCS) , che trasferiscono l'energia elettrica dalla riva a una nave ad una velocità elevata. Questi sistemi di ricarica stabiliscono rapidamente una connessione nave-terra, fornendo una soluzione di trasferimento di energia per le navi con brevi periodi di attracco.

Mentre l’industria marittima degli Stati Uniti continua ad adattarsi a tecnologie di alimentazione e propulsione più sostenibili e inizia a incorporare lo stoccaggio di energia su scala più ampia, esistono opzioni RCS attive da considerare. In particolare,La Scandinavia ha una quantità significativa di traghetti plug-inin servizio che operano con RCS.

La sfida più significativa associata all'introduzione dell'RCS riguarda i movimenti della nave rispetto al molo. Il sistema deve coprire uno spazio vuoto rispetto all'imbarcazione e mantenere un collegamento elettrico sicuro senza interferire con le operazioni dell'imbarcazione. Di conseguenza, la maggior parte dei sistemi esistenti utilizzano la ritenuta positiva per ridurre al minimo i movimenti del vaso. Lo sviluppo di tali sistemi spesso richiede installazioni sostanziali o modifiche delle infrastrutture a terra. Alcuni traghetti plug-in in Scandinavia sono effettivamente entrati in servizio prima che i corrispondenti sistemi di ricarica finale potessero essere installati. Una fase temporanea di test meccanici può dimostrare la funzionalità del sistema, ritardando i costi dell’infrastruttura elettrica fino alla verifica della soluzione pianificata per l’installazione finale.

Elliott Bay Design Group (EBDG) sta lavorando allo sviluppo di navi plug-in con diversi clienti, tra cui Casco Bay Lines, Washington State Ferries e Water Emergency Transportation Authority. Questi traghetti saranno alcune delle prime navi plug-in nel Nord America, supportando un futuro più sostenibile per la navigazione. Con una vasta gamma di tecnologie in continuo sviluppo, è importante per EBDG fornire un'analisi ingegneristica imparziale che caratterizzi accuratamente le opzioni disponibili per gli armatori e gli operatori delle navi. Alcuni dei fattori chiave che guidano le diverse progettazioni dei sistemi sono le configurazioni delle navi e delle banchine, l'automazione, l'alimentazione requisiti, programma e percorso. I tipi di RCS possono essere genericamente classificati come segue:

Lato tecnologico Stemmann FerryCHARGER. Immagine gentilmente concessa da Will Ayers, EBDG

Realizzare un collegamento sicuro e protetto tra l'imbarcazione e i componenti a terra è di primaria importanza. Tuttavia, spesso si desidera una connessione veloce per massimizzare la durata della ricarica senza influenzare il programma della nave. Il movimento delle navi, inclusa la fluttuazione delle maree, è una sfida da considerare che influisce sulla sicurezza e sulla velocità della connessione.

La maggior parte degli RCS esistenti utilizzano l'ormeggio a ritenuta positiva, in genere un dispositivo di ormeggio automatizzato, per ridurre al minimo i movimenti della nave mentre è in banchina. Sebbene l’ormeggio automatizzato combinato con RCS possa garantire rapidamente connessioni sicure, tali sistemi che si collegano al lato di una nave non sono adatti a una configurazione di attracco finale e potrebbero richiedere ampie modifiche all’infrastruttura.

Il caricamento ad arco, una configurazione alternativa del sistema, può essere montato su una struttura fissa o sulla rampa del veicolo. Questi RCS potrebbero non richiedere restrizioni positive e potrebbero ridurre l’entità delle modifiche infrastrutturali necessarie.

Un'altra possibile soluzione è aha dato RCS . La gru offre un'ampia gamma di punti di connessione attraverso un braccio rotante in grado di regolare la posizione verticale e orizzontale, semplificando potenzialmente le modalità di ormeggio. Sebbene una gru manuale possa ridurre la durata della carica aumentando il tempo di connessione, questa soluzione relativamente semplice potrebbe fornire energia sufficiente a un’imbarcazione con bassi requisiti energetici.