Инженеры разработали новую магнитную систему для беспроводной зарядки электрических судов в море. Разработка, которую возглавили судостроительная компания Vard и исследовательский институт SINTEF, заменяет уязвимые медные контакты индуктивной зарядкой.
С их помощью электрическое сервисное судно заряжается с помощью новой индуктивной системы — в открытом море и с использованием энергии ветровой турбины. Электромобили уже имеют сети зарядных станций вдоль всех основных дорог, однако морская индустрия до сих пор не имеет эффективной оффшорной зарядной инфраструктуры.
Норвежские исследователи из SINTEF и судостроительная компания Vard разработали индуктивную (магнитную) систему зарядки, предназначенную для питания электрических судов непосредственно в море. Проект решает проблему суровых условий оффшорной среды, используя герметизированные магнитные катушки вместо металлических разъемов.
«Мы рассмотрели много решений в этой сфере», — сказал старший научный сотрудник SINTEF Джузеппе Гвиди.
Сначала технологию планируют применять для судов обслуживания ветровых электростанций (SOV) и судов снабжения для нефтяной отрасли (PSV), но Vard видит ее потенциал как основу зарядной инфраструктуры вдоль всего побережья Норвегии.
«Мы протестировали возможное решение, которое работает почти как обычный электрический контакт. Но мы можем избежать всех проблем, поскольку передаем энергию индуктивно, герметизируя сам разъем в материалах, выдерживающих практически любые условия», — добавил Гвиди.
Традиционные системы с физическими разъемами страдают от механического износа, коррозии из-за соленой воды и высоких затрат на обслуживание, что делает их ненадежными в море. Проект Ocean Charger упрощает оффшорную зарядку, заменяя уязвимые металлические контакты на магнитную систему типа «plug-and-play».
Индуктивная технология позволяет заряжать электрические суда — в частности сервисные корабли для ветровых электростанций и снабженческие суда — непосредственно в море через герметизированные катушки, устойчивые к соли и коррозии.
«Движение и износ делают зарядку в море сложной при использовании классического контактного соединения. Механический износ, коррозия и сложное обслуживание повышают риски и затраты», — сказал Говард Воллсет Лиен из Vard, руководитель крупного проекта Ocean Charger.
Система устраняет потребность судов с электрическим приводом возвращаться в порт для подзарядки, что делает морскую зарядку такой же простой, как заправка автомобиля на трассе. Используя магнитные поля, система передает энергию без физического металлического контакта, защищая компоненты от агрессивной морской среды.
Конструкция предусматривает водонепроницаемые герметичные катушки как на зарядной станции, так и на судне, которые не подвергаются воздействию соли или водорослей. Такой подход «чашка в подстаканнике» обеспечивает надежное соединение, которое устраняет риски деградации оборудования в морских условиях.
«Не нужно будет точно опускать разъем в приемное отверстие. Это почти как поставить чашку в подстаканник. Она подойдет независимо от того, как ее повернуть. Очень просто и удобно», — сказал Гвиди.
Хотя концепция беспроводной зарядки выглядит простой, она базируется на сложной технической цепи преобразования энергии. Электроэнергия проходит несколько этапов трансформации: от высоковольтного постоянного тока до высокочастотных магнитных полей, которые затем принимаются и стабилизируются на борту судна. Этот многоступенчатый процесс обеспечивает безопасную и эффективную подачу энергии к аккумуляторам.
СпецпроектыRB24: що вміє застосунок РАДАБАНКу і чи варто його спробуватиHighload: як команда готується до пікових подій. Найкращі практики від SharksCode
До этого момента электрические оффшорные суда оказывались в замкнутом круге: чтобы зарядиться, им нужно было возвращаться в порт, тратя значительную часть только что полученной энергии только на обратный путь.
«Ocean Charger меняет эту логику, устанавливая магнитные «подстаканники» непосредственно на ветровых турбинах или оффшорных подстанциях, позволяя судам заряжаться прямо на месте работы», — отмечают Interesting Engineering.
Исследователи сосредоточились на электромагнитном дизайне, оптимизируя намотку катушек и материалы для передачи большой мощности на суда через компактную поверхность. Кроме того, интеллектуальная система управления координирует процесс, обеспечивая максимальную эффективность и минимальные потери энергии.
Подобные системы индуктивной передачи энергии для транспорта уже тестировались в других отраслях, в частности в городском электротранспорте и портовой инфраструктуре, где бесконтактная зарядка рассматривается как способ уменьшения износа оборудования и простоев. В морском секторе параллельно с этим развивается концепция берегового питания судов (shore power), когда корабли во время стоянки подключаются к электросети порта, однако оффшорная зарядка в открытом море остается значительно сложнее из-за требований к мощности, стабильности магнитного поля и потерь энергии на больших дистанциях.
Стартап из Сан-Франциско хочет разместить ЦОД в морских ветровых турбинах
Источник: Interesting Engineering
