المحركات الكهربائية والهجين هي كسب البخار على الواجهة البحرية

أخبار البحرية • 16 جمادى الأولى 1439

ويرجع قطاع النقل البري إلى حد كبير إلى ثورة التنقل الكهربائي. وتتوقع إحصاءات الصناعة أن مبيعات المركبات الكهربائية سوف تتجاوز سيارات محركات الاحتراق خلال السنوات ال 20 المقبلة. وقد اعتمدت بلدان كثيرة في أوروبا وآسيا بالفعل مواعيد نهائية صارمة للتخلص التدريجي من مبيعات المركبات التي تعمل بالوقود، وتعتزم بعض المدن مثل لندن إبعادها عن طرقها بالكامل. ومن المرجح أيضا أن تمتد نفس القواعد لتشمل مجاريها المائية.

وقد أعلنت بعض أكبر شركات صناعة السيارات في العالم عن خطط لتحويل إنتاجها بالكامل من الاحتراق إلى محركات كهربائية أو هجينة خلال العامين المقبلين. وسوف تنتشر البنية التحتية لإعادة الشحن بسرعة لتلبية الطلب، بنفس الطريقة التي أصبحت بها محطات التعبئة في كل مكان في الأيام الأولى من السيارات. ومن ناحية أخرى، فإن إعادة الشحن ستكون أقل مشكلة في الصناعة البحرية، حيث أن معظم الأحواض والمطاريف لديها بالفعل وصلات على الشاطئ.

في معرض القوارب العمل الدولي الأخير، اشتبكت مارين نيوز مع شركة توركيدو، وهي شركة ألمانية في طليعة جلب التقنيات الكهربائية والهجينة إلى السوق البحرية التجارية الخفيفة.

الأوائل

توركيدو كان في الأعمال التجارية لمدة 13 عاما، في البداية بيع صغيرة أوتبواردس الكهربائية خفيفة الوزن ل ريبس، دينغيز، الزوارق، الزوارق والقوارب العائم. ومع مرور الوقت، زادت الشركة من نطاق حصانها وتعقيد أنظمةها المتكاملة. وهي الآن تجهز اليخوت الترفيهية الكبيرة وقوارب العمل التجارية مع ألواح كهربائية وأنظمة داخلية مع محركات رمح أو جراب، سواء في جميع التكوينات الكهربائية أو الهجينة. يزعم توركيدو أن لديها أكثر من 70،000 المحركات الكهربائية في الخدمة. وتتراوح مجموعة المنتجات من 1 إلى 80 حصان.

عامل الحد الأساسي في التنقل الكهربائية، وفقا ل توركيدو، ليس المحرك الكهربائي ولكن تكنولوجيا تخزين الطاقة. لحسن الحظ، والبطاريات تتحسن كل يوم، مدفوعة مرة أخرى من قبل نطاق السيارات R & D. وتؤكد الشركة أن كثافة الطاقة في البطاريات ستتحسن بنسبة 70 في المئة خلال العامين المقبلين، في حين أن التكلفة من حيث دولار لكل كيلوواط ساعة ستنخفض بمقدار النصف خلال نفس الإطار الزمني. ومن الجدير بالذكر أن توركيدو وقعت اتفاقا مع بي ام دبليو لدمج بطاريات الليثيوم السيارات i3 مارينيزد مع أنظمة ديب بلو.

حالة للكهرباء

هناك حجة مقنعة للدفع الكهربائي - لأنواع محددة من القوارب مع أنماط استخدام محددة. توركيدو نفسه يعترف بأن نظام محرك كهربائي نقية ليست مناسبة حاليا للسفن التي تسير بسرعة عالية لفترات طويلة من الزمن. من ناحية أخرى، يوفر الكهربائية مزايا فريدة من نوعها على أنظمة الغاز أو الديزل لسفن أبطأ مع فترات تشغيل أقصر. والحلول الهجينة - على الرغم من أنها أكثر تكلفة من حيث النفقات الرأسمالية - يمكن أن تدفع قوارب أكبر بسرعات أعلى لأوقات أطول. إعادة شحن الألواح الشمسية يمكن أيضا توسيع نطاق كبير.

وارتفاع رأس المال من الدفع الكهربائي أو الهجين مقابل محرك مماثل يعمل على الوقود الأحفوري يقابله انخفاض أوبيكس. من حيث وفورات الوقود، وانخفاض تكاليف الصيانة وزيادة وقت التشغيل. وعلاوة على ذلك، فإن أسعار الكهرباء أكثر استقرارا من أسعار الوقود، مما يعطي تكاليف أكثر قابلية للتنبؤ. يحسب توركيدو أنه إذا تجاوزت تكاليف الوقود السنوية للقارب 6000 دولار، فإن الدفع الكهربائي سيؤدي إلى عائد استثمار في غضون سنوات قليلة. بعد ذلك، فإن المدخرات تبدأ حقا في ركلة. توركيدو تقدم ضمان بطارية طويلة الأجل لمدة تصل إلى تسع سنوات بعد التكليف، وضمان أن البطاريات سوف تحتفظ على الأقل 80 في المئة من قدرتها الأصلية، حتى لو كانت تستخدم كل يوم. وهناك أيضا فوائد غير ملموسة، مثل صحة الطاقم والركاب، عن طريق الحد من تعرضهم للضوضاء والعادم والاهتزاز والأبخرة.

الممرات المائية المستدامة

وتقوم السلطات البلدية في جميع أنحاء العالم بالبحث بنشاط عن طرق لتنظيف الهواء والبيئة وتحسين نوعية الحياة لمجتمعاتها المحلية. وأحد طرق القيام بذلك هو نقل حركة المرور بين الناس من الطرق المزدحمة إلى الممرات المائية من خلال إنشاء أسطول من العبارات الكهربائية وسيارات الأجرة المائية. بالنسبة لهذه التطبيقات، يمكن للدفع الكهربائي أن يكون بديلا جذابا للوفاء بأهداف الهواء النقي. وقد تم حساب أن محرك واحد واحد 80 حصانا رباعية الأشواط خارجي يضع كميات أكبر من أكاسيد النيتروجين والهيدروكربون كما 350 السيارات، لذلك كهربائيا أساطيل قارب العمل سوف تسهم إسهاما كبيرا في الحد من تلوث الهواء.

ولتلبية هذا الطلب المتزايد، يركز توركيدو على سيارات الأجرة المائية، وقوارب الرحلات، وعبارات الركاب. وتشير الشركة إلى عدد من عمليات النشر الناجحة على مدى الأشهر 12-18 الماضية.

مدينة سان أنطونيو، على سبيل المثال، قد وضعت للتو في خدمة أسطول من 43 قوارب ركاب الكهربائية لنظامها الشهير ريفير والك وسط القناة. أما السفن التي يبلغ طولها 27 قدما، والمصممة من قبل ميتالب والتي بناها قوارب بحيرة ليك، فهي مدفوعة بنظام دفع كهربائي من توركييدو يتكون من 20 حصان كهربائي كهربائي، و 16 بطاريات ليثيوم، مع وصلة طاقة مدمجة في الشاطئ لإعادة الشحن السريع. تتسع مقاعد البوارج حتى 40 راكبا، ويمكن تكوينها للقيام بأدوار متعددة في الجولات والمطاعم وتاكسي الأجرة والمسيرات الترفيهية والمائية. إنهم يبحرون في حوالي أربع عقدة ويمكن أن تعمل عادة ما يصل إلى 12 ساعة دون إعادة شحنها، وفقا لمشغلي السفينة.

تعمل أكبر قارب ركاب كهربائي 100٪ في كندا، الملكة إليزابيث دكتور، على قناة ريدياو ذات المناظر الخلابة في أوتاوا منذ عام 2016. إن قارب الرحلات الذي يبلغ طوله 75 قدم مدعوم من لوحين توركيدو ديب بلو 80hp، أحدهما في أي من الطرفين، قارب طويل جدا أن يستدير في الممر المائي الضيق. السفينة تصل إلى ثماني جولات لمدة 90 دقيقة في 4.5 عقدة يوميا. المشغل تقارير العائد على الاستثمار السريع. كان نظام الطاقة الكهربائية أكثر من 90،000 $ أكثر من ألواح الهواء التي تعمل بالغاز مماثلة، ولكن التكلفة الأصلية أعلى يقابلها 26،000 $ سنويا في انخفاض نفقات التشغيل، مما يعطي نقطة التعادل في 3.5 سنوات.

وبشكل منفصل، أضافت ووترتاكسي روتردام أول سفينة هجينة في أسطولها في عام 2016. ويعمل القارب بمحرك كهربائي توركيدو ديب بلو 80hp، مع نظام متكامل لإدارة الطاقة. مولدات 20KW تبقي البطاريات مشحونة عندما تعمل بسرعة تصل إلى 13.5 عقدة على نهر ميوس في وسط المدينة. ويدعي المشغل أن القارب الجديد أكثر كفاءة بنسبة 70 في المئة من الوقود مقارنة ب 15 سيارة أجرة مائية أخرى في الأسطول.

وفي هولندا أيضا، بدأت أول مركبة لنقل الركاب بالطاقة الشمسية والكهربائية في ميناء هارلينجن في أواخر عام 2017. وللمركب نظام دفع متكامل فريد من نوعه مع اثنين من محركات التحكم في التوجيه توركيدو 8hp التي يتم التحكم فيها بشكل مستقل، وهو مستوى غير عادي من القدرة على المناورة. يمكن أن تكون مدفوعة القارب في زاوية 90 درجة إلى ميناء أو الميمنة، وأداء دائرة 360 في أي من الاتجاهين في طول الخاصة 28 قدم. يتم شحن بطاريات الليثيوم 48V تلقائيا من الألواح الشمسية 12 طبقة رقيقة على السطح، ويمكن للقارب أن يربط في القوة الشاطئية خلال التوقفات للحصول على دفعة إضافية لإعادة الشحن.

معدن ثقيل

توركيدو تصر على أن حجم السفينة والوزن ليست تحديا للدفع الكهربائي. وذلك لأن المحركات الكهربائية لديها منحنى عزم الدوران مسطحة للغاية بالمقارنة مع محركات الاحتراق. يوفر محرك عزم الدوران العالي القدرة على دفع مروحة أكبر بكثير قادرة على دفع الأحمال الثقيلة جدا. ومن الأمثلة على ذلك شركة تعمل بئر تجريف في حفر الحصى الداخلية في ألمانيا. حدد مالك المحجر، كاسبار فايز غمب، النظام الكهربائي الصفر للانبعاثات لجرافاته لتوفير حل أخضر عالي الكفاءة لحماية المياه الجوفية المحلية والحفاظ على نظافة الهواء. أما البارجات التي يبلغ طولها 44 مترا، والتي تنقل الأحمال إلى 120 طنا متريا، فهي مدعومة بنظام توركيدو ديب بلو ذو الجهد العالي. السفينة عادة ما يتحرك حوالي 500-600 متر بسرعة من حوالي 3 عقدة، يفتح أبواب فخ لها، ثم يدفع مرة أخرى والمقابس في أجهزة الشحن - حوالي واحد إلى عشر مرات في اليوم الواحد. وقد قام هذا المالك أيضا بتثبيت ألواح توركيدو الخارجية على قوارب انتهازي تستخدم في إزالة النفايات الثانوية.

(كما نشرت في طبعة يناير 2018 من أخبار البحرية )