محركات الأقراص الهجينة: ترسل Siemens الآلات

وليام ستويتشيفسكي • 30 جمادى الثانية 1441

على غرار الأمازون: خدمة الروبوتات مزود فريق التجميع الروبوت. الائتمان: وليام Stoichevski

معركة الروبوت ضد الانبعاثات: تجمع روبوتات سيمنز المفصلية ذات الأحجام المختلفة مداخن البطارية في تروندهايم ، النرويج. الائتمان: وليام Stoichevski

بتشجيع من نجاح برنامج محركات الأقراص الهجينة ، تعمل شركة Siemens في النرويج على أتمتة إنتاج عنصر التمكين الأساسي لتخزين الطاقة البحرية ، وهو بطارية الليثيوم. السوق المستأجرة السفينة المستأجرة ، وأصحاب منصة ، مشغلي العبارات ومالكي السفن هي السوق المستهدفة. جعلت الجامعة التقنية في تروندهايم والتاريخ الحديث لاستضافة شركات تصنيع البطاريات وتكامل النظم من منصة انطلاق للتطبيقات الجديدة التي تتضمن محركات الأقراص والبطاريات BlueDrive Plus C الجديدة.

يتمتع Odd Moen ، رئيس قسم الإستراتيجية وتطوير الأعمال في شركة Siemens النرويجية ، برؤى ثاقبة: "أنت تعلم أن كيلوغرام واحد من سمك القد يكلف سفينة صيد 0.5 ليتر من زيت الوقود البحري لصيد الأسماك" ، كما يقول ، وأصبح تعبيره الخطير أكثر اعتدالًا. "يجب عليك حقًا وضع زجاجة من الزيت (المحرك) على الطاولة مع قنينة من النبيذ." في الواقع ، يُقال إن البصمة الكربونية لسمك القد تبلغ 356 جرامًا من ثاني أكسيد الكربون لكل 0.256 من الأسماك ، وهي إشارة لصيد السمك بقوة الوقود البحري.

ومن وجهة نظره ، يدخلنا Moen إلى مصنع Siemen الجديد تمامًا لصنع أنظمة تخزين الطاقة البحرية ، أو ESS ، في قلب خطة لتجهيز وبيع المزيد من محركات BlueDrive Plus C. يقال إن محرك الأقراص الجديد يعد خيارًا أكثر أمانًا وأكثر ربحية وخضرة لمالكي السفن من جميع السفن باستثناء أكبر السفن. يبلغ عمر المصنع بضعة أسابيع ولكنه يتوقع أن يخدم "سفن النفط والغاز وغيرها من السفن الموجهة نحو المستقبل". قبل عام ، تكتل المصنع ببطاريات باليد (وليس أول من بدأ بهذه الطريقة). الآن ، تقوم الروبوتات بالأعمال الدنيوية المتمثلة في بناء مجموعات من البطاريات من خلف المبارزة المعدنية. العديد من هؤلاء العمال الذين لا يكلون من اللون البرتقالي يكدسون ويدورون في مقطع ثابت.

"نتوقع أن يتضاعف السوق خلال ثلاث سنوات" ، يقول موين لـ Maritime Technology Reporter بينما يعجب آخرون بالآلات البقعة. يعطي إشارة حذرة لالتقاط الصور. بعد كل شيء ، كان صنع ESS البحري في تروندهايم ، وراء الكواليس ، ميدان معركة من نوع ما. من بين شركتين كنديتين ، Corvus و PBES ، لا يزال على Corvus سوى البقاء. تراجعت PBES لتجد الحياة المنتجة من مصنع جديد في ألمانيا.

تكامل متكامل
تتمتع شركة Siemens ، بصفتها تكامل النظام وصانع ESS البحري ، بميزة واضحة في عدم الحاجة إلى الانتظار لإنتاج بطارية مناسبة. نسميها متكامل متكامل. تحتاج إلى تقديم الخدمات في المنطقة المجاورة مباشرة ، أساطيل النرويج الخضراء المتزايدة الطاقة من ROPAX الساحلية العاملة بالبطاريات والسفن البحرية. على نحو متزايد ، يقول موين ، هناك طلبات للعبارات وقائمة متزايدة من أنواع السفن الكبيرة. "هناك عدد قليل من البطاريات تعطي نتائج هائلة. كل ما تحتاجه للسفن الجديدة الضخمة ثمانية أمتار مكعبة من البطاريات. "

لإنتاج هذه في عجلة من أمرها ، أرسلت شركة سيمنز هذه القوات المكونة من 12 روبوت مفصلية ، ثنائية الذراع ومنصة نقالة. كنا من بين أوائل الزوار ، وكانت بعض الروبوتات لا تزال مغطاة في غلاف المصنع. كان الإنتاج الذي يتم التحكم فيه رقميًا - من خلال التحكم في الجودة الباركود في سلسلة القيمة - ما كنا نشاهده ، حيث كانت الروبوتات تحاكي ثنيها وظهورها المثقلة بالأعباء وتحولات الأدوات لحفنة من الفنيين. بالفعل ، يمكن لروبوتات موين إنتاج ما يكفي من البطاريات من 300 إلى 400 عبارة سنوياً.

فيما يتعلق بالمنتج ، نلاحظ أن القنوات الرفيعة المستوى لمبرد البطارية تبدو وكأنها تشير إلى وجود تقنية إنتاج بجودة Siemens من القارة. "ليس الصين؟" نحن نسأل. "لا" ، يأتي الجواب. يواجه موين ، الذي يمتلك بعضًا من الهواء من جراح MASH ، جهودًا لشرح عمليات نقل درجة حرارة الماء والخلايا في بطارية سيمنز الجديدة ، فضلاً عن المراقبة والتحكم اللاسلكيين في هذه الأنظمة. لماذا اللاسلكية؟ يقول: "سيكون عددًا كبيرًا جدًا من كابلات الإشارة غير ذلك". واحدة من هذه الوحدات تزن 60 كيلوجرام ولكن يمكن أن تحل محل "طن" من أجزاء محرك السفينة العملاقة. في الواقع ، تعمل محركات BlueDrive Plus C أيضًا على تمكين طاقة السفينة فقط للبطارية لعبور معابر أقصر.

معركة الروبوت ضد الانبعاثات: تقوم روبوتات Siemens المفصلية ذات الأحجام المختلفة بتجميع مداخن البطارية في تروندهايم ، النرويج.
الائتمان: وليام Stoichevski السلائف
دمج البطاريات في أنظمة الطاقة المدمجة ليس بالأمر الجديد لشركة Siemens. الجديد هو الطلب - العشرات ، وربما المئات من العبارات بالإضافة إلى مجموعة من طلبيات السفن الصغيرة والمتوسطة الحجم - وخط أنابيب للسفن المفاهيم الجديدة.

تعمل الشركة في تروندهايم منذ 110 عام ، ونصف موظفيها البالغ عددهم 600 موظف هم مهندسون (على الرغم من أن الكثيرين ، على الدوام ، سيكونون من مجموعة مهندسة نرويجية متخصصة قديمة قد تكون أكثر تقنيًا من المهندس). ومع ذلك ، فإن موظفي Siemens لديهم الكثير من شهادات الماجستير والدكتوراه الجديدة ، وجامعة NTNU القريبة هي قاعدة توظيف مختلطة. في الخارج ، يشير موين إلى مبنى مطلي باللون الأحمر حيث تقوم الشركة بتطوير الطاقة الكهربائية لتطوير حقول النفط عن بعد تحت سطح البحر. سنوات من تطوير التبديل الكهربائي لشركة Siemens تجعل كل ذلك ممكنًا ، بما في ذلك محركات الأقراص البحرية.

في الواقع ، ظهرت أول سفينة إمداد منصة سيمنز كهربائيا في النرويج في عام 1998 بعد تحد مالك السفينة استغرق ثلاث سنوات للرد. يتذكر موين أنه على الرغم من خفض استهلاك الوقود بنسبة 35 في المائة ، فإن التخلص منه عيوب المورد المكشوفة: "أصبحت كيفية تسريع عملية التعلم في سلسلة التوريد محط اهتمام على طول الطريق ، كما هو الحال مع أول عبارة تعمل بالغاز الطبيعي المسال. لقد قمنا بتسليمها بالإضافة إلى أول سفينة صيد طويلة (هجينة). "

أفضل مع البطاريات
قبل ثلاث سنوات ، قدمت إيدا فريا - "سفينة البناء البحرية الأكثر ملائمة للبيئة" - توفيرًا بنسبة 30 في المائة من الوقود ، على حد قول المستأجر Equinor ، على الرغم من وجود ستة محركات ديزل تقود مراوحها وشحن عبواتها الأربع.

قبل ذلك ، كانت "أول سفينة صيد كهربائية على الإطلاق في العالم" ، وهي التي سمحت بمساحة أكبر لصياد السمك ، وإذا استخدمت في جميع الأسطول ، فسوف تستخدم 180،000 طن من الوقود سنويًا بينما تنبعث منها كمية أقل من ثاني أكسيد الكربون بمقدار 540،000 طن بعد الشحن طوال الليل لنحو ستة يورو ". استخدمت تلك السفينة الأولى المعيار البيئي والاجتماعي (ESS) مع "بطاريات بطاريتي تسلا" لخفض فواتير الوقود بنسبة 90 في المائة (بافتراض أن أسعار الكهرباء تبلغ 1.2 يورو لكل كيلووات / ساعة). "إذا أنتجت الكهرباء في (محطة توليد الكهرباء التي تعمل بالغاز) فلن تكون بالكاد (ملحوظة)."

بالنسبة للوقود الحيوي - "نحن لسنا ضد الوقود الحيوي ، ولكن شراء أسطول الصيد من الحطب للحصول على الوقود يجب أن يهبط بنسبة 50 في المائة من جميع الأشجار التي سقطت حاليًا" ، يقول موين ، مضيفًا ، "تمثل سفن الصيد 17 في المائة من جميع مشتريات الوقود البحري (في النرويج).

كروز رفيعة المستوى
وفي الوقت نفسه ، حصلت شركة Siemens بصفتها شركة تكامل الأنظمة على علامات كاملة لتمكينها من الحصول على لون السفينة Hybrid لعام 2019 ، وهي تقنية Color Hybrid ، حيث تم ضبط نغمة سفن الرحلات البحرية بقدرة تبلغ 5 ميجاوات في الساعة على الدفع بالبطارية عند 12 عقدة. السفينة تمتلك أيضا 20 في المئة أقل من غازات الدفيئة.

أظهر هذا التجسيد الأول لسفن المكونات في نظام هجين سيمنز BlueDrive Plus C الكهربائية يمكن أن تحدث فرقا في السعي على مستوى الصناعة لسفن منخفضة الانبعاثات. بالفعل ، سوف تكون هناك حاجة لملفات التشغيل الخالية من الانبعاثات للتجول في المضايق النرويجية ؛ البخار في عدد من الموانئ الأوروبية أو رقائق المناطق الحرة الانبعاثات.

عند العمل في تلك المناطق ، توفر شركة Siemens عقلاً زائداً للسفن الهجينة "المكون الإضافي" - نظام Siemens Mind Sphere Cloud - توقعات بأوقات الشحن المثلى. تشكل المناطق ذات الطاقة المحدودة (وأسعار الكهرباء المرتفعة عادة) في أوقات معينة جزءًا من تنبؤات الكهرباء التي تتضمن تأثيرات تنبؤات الطقس على توفر الشحن (كما هو الحال في الظروف والإمدادات).

تقنية بطارية BlueVault
بالنسبة لهذا المزود المتكامل ، تتزايد قائمة أنواع السفن. صفوف من خزائن البطارية على عبارة سيارة ستخدم الساحل الغربي للنرويج هي إشارة إلى التكرار في الطاقة اللازمة على امتدادات الساحل المكشوفة.

نظرًا لاستخدام Siemens R&D ، فإن وحدة الطاقة التي تبلغ 6 كيلووات في الساعة تعد دليلًا إضافيًا على أن البطاريات ومحركات الأقراص متوفرة الآن لملفات تعريف تشغيلية مختلفة. تم إخبار مالكي السفن أنهم يمكنهم الحصول على بطاريات أطول عمرًا ودورات شحن أقصر.

يقول موين: "إن البطاريات على وشك أن تصبح ذات أهمية متزايدة بالنسبة للصناعة البحرية" ، مع فتح "لماذا" للتفسير: المنافسة ومناطق التشغيل المقيدة وربما الضمير. ومع ذلك ، فإن عمر النظام - حتى مع انخفاض أسعار البطارية "10 بالمائة سنويًا" - يحتاج إلى تحسين من 80 بالمائة من سعة البطارية التي تبقى عند الإعلان عن "نهاية الاستخدام". ومع هذا ، فإن "حجة التلوث" تذهب إلى "خارج النافذة" ، كما يقول مراقب صناعة محنك. ومع ذلك ، فإن حجة الانبعاثات لا تزال جيدة.

فوائد الهجين
استغرق الأمر سنوات من البحث لتعلم أن محركات الأقراص يمكنها التحكم في الطاقة لتوفير وفورات أفضل للوقود من كل من الغاز الطبيعي المسال ومحركات الوقود المزدوج. كما أثبت مصنع مبارزة الوقود والغاز الطبيعي المسال أنه أكثر تكلفة.

يقترن انخفاض انبعاثات CAPEX وانبعاثات غازات الدفيئة التي يُعتقد أنها مشتقة بواسطة محركات هجينة بزيادة تدريجية في الطاقة المتاحة ، حيث يتم تصنيع محرك احتراق قابل للتعديل لتوفير خرج الطاقة في الوقت المناسب. إنها نقطة بيع للقباطنة ، على الرغم من أن مالكي السفن قد يكونون أكثر دراية بالجانب "أقل البلى" لمحركات الأقراص هذه. كلاهما وسيطات التكلفة ، ولكن كما هو الحال مع ضوضاء أقل ، LNG يقدم هذه الفوائد في المجارف. ومع ذلك ، تمتلك Siemens hybrid tech ، الآن ، ما يزيد عن 40 مرجعًا من العملاء بترتيب أقصر بكثير مما حدث مع زيادة حجم الغاز الطبيعي المسال.

ستحتاج هذه المجموعة الأحدث من التكنولوجيا - بطاريات BlueVault و BlueDrive Plus C - إلى بطاريات أقل. يقول Moen: "ما زلنا نتعلم ، لكننا كنا رواد في استخدام البطاريات" ، وهي إشارة إلى جهود تكامل بطارية Siemens من أستراليا إلى النرويج والتي أسفرت عن 25 إشارة على الأقل من عبارات الركاب ، وهي حجر الزاوية الرئيسي للبطارية. الأعمال الهجين. بعد مرور خمس سنوات ، كان MF Ampere الأول بين سلسلة من المباني الجديدة التي تعمل بالعبّارات وتعديلات التحديث التي دفعتها الحكومة النرويجية حريصة على أخذ زمام المبادرة البحرية الخضراء في العالم.

هناك الكثير على المحك. كشفت دراسة أن حوالي نصف جميع العبارات في النرويج (حوالي 223) يمكن تحويلها إلى كهرباء أو هجينة. توضح لنا الشريحة "موين" أن وفورات سنوية تبلغ 100000 طن من الوقود و 300000 طن من ثاني أكسيد الكربون يمكن استخلاصها إذا أصبحت 127 عبّارة تعمل بالكهرباء والهجين. يقول موين: "لقد فهم السياسيون ذلك" ، مضيفًا أن منطق طاقة البطارية كان واضحًا.

بالطبع ، كما هو الحال مع الهيدروجين ، هناك ثقب صارخ في حجة "هيا بنا نحمل البطاريات الآن" بأكملها ، وهي "سعة الشبكة المنخفضة السائدة للشحن".

يحذر موين من أن "جميع غسالات الصحون (المحلية) ستخرج" ، موضحةً أنه "تقليديًا ، يجب أن تقوم بترقية خطوط النقل ، لكن وضع البطاريات في أكواخ على الرصيف سيمكن شحن البطاريات من الطاقة المتاحة ثم نقلها إلى ( العبارة). تستخدم الشبكة الذكية الشبكة الحالية. "

تقنية, محركات الأقراص الهجينة الاقسام