船舶电气化岸上充电：挑战

IMO的二氧化碳减排目标正在推动海事工业走向更加绿色的未来。绿色电子燃料是讨论的焦点，其主要挑战是生产电子燃料所需的大量能源以及世界不断增加的能源消耗。

船舶行业已开始努力提高船舶运营效率，以减少排放。电气化是提高效率和降低排放的不二之选。例如，系统集成商已开始使用斯维奇的电力电子产品和永磁电机组合，为各种船舶打造更高效的系统。

电池在电气化中至关重要

船载电池是当今船舶行业电气化的重要组成部分，其能量容量增长非常快。几年前，我们谈论的只是 1 兆瓦时的安装量，而现在最大的项目已达到数十兆瓦时甚至更多。

电池需要充电。无论是从岸上、海上还是用发电机组充电，很大程度上取决于船只的航线和外形。

岸上基础设施不足

但无论我们讨论哪种类型的船舶——从全电动船舶到仅在港口停留期间寻求零排放模式的船舶——目前的岸上连接都不足以满足即将到来的船舶电气化需求。

建设岸边基础设施的一大挑战是确保在用电地点有足够的能源供应。电网容量往往会造成瓶颈。我们需要更多本地微电网，以便在需要的地方提供充电电力。

微电网扩张是否会支持岸上电池或其他概念，只有时间才能告诉我们答案。但无论建造什么样的岸上连接，它们都必须跟上船上电池尺寸不断增大的步伐。

保护岸上充电系统的挑战

岸上充电基础设施与船舶充电网络有许多相似之处，甚至可以看作是船舶充电网络的延伸。

直流充电就是一个很好的例子。它是船舶直流配电系统的延伸。船舶与岸上的直流连接由电缆、插头、变压器、开关设备和其他组件组成，这些物理连接因港口而异。

港口之间缺乏统一性造成了一个大问题。当每个港口的条件和要求都不同时，我们如何保护直流电气系统？我们如何在确保选择性的同时，为许多不同的环境设计它的尺寸？如果没有选择性，船岸连接一侧的故障可能会影响另一侧。这是传统保护设备（如保险丝和断路器）面临的挑战，因为系统某一部分的故障会导致整个系统瘫痪。

适合任何环境的超快直流保护

为了确保冗余，每个直流配电系统都必须配备超快速保护。同样的原则也适用于将系统延伸至岸上的直流充电环网。

好消息是这项技术已经存在。

作为直流配电的一部分，斯维奇开发了一系列基于半导体技术的超快速保护装置。该系列的最新成员是电子限流器 (ECL)。其工作原理很简单：保护基于测量电流水平。一旦电流达到预定水平，任何故障都会在 10 微秒内激活保护。

斯维奇保护装置已在船舶上使用近二十年，可用于创建安全可靠的岸上充电系统。

有效的保护确保运营连续性

这些保护装置的激活水平比保险丝或断路器低得多。而且由于响应速度快，这些装置可确保故障情况下的运行连续性。故障检测和断开速度非常快，因此系统的其余部分可以继续运行。

重要的是，系统尺寸可以标准化，因为环境、电缆和接线片等因素不再起关键作用。相反，只需测量电流，并将跳闸限值设置为合适的水平。

此外，这些保护装置是可复位的。复位保护只需关闭半导体然后再打开即可。在直流充电线两端安装 ECL 可确保任何系统都能在任何港口安全且可预测地运行。

欢迎在任何环境下使用简单且可预测的保护！