Komfort i zadowolenie gości luksusowego jachtu jest zawsze priorytetem dla właściciela. Jak zatem zapewnić wszystkie niezbędne wygody i co do tego ma elektryk automatyk? Odpowiedź znaleźć można w naszej realizacji system zarządzania jachtem Windrose of Amsterdam.
Cel projektu: system zarządzania jachtem
Celem naszego projektu było:
- zwiększenie komfortu gości,
- modernizacja układu zasilania,
- rozbudowa systemu zarządzania jachtem.
S/Y Windrose of Amsterdam
Windrose of Amsterdam jest 46 metrowym jachtem żaglowym najwyższej klasy, wyprodukowanym przez Holenderską firmę Holland Jachtbouw.
Kilka lat temu nowy właściciel rozpoczął kompletną renowację sprzętową obiektu, wymieniając większość urządzeń na pokładzie. Brak nadzoru nad wykonawcami spowodował, iż powstałe instalacje posiadały wiele na pierwszy rzut oka niewidocznych błędów lub nieścisłości. Największym problemem okazał się system zasilania.
Problemy na pokładzie:
Głównymi problemami na pokładzie były:
- braki energii elektrycznej – niemożliwa synchronizacja generatorów prądotwórczych,
- nieoptymalny system podtrzymania bateryjnego,
- braki lub błędne odczytywane dane z urządzeń peryferyjnych.
System zarządzania jachtem: analiza
Aby system zarządzania jachtem mógł zostać kompleksowo wdrożony, nasze prace rozpoczęliśmy od szerokiej analizy obiektu. Na pokładzie znajdują się na 2 generatory prądotwórcze o mocy 40kW oraz 25kW napędzane silnikami diesla. Dodatkowo w układ wpięty jest system podtrzymania bateryjnego o mocy 3x8kW. Generatory nie posiadają funkcji bezpośredniej synchronizacji, dlatego instalacja elektryczna została podzielona na 3 odrębne linie, możliwe do zasilania z różnych źródeł. We współpracy z firmą PhoenixConnect zaprojektowaliśmy system synchronizacji generatorów umożliwiający połączenie wszystkich źródeł zasilania w 1 sieć wraz z możliwością rozbudowy układu o silnik elektryczny napędzający śrubę (w perspektywie zmiany prawa dotyczącego wpływania jachtów do portów przy użyciu silników spalinowych). Do każdego urządzenia został dobrany odpowiedni filtr LC/LCL w celu zabezpieczenia generatorów oraz linii zasilania przed zakłóceniami oraz transformatory dla zapewnienia izolacji galwanicznej.
Korzyści systemu synchronizacji:
- automatyczne dołączanie generatorów w razie wyższego zapotrzebowania na energię,
- integracja całej sieci z systemem podtrzymania bateryjnego,
- ochrona generatorów przed przeciążeniem, nagłymi wzrostami poboru mocy,
- możliwość cichej pracy w nocy, przy zasilaniu na bateriach.
System zarządzania jachtem – jak to działa?
System zarządzania jachtem to specjalistyczna instalacja dla jednostek morskich umożliwiające połączenie dostępnych na pokładzie zasobów energii z hybrydowym napędem i systemami zarządzania dostępną energią. Może on zostać połączony z istniejącymi instalacjami, dzięki czemu jest on możliwy do dopasowania na każdej łodzi.
System zarządzania jachtem składa się z:
- systemów inteligentnej mocy (smart power systems)
- aktywnego napędu hybrydowego
- zintegrowanego nadzoru nad zużywaną energią
- baterii litowych.
Połączenie wszystkich tych elementów pozwala zmniejszyć poziom hałasu o nawet 90%, obniżyć zużycie paliwa o 1/4 oraz zwiększyć czas między kolejnymi przeglądami dostępnych na pokładzie mechanizmów. System zarządzania jachtem to także sposób na zarządzanie przechowywaniem i zużywaniem energii. Dzięki niemu można zatem cieszyć się podróżą bez obaw o nagłą utratę mocy.
Realizacja projektu systemu zarządzania jachtem:
Projekt systemu zarządzania jachtem podzielono na kilka etapów rozproszonych po różnych zakątkach świata, ze względu na konieczność dostosowania realizacji do harmonogramu podróży jachtu:
- etap 1 – Tahiti – modernizacja linii zasilania i montaż,
- etap 2 – Fidżi – konfiguracja i testy,
- etap 3 – Singapur – usuwanie błędów, rozbudowa systemu zarządzania jachtem.
Etap 1 – Tahiti
Wyzwania:
- 3 odrębne linie zasilające urządzenia,
- bardzo ograniczona ilość miejsca w rozdzielnicach oraz maszynowni,
- brak zaplecza technicznego na wyspie Tahiti.
1 Etap, który rozpoczynał naszą budowę systemu zarządzania jachtem, odbywał się na samym środku oceanu Spokojnego – na wyspie Tahiti. Brak rozwiniętej infrastruktury technicznej powodował konieczność zamówienia wszystkich podzespołów wcześniej wraz z wysyłką na miejsce. Etap polegał na modernizacji istniejącego systemu zasilania. Dotychczasowo był on podzielony na 3 odrębne linie zasilające różne urządzenia. Podczas pracy pojedynczego generatora możliwe było zwarcie ich ze sobą, natomiast jednoczesna praca 2 generatorów była możliwa poprzez rozdzielenie sekcji. Powodowało to niedogodności głównie ze względu na konieczność odcięcia zasilania na 1 linii w celu jej zasilenia przez osobny generator lub nadmierne zużycie paliwa, gdy do pracy zaprzęgnięte były 2 generatory bez takiej konieczności. Dodatkowo uniemożliwiało to w pełni efektywne wykorzystanie systemu podtrzymania bateryjnego, ponieważ był on podłączony tylko do 1 z linii.
System zarządzania jachtem w tej odsłonie zakończono na kilka godzin przed wylotem powrotnym, zamontowawszy ostatni z inwerterów na przygotowanej przez lokalnego fachowca, specjalnej konstrukcji wzmacniającej ścianę.
Etap 2 – Fidżi
Wyzwania:
- konfiguracja urządzeń synchronizacji,
- stworzenie systemu automatycznego załączania generatorów w zależności od zapotrzebowania na energię,
- integracja w system zarządzania jachtem.
Realizując 2 etap skupiliśmy się na doborze parametrów regulatorów oraz stworzeniu systemu zarządzania jachtem instalacją zasilania. Było to możliwe dzięki integracji generatorów z układem podtrzymania bateryjnego, który ładuje akumulatory, gdy pobór mocy jest niski. W czasie wzrostu zapotrzebowania oddaje ją do sieci, wspomagając tym samym generator. Długotrwała praca z asystą, powoduje uruchomienie i wpięcie do sieci drugiego generatora, dzieląc moc w ustawionych proporcjach. W zależności od zapotrzebowania do samodzielnej pracy może być zaprzęgnięty mniejszy lub większy generator, wyrównując dysproporcję w roboczogodzinach, a co za tym idzie zużyciu materiałów. Dodatkowo wprowadzoną do systemu zarządzania jachtem funkcją jest również automatyczny tryb nocny, wyłączający generatory i niektóre urządzenia (aby zmniejszyć zużycie energii) o określonej godzinie oraz załączający je o poranku lub, gdy poziom naładowania baterii spadnie poniżej zadanego poziomu. Całość została zaprogramowana w system zarządzania jachtem, obsługiwany przez w układ 3 sterowników PLC Wago oraz 3 paneli HMI firmy JMobile. Komunikacja między nimi następuje po protokole Network Variable.
Etap 3 – Singapur
Wyzwania:
- bałagan w dotychczasowym okablowaniu,
- niekompletne lub nieadekwatne schematy instalacji elektrycznej.
Działania:
Podczas etapu 3 skupiliśmy się na tym aby, rozbudować system zarządzania łodzią. W skład prac wchodziły m.in. integracja z systemem klimatyzacji, dzięki której umożliwione zostało sterowanie parametrami pracy, odczytywanie aktualnego stanu oraz alarmów chłodziarek. Dodatkową funkcją zostało również automatyczne przejście w tryb energooszczędny przy zasilaniu jachtu z samych baterii oraz przy przeciążeniach sieci. Kolejnym zadaniem była analiza oraz naprawa odczytów z śruby napędowej. Podczas napraw konieczna była wymiana modułu pomiarowego prędkości obrotowej i konfiguracja odczytów kąta nachylenia łopatek. Poza tym zamontowane zostały przepływomierze do pomiarów zużycia wody. Panele operatorskie zostały przeprogramowane tak, aby archiwizować dane z urządzeń w pamięci wewnętrznej.
Podsumowanie
Dzięki naszym modernizacjom energia elektryczna jest dostarczana z odpowiednim zapasem przez co, pasażerowie nigdy nie odczuwają jej braku. Dodatkowo generatory zostały zabezpieczone przed nadmiernym przeciążaniem. Nocą jacht jest zasilany przez bezszelestny system zasilania bateryjnego, dzięki czemu goście mogą spać w ciszy i spokoju. System zarządzania jachtem usprawnił jego obsługę, a fakt, iż generatory załączają się automatycznie zwalnia głównego inżyniera z konieczności monitorowania konsumpcji energii. Cały zainstalowany osprzęt został w pełni dostosowany pod luksusowy czarter jachtów.
System zarządzania jachtem umożliwił:
- zmniejszenie ilości pobieranego paliwa o nawet 25%
- redukcję hałasów na pokładzie, dzięki czemu system zarządzania jachtem podniósł komfort pasażerów.
- zmniejszenie obciążenia dostępnych na pokładzie generatorów, co umożliwiło ich mniejsze zużycie i ograniczenie kosztów napraw i ogólnej eksploatacji.
- automatyczne ładowanie baterii w ciągu dnia dzięki wychwytywaniu energii resztkowej i wykorzystywaniu jej do wspomagania urządzeń na pokładzie.
- napędzanie całej łodzi przez 10 do 14 godzin bez wykorzystania hałaśliwych generatorów.
- kontrolę całej łodzi z wykorzystaniem nowoczesnych technologii dostępnych – w zależności od potrzeb – zarówno dla pasażerów, jak i kapitana.
Zainteresował Cię temat i chcesz wiedzieć więcej?
Skontaktuj się z naszymi specjalistami i zadawaj pytania
- MES-czyli jak usprawnić produkcję?
- SCADA – budowa i zastosowanie
- 8 korzyści systemu scada w zakładzie obróbki metali
- Monitoring mediów produkcyjnych – co to takiego?
Zapraszamy do zapoznania się z ofertą firmy Salwis:
Bibliografia:
- Fot. 2. https://www.charterworld.com/index.html?sub=yacht-charter&charter=sywindrose-6192#lg=1&slide=13
- Fot. 4. https://korkowy.pl/kolorowy-globus-korkowy-25x25x27cm-najlepsze-pomysly-na-prezenty.html