RH Marine optimaliseert operationele kosten energiecentrale schepen

05.12.2018

Maritieme toeleveranciers, Scheepsbouw

Toonaangevend systeemintegrator RH Marine is erin geslaagd de levensduurvoorspelling van batterijen voor schepen te integreren in zijn brandstof besparende Energie Management Systeem (EMS). Daardoor gaan dure batterijen langer mee en daalt de Total Cost of Ownership (TCO) van schepen, zonder dat het ten koste gaat van de brandstofbesparing.

Voor haar onderzoeksverslag over ‘Nieuwe ontwikkelingen in energiemanagement’ won productmanager hybride portfolio Despoina Mitropoulou van RH Marine samen met Louis Elling van de Nederlandse Defensie Academie de derde prijs bij de Sir Donald Gosling Award. De jaarlijkse award voor jonge engineers werd uitgereikt tijdens de veertiende editie van de International Naval Engineering Conference and Exhibition (INEC) in Glasgow. In totaal werden daar meer dan honderd technische onderzoeksverslagen gepresenteerd.

Vanwege de noodzakelijke reductie van broeikasgassen, wordt bij schepen steeds vaker naar alternatieve energiebronnen gekeken. Behalve dieselaandrijving gaat het om extra krachtbronnen als batterijen, microturbines, brandstofcellen en generatoren met variabele snelheid. Binnen zulke systemen wordt energiemanagement cruciaal.

RH Marine heeft zijn eigen bekroonde Rhodium Energie Management Systeem (EMS) ontwikkeld. Dat maakt gebruik van een zelflerend algoritme met kunstmatige intelligentie, dat automatisch de stroomvraag op de beste manier verdeeld over beschikbare dieselgeneratoren en batterijen. Uit analyse blijkt dat het EMS op veerboten op zee tot 12 procent brandstof bespaart en 11 procent bij superjachten. Als het laden van de batterijen op de wal in de mix wordt meegenomen, leidt dat bij veerboten zelfs tot een bandstofbesparing van 38 procent.

Om de totale prestatie van schepen te verbeteren, wil RH Marine zijn EMS verder ontwikkelen. Onder meer door levensduurvoorspelling van batterijen, prognose van het stroomverbruik, slijtage van de generator en onderhoudseisen van materiaal erin te integreren. Mitropoulou en Elling gebruikten een simulatie voor het onvoorspelbare belastingsprofiel van een superjacht om aan te tonen dat de levensduur van de batterij verlengd kan worden door levensduurbepalende zaken als de laadtoestand (SOC) en de sterkte van de laad- en ontlaadstroom zorgvuldig te observeren. Hierdoor wordt de TCO geoptimaliseerd.

Daarnaast toonde hun simulatiemodel voor een veerboot met een voorspelbaar belastingsprofiel aan dat de prognose van het stroomverbruik de gewenste werking kan verbeteren. In hun simulatie pasten ze het optimalisatie-algoritme zo aan, dat het naast het besparen van brandstof ook de levensduur van de batterij als een belangrijk doel beschouwt. Deze methode leidde ertoe dat de batterij de gevraagde levensduur bereikte, terwijl de brandstofbesparing behouden bleef.

De simulatie toonde echter ook aan dat het optimaliseren van de levensduur van de batterij kan leiden tot meer start-stopcycli en daaropvolgende slijtage van de generator. ,,Dat is ongewenst, dus zijn we ons controle algoritme aan het aanpassen om een balans te vinden tussen deze twee doelen,” zegt Mitropoulou. ,,Het belangrijkste van onze bevindingen is dat de verbeterde EMS in de toekomst in combinatie met uiteenlopende energiebronnen kan worden gebruikt en de Cost of Ownership minimaliseert.”