{"id":112,"date":"2019-09-11T10:12:05","date_gmt":"2019-09-11T08:12:05","guid":{"rendered":"https:\/\/site.uit.no\/ladeteknologi\/?p=112"},"modified":"2019-11-06T20:37:18","modified_gmt":"2019-11-06T19:37:18","slug":"topologier-i-grensesnitt-mellom-bat-og-land","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/site.uit.no\/ladeteknologi\/2019\/09\/11\/topologier-i-grensesnitt-mellom-bat-og-land\/","title":{"rendered":"Topologier i grensesnitt mellom b\u00e5t og land"},"content":{"rendered":"

Ulike topologier i grensesnittet mellom b\u00e5t og land er vist i denne artikkelen, som er <\/em>skrevet av Henrik Fjeld Nilsen, vitenskapelig assistent ved UiT sommeren 2019.<\/em><\/p>\n

Lading med kabel<\/h1>\n

Lader plassert p\u00e5 land<\/h2>\n

En lader plassert p\u00e5 land vil spare vekt og plass p\u00e5 b\u00e5ten som illustrert i figur 1. Dette sparer ogs\u00e5 kostnader p\u00e5 b\u00e5tene som slipper \u00e5 installere dyre ladere om bord. For at alle skal kunne koble seg p\u00e5, m\u00e5 det settes en standard lade kontakt slik det er i el-bil verden. For b\u00e5ter som har en fast rute hvor en lader er garanter tilgjengelig slik som Birkeland til Yara er dette \u00e5 anbefale [1]. B\u00e5ter uten fast ruten vil dette bli for usikkert, siden det ikke er nok ladere tilgjengelig.<\/p>\n

Ulempen med ladder p\u00e5 land er tung kabel som m\u00e5 flyttes til b\u00e5ten over kanten p\u00e5 havnen. Dette utgj\u00f8r en risiko. Med mye sj\u00f8, fj\u00e6re og flo blir kabelen og kontakten utsatt for mye skader hvor det kan oppst\u00e5 brann eller andre farer.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Figur 1 – Ladestasjon\u00a0 p\u00e5 land<\/em><\/p>\n

Vakuumfort\u00f8yning<\/h2>\n

Cavotec har utviklet en vakuumfort\u00f8yning som skal brukes p\u00e5 en ferge i Tr\u00f8ndelag [2]. Denne er plassert p\u00e5 land og overf\u00f8rer ladestr\u00f8m samtidig som b\u00e5ten holdes p\u00e5 plass. Ladeutstyret er i en h\u00f8y prisklasse og ligger p\u00e5 rundt 50 millioner p\u00e5 landsiden [3]. Fordelene med vakuumfort\u00f8yning er at b\u00e5ten lett kan fort\u00f8yes samtidig som b\u00e5ten blir koblet til lader uten at det trenges noen interaksjoner av personer og tunge kabler. Denne er spesifikt laget til en b\u00e5t og kan bare brukes p\u00e5 denne b\u00e5ten. En kabel blir da senket ned fra en kran inn i siden p\u00e5 b\u00e5ten. Kabelen henger da vertikalt ned mot b\u00e5ten og kan f\u00f8lge bevegelsene p\u00e5 b\u00e5ten.<\/p>\n

Lader p\u00e5 b\u00e5t<\/h2>\n

Med en ladder plassert p\u00e5 b\u00e5ten vil det gi \u00f8kt mulighet til \u00e5 lade flere steder, s\u00e5 lenge det er nok str\u00f8m. Mange havner mangler god tilgang p\u00e5 str\u00f8m, derfor er det ikke alltid mulighetene for \u00e5 lade flere plasser god nok. For elektriske b\u00e5ter handler alt om \u00e5 spare vekt, siden batteriene ofte veien flere tonn. Lader plassert p\u00e5 b\u00e5ten vil \u00f8ke vekten og ta plass, noe som ikke \u00f8nskelig. Kostnaden for en slik lader er ogs\u00e5 h\u00f8y. El-biler har en liten n\u00f8dlader som f\u00f8lger med bilen i bagasjerommet, det er en mulighet for sm\u00e5 b\u00e5ter som ikke trenger mye effekt.<\/p>\n

Powerdock<\/h2>\n

Kraftselskapet i Aurland klarer ikke \u00e5 levere nok str\u00f8m til \u00e5 lade Future of the Fjords. Da ble l\u00f8sningen \u00e5 bruke en batteribank, se figur 2. Steder hvor det ikke er nok tilgjengelig str\u00f8m, kan det brukes batteribank som en flytebrygge. Batteribanken kan da fylles opp sakte med str\u00f8m fra land og brukes senere til \u00e5 lade b\u00e5ter som krever mer. Dette reduserer belastningen p\u00e5 nettet [4].<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Figur 2 – Powerdock<\/em><\/p>\n

Tr\u00e5dl\u00f8s lading<\/h1>\n

Induksjonsladning gj\u00f8r en kabelforbindelse mellom skip og kysten overfl\u00f8dig, noe som resulterer i tidsgevinster n\u00e5r det gjelder oppladning. Dette mulighetsbaserte ladesystemet gir store fordeler, spesielt i situasjoner hvor fart\u00f8yene ofte ligger i korte perioder i havnen. Fordi oppladningsprosessen begynner umiddelbart, kan batteriene v\u00e6re mindre. Dette sparer vekt ombord og muliggj\u00f8r sikker overf\u00f8ring av store mengder energi [4].<\/p>\n

Tr\u00e5dl\u00f8s lading gjennom vann er allerede brukt av Equinor til \u00e5 lade sine undervanns droner p\u00e5 hav bunnene, men her er det ingen flo og fj\u00e6re. Dronen beveger seg derfor minimalt under ladding. Fraunhofer Institute for Integrated Systems and Device Technology introduserte et konsept basert p\u00e5 flere spoler i en horisontal og vertikal rekke, som \u00f8ker muligheten for overf\u00f8ring av energi n\u00e5r b\u00e5ten beveger seg se illustrasjon i figur 3. Det er allerede utviklet tr\u00e5dl\u00f8sladere med effekt opptil 1MW [5]. Det induktive ladesystemet reduserer ogs\u00e5 behovet for vedlikehold: det er ingen kabler som kan slites ut og ingen elektriske tilkoblingspunkter blir skadet eller slitt av vann \/ sj\u00f8vann, sn\u00f8 og is, men muligheten for at laddingen blir avbrutt er st\u00f8rre. Kostnadene for montering og utstyr for en tr\u00e5dl\u00f8s lader er ogs\u00e5 h\u00f8yere, men mer universal.<\/p>\n

Renault og Qualcomm er under utvikling av induktiv ladding p\u00e5 motor veier. Her skal de flere enn en bil kunne lade samtidig som de kj\u00f8rer i 100 km\/t. Dette er noen som kan utvikles videre til \u00e5 bruke p\u00e5 kaier. Slik at det legges langs siden p\u00e5 kaier\/flytebrygger og flere b\u00e5ter kan lade tr\u00e5dl\u00f8st samtidig [6].<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Figur 3 – Tr\u00e5dl\u00f8s lading<\/em><\/p>\n

Bytte av batteri<\/h1>\n

Bytte av batteri eller “Batteri swap”, er et program som virker skrinlagt av bil produsenter, men kan v\u00e6re en mulighet for b\u00e5t industrien. Dette er pr\u00f8vd ut p\u00e5 Tesla og Renault, men er g\u00e5tt bort fra av produsentene. Better Place bygget stasjoner for \u00e5 bytte batteri p\u00e5 biler [7]. Selskapet laget stasjoner som byttet batteriet like hurtig som \u00e5 fylle drivstoff, men dette var ikke l\u00f8nnsomt til biler. B\u00e5ter er ikke bygd like kompakt som biler og har da bedre mulighet for \u00e5 erstatte batteriet med et full ladet, der en enkel illustrasjon er vist i figur 4.<\/p>\n

Ferger eller b\u00e5ter med fast ruter og kort stop tid kan ha 2 batterier og bytte p\u00e5 disse n\u00e5r de legger til kai. Dette m\u00e5 da gj\u00f8res ved hjelp av en automatisk kran. Bytting av batteriene vil gi en hurtig fullt oppladet b\u00e5t. Batteriene vil kunne lades under beste vilk\u00e5r p\u00e5 land og ha bedre mulighet til \u00e5 laddes uten fossilt brennstoff.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Figur 4 – Battery swap<\/em><\/p>\n

Kombinerte metoder<\/h1>\n

Dette virker som en av de mest funksjonelle metodene. Her kombinere man batteri bytte og ladding via kabel eller tr\u00e5dl\u00f8st. Dette er et prosjekt Transportutvikling AS er med p\u00e5 i tr\u00f8nderlag, de skal utvikle fremtidens nullutslipps hurtigb\u00e5t. I samarbeid med Siemens, Lilloe-Design AS, Stadt Towing Tank AS, Profjord og FosenNamsos Sj\u00f8 AS er disse f\u00f8rst ute i Norge og kanskje verden ved \u00e5 tilby en l\u00f8sning som inng\u00e5r \u00e5 kombinere landbasert ladding og batteri bytte [8] [9]. Det er flere ruter til hurtigb\u00e5ten, der en er kort. Her skal det benyttes lading via land. De andre rutene er lange og med dagens batteri teknologi er det ikke nok kapasitet til hele ruten. Hurtigb\u00e5ten skal ha korte stopp p\u00e5 stoppestedene, og derfor skal det brukes batteri bytte. En kombinasjon av batteri bytte og tr\u00e5dl\u00f8s ladding vil v\u00e6re gunstig. P\u00e5 steder hvor det ikke skal byttes batteri lades b\u00e5ten tr\u00e5dl\u00f8s for \u00e5 f\u00e5 mest mulig str\u00f8m overf\u00f8rt p\u00e5 minimal tid.<\/p>\n

Konklusjon<\/h1>\n

Hvilke topologier for lading som kommer best ut er avhengig av om det er store b\u00e5ter, sm\u00e5 private b\u00e5ter eller om de har faste eller ikke faste ruter. B\u00e5ter med kort stoppe tid p\u00e5 forskjellige plasser vil dra mest nytte av tr\u00e5dl\u00f8slading der tiden er minimal. Lange ruter med kort stoppe tid, vil batteri bytte alene eller kombinert v\u00e6re mest gunstig. Minst komplisert og mest brukt er ladding med kabel fra land.<\/p>\n

Bibliografi<\/h1>\n
    \n
  1. \u00abYara,\u00bb [Internett]. Available: https:\/\/www.yara.com\/knowledge-grows\/game-changer-for-the-environment\/. [Funnet juni 2019].<\/li>\n
  2. \u00abCavotec,\u00bb [Internett]. Available: http:\/\/www.cavotec.com\/en\/your-applications\/ports-maritime\/e-charging. [Funnet Juni 2019].<\/li>\n
  3. Teknisk ukeblad, vol. 19, nr. 03.<\/li>\n
  4. \u00abTeknisk ukeblad,\u00bb [Internett]. Available: https:\/\/www.tu.no\/artikler\/problemet-ble-nytt-produkt-bygger-flytebrygge-med-batteribank-for-elektriske-turistbater\/413206. [Funnet Juni 2019].<\/li>\n
  5. \u00abest-floattech,\u00bb Juni 2019. [Internett]. Available: https:\/\/www.est-floattech.com\/inductive-charging-system\/.<\/li>\n
  6. G. Guidi, J. A. Suul, F. Jenset and I. Sorfonn, “Wireless Charging for Ships: High-Power Inductive Charging for Battery Electric and Plug-In Hybrid Vessels,” in IEEE Electrification Magazine<\/em>, vol. 5, no. 3, pp. 22-32, Sept. 2017.<\/li>\n
  7. \u00abelectric-vehiclenews,\u00bb [Internett]. Available: http:\/\/www.electric-vehiclenews.com\/2017\/05\/renault-qualcomm-demonstrate-dynamic.html. [Funnet juni 2019].<\/li>\n
  8. \u00abelbil.no,\u00bb [Internett]. Available: https:\/\/elbil.no\/husker-du-better-place\/. [Funnet juni 2019].<\/li>\n
  9. Stig Nerdal, Daglig leder, Transportutvikling AS. [Intervju]. 8 juli 2019.<\/li>\n
  10. \u00abTransportutvikling,\u00bb [Internett]. Available: https:\/\/transportutvikling.no\/hjem\/?Article=71. [Funnet juni 2019].<\/li>\n<\/ol>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Ulike topologier i grensesnittet mellom b\u00e5t og land er vist i denne artikkelen, som er skrevet av Henrik Fjeld Nilsen, vitenskapelig assistent ved UiT sommeren 2019.<\/p>\n","protected":false},"author":891,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[],"class_list":["post-112","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-student"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/site.uit.no\/ladeteknologi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/112","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/site.uit.no\/ladeteknologi\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/site.uit.no\/ladeteknologi\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/site.uit.no\/ladeteknologi\/wp-json\/wp\/v2\/users\/891"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/site.uit.no\/ladeteknologi\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=112"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/site.uit.no\/ladeteknologi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/112\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":119,"href":"https:\/\/site.uit.no\/ladeteknologi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/112\/revisions\/119"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/site.uit.no\/ladeteknologi\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=112"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/site.uit.no\/ladeteknologi\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=112"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/site.uit.no\/ladeteknologi\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=112"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}