Features | Finland | 14.06.2020 | 5 min read
Laivanvarustajat, satamien omistajat ja operaattorit etsivät tapoja parantaa satamien energiatehokkuutta ja tuottavuutta sekä keinoja minimoida ympäristövaikutukset samalla, kun tavara- ja matkustajaliikenne kasvaa ja päästölainsäädäntö tiukentuu. Juha Muhonen Hitachi Energyltä kertoo, miten maasähköjärjestelmillä ja älykkäillä satamaratkaisuilla nämä tavoitteet voidaan saavuttaa.
Kasvava globaali kauppa- ja matkustajaliikenne kasvattavat alusten kokoa ja lisäävät satamakäyntejä. Mitä tämä merkitsee satamaoperaattoreille?
Pysyäkseen kehityksessä mukana satamat investoivat nyt suurempiin satamiin ja satamalaitureihin sekä suurempiin nostureihin. Älykkään satamainfrastruktuurin ja maasähköjärjestelmäratkaisujen käyttöönotto tukee satamien ja varustamoiden kilpailukykyä, tekee niistä ympäristöystävällisempiä ja parantaa niiden taloudellista kannattavuutta.
Mikä merkitys älykkäällä satamainfrastruktuurilla on satamaoperaattoreille?
Satamat ovat siirtymässä innovatiivisiin tekniikoihin voidakseen tehostaa tavara- ja matkustajaliikenteen kapasiteetin käyttöä sekä edistää ympäristön kannalta kestävää toimintaa ja ranta-alueiden tilaa optimoimalla liikennevirtoja ja vähentämällä energiankulutusta ja päästöjä. Näin voidaan myös maksimoida sijoitetun pääoman tuotto. Saavuttaakseen nämä tavoitteet laivanvarustajien ja satamien on keskityttävä energiatehokkuuden, tuottavuuden ja kestävyyden lisäämiseen. Samalla niiden on päästävä eroon heikkojen sähköverkkojen ja usein riittämättömien tai vanhentuneiden sähkönsyöttöjärjestelmien rajoituksista.
Puhutte älykkäistä satamaratkaisuista. Mitä sillä tarkoitetaan?
Älykäs satama on konsepti, joka tuo satamiin ja aluksiin pitkälle integroidut sähkö- ja automaatiojärjestelmät. Käsite kattaa satamien ja alusten kaikki satamatoiminnot sekä sähköinfrastruktuurin. Se tarkoittaa myös niiden saumatonta integrointia energiankulutuksen minimoimiseksi ja tuottavuuden lisäämiseksi.
Miten älykkään sataman sähköistäminen ja integrointi käytännössä toteutetaan?
Hitachi Energyllä on erinomaiset mahdollisuudet toteuttaa älykkään sataman konsepti tarjoamalla yhtenäinen rajapinta satamien kattavien sähköistys- ja integrointiratkaisujen suunnitteluun, toimitukseen, asennukseen ja käyttöönottoon. Tarjoamme optimoituja ratkaisuja, mukaan lukien suur-, keski- ja pienjänniteverkon sähköasemien kojeistot, muuntajat ja taajuusmuuttajat, sekä uusiutuvien energialähteiden integrointi, mikroverkon ohjausjärjestelmät, jakeluverkon automaatio ja tietoliikenneverkot.
Tuette greenfield- ja brownfield- älysatamahankkeiden suunnittelua kattavalla palvelutarjonnalla. Mitä kaikkea palvelutarjonta sisältää?
Palvelutarjonta sisältää muun muassa konsultointia verkon suunnitteluun, mukaan lukien oikosulku- ja valokaarisuojaus ja maadoitus sekä salamaniskujen ja seismisten vaikutusten tutkimukset sekä konsultointia sähköverkkomääräysten noudattamiseen kattaen oikosulut, jännitevakauksen, yliaallot sekä suojauksen ja ohjauksen samoin kuin sähköliitännät ja turvallisuuden. Tuemme järjestelmän suunnittelussa ja neuvonnassa, toteutamme tutkimuksia ja luotettavuusanalyysejä, konsultoimme rakenteen optimoimisessa tilahaasteiden ratkaisemiseksi ja pidämme yhteyttä rakennusurakoitsijoihin sekä tarjoamme huoltopalveluja ja tukea.
Maasähköjärjestelmät ovat johtava älykkäisiin satamakonsepteihin liittyvä tekniikka ja tehokkain tapa tehdä satamista tehokkaampia ja kestävämpiä. Miten kytkeytyminen maasähköjärjestelmään toteutetaan?
Laiturissa olevat alukset voivat kytkeytyä satamassa olevaan tehonsyöttöön ja sammuttaa apumoottorinsa. Aluksen tehokuorma välitetään saumattomasti sataman tehonsyöttöön ilman, että tämä vaikuttaa aluksen sähköjärjestelmään. Tämä vähentää merkittävästi kasvihuonekaasupäästöjä, melua ja tärinää.
Millainen kokonaisratkaisu on kyseessä?
Ratkaisu sisältää yhteydet satamasta alukseen avaimet käteen -periaatteella: täysin suunnitellut ja integroidut järjestelmät, huipputekniset laitteet ja kattava valikoima palveluita kokonaisvaltaisena maasähköratkaisuna.
Ratkaisu kattaa koko sataman ja aluksen sähköinfrastruktuurin eli kaiken mitä tarvitaan, kun alus ottaa sähköä paikallisesta verkosta, se mukautetaan aluksen vaatimuksiin ja maasähköjärjestelmä kytketään. Nämä ratkaisut soveltuvat konttiterminaaleihin ja kaupunkisatamiin. Niissä on yksi- ja monitaajuussovelluksia, ja ne soveltuvat yhtä tai useaa laituripaikkaa varten. Teholuokka riittää suurimpiinkin satamiin. Tilarajoitukset voidaan ratkaista käyttämällä pienikokoisia sisätilaratkaisuja, jotka kattavat kaikki rakennuksissa olevat komponentit. Ne vievät vähän tilaa, sopivat ympäristöönsä eivätkä häiritse sataman toimintaa. Modulaariset ratkaisut tukevat myös vaiheittaista käyttöönottoa ja vaiheittaisia investointeja.
Millainen kokonaisuus on maissa sijaitseva ratkaisu?
Maissa sijaitseva ratkaisu käsittää koko ketjun syöttävästä sähköasemasta aina laiturilla olevaan pistorasiaan saakka. Järjestelmä sisältää muuntajat ja taajuusmuuttajat, jotka muuntavat verkkovirran jännitteen ja taajuuden laivan sähköjärjestelmän mukaisiksi. Se käsittää myös maissa olevat kytkentärasiat ja kaapelinhallintajärjestelmät.
Ratkaisut mahdollistavat useiden alusten samanaikaisen kytkemisen. Koska järjestelmässä on taajuusmuuttaja, se mahdollistaa 50 ja 60 hertsin (Hz) tehonsyötön paikallisen verkon taajuudesta riippumatta. Satamalaitteisto on täysin integroitu laivan sähkö- ja automaatiojärjestelmään. Alus voi siirtyä saumattomasti aluksella tuotettavasta sähkövirrasta maissa tuotettavaan.
Hitachi Energy tarjoaa avaimet käteen -periaatteella ratkaisut satamiin ja aluksiin sekä valikoiman keskeisiä komponentteja virransyöttöön satamasta alukseen, kuten kojeistot, taajuusmuuttajat ja muuntajat, IEC 61850 -yhteensopivat ohjaus- ja suojausjärjestelmät jne.
Tehokkaat, vain vähän kunnossapitoa vaativat taajuusmuuttajat muuttavat verkkovirran taajuuden aluksen sähköjärjestelmään sopivaksi. Lisäksi ne mahdollistavat reaktiivisen tehon kompensoinnin ja jännitteen säädön. Nämä ominaisuudet vähentävät energiakustannuksia ja samalla lisäävät verkon vakautta. Maasähköjärjestelmät ovat paras keino vähentää satamissa olevien alusten päästöjä, melua ja tärinää.
Millainen palveluvalikoima ratkaisujen tueksi on tarjolla?
Palveluvalikoimamme on kattava. Sillä varmistetaan, että koko maasähköjärjestelmä on optimoitu sekä teknisesti että taloudellisesti. Tarjoamme myös järjestelmätutkimuksia, joilla arvioidaan maasähköjärjestelmän vaikutusta paikalliseen verkkoon, ja suosittelemme optimoituja ratkaisuja paikallisen verkon ja sataman verkon päivittämiseen ja vahvistamiseen. Riskit voidaan minimoida, kun tulemme mukaan projektiin jo varhaisessa vaiheessa. Meillä on osaava projektinhallinta sekä meidän tai asiakkaan tiloissa järjestettäviä koulutuksia, jotta kaikkia laitteita ja sijoituksia varmasti hyödynnetään optimaalisella tavalla.
Mikä on maasähköjärjestelmän päätavoite?
Päätavoite on päästöjen vähentäminen. Toinen tärkeä etu on melun ja tärinän väheneminen, mikä parantaa matkustajien, miehistön, satamatyöntekijöiden ja paikallisten asukkaiden ympäristöä. Alusten apugeneraattorien sammuttaminen säästää myös polttoainetta ja vähentää huoltotarvetta. Samalla niiden huoltaminen helpottuu. Yhden toimittajan ratkaisu tarjoaa laivanvarustajille, operaattoreille ja satamaviranomaisille parempaa turvallisuutta ja käytettävyyttä. Sen tukena ovat kattava kokemus, perusteellinen sovellusten tuntemus ja, aivan yhtä merkittävänä, maailmanlaajuinen asiantunteva palveluverkosto.
Merenkulun päästörajoitukset tiukentuvat. Tukevatko maasähköjärjestelmät näihin rajoituksiin vastaamisessa?
Kun globaalit (IMO/MARPOL), alueelliset (Euroopan unioni ja Pohjois-Amerikan päästöjen valvonta- alueet) ja paikalliset (Kanada, Kiina ja Kalifornia) hallintoelimet laativat ja panevat täytäntöön rajoituksia merenkulkualan rikkioksidin (SOx), typen oksidin (NOx) ja hiilidioksidin (CO2) päästöille, maasähköjärjestelmät osoittautuvat entistäkin merkittävämmäksi innovaatioksi.
Valtamerialusten maasähköjärjestelmien kansainväliset standardit kattavat integroitujen järjestelmien suunnittelun, asennuksen ja testauksen ja varmistavat maailmanlaajuisesti hyväksyttyjen teknisten ratkaisujen noudattamisen. Ratkaisumme noudattavat satamien sähköverkkoja koskevia standardeja IEC / ISO / IEEE 80005*, mikä varmistaa satamissa ja aluksissa olevien järjestelmien täydellisen yhteentoimivuuden ja mahdollistaa niiden maailmanlaajuisen käyttöönoton.
*IEC/ISO/IEEE 80005
1 ”Suurjännitemaasähköjärjestelmät (HVSC)”
2 ”Suur- ja matalajännitteiset maasähköjärjestelmät - tietoliikenneyhteydet seurantaan ja ohjaukseen”
3 ”Matalajännitteiset maasähköjärjestelmät (LVSC)”
