A hibrid hajóhajtás alkalmazási lehetősége a folyami közforgalmú közlekedésben

Közlekedéstudományi Konferencia, Győr, 2017

A hibrid hajóhajtás alkalmazási lehetősége a folyami közforgalmú közlekedésben Dr. Simongáti Győző - Hargitai L. Csaba - Réder Tamás Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vasúti Járművek, Repülőgépek és Hajók Tanszék

2017. március 31. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Vasúti Járművek, Repülőgépek és Hajók Tanszék

Tartalom Miről lesz szó?

• • • • • • • •

Bevezetés – mire jó a hibrid hajóhajtás? A BKV hajók üzemi profilja A fiktív hajó Néhány szó a hajókon alkalmazott hibrid hajtási lehetőségekről Jellegzetes üzemállapotok Hajtásrendszer változatok Összehasonlítás Konklúzió

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem


Bevezetés

? Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem


A BKV hajók üzemi profilja D11 viszonylat menetdiagramja

holtvizi sebesség [km/h]

hegymenet 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

idő [s]

völgymenet 16 holtvízi sebesség [km/h]

14 12 10 8 6 4 2 0 0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

idő [s]



A fiktív hajó A vizsgált hajó alapja a „Tabán”

Legnagyobb hossz: Függélyek távolsága: Legnagyobb szélesség: Szélesség a főbordán: Oldalmagasság: Szabad oldal: Fixpont magasság: Legnagyobb merülés: Vízkiszorítás: Sebessége holt vízben: Befogadó képessége: Főgép teljesítménye fordulatszáma, típus:

24.4 m 23.25 m 6.42 m 6.0 m 1.6 m 0.65m 6.14 m 1.1 m 64.5 t 18 km/h 100 személyes termes hajó / 265kW@2000 1/perc, Doosan L126 TIH, soros, 4 ütemű, vízhűtéses, gyorsfordulatú motor



Jellegzetes üzemállapotok Üzemeltetési profil – teljesítmény sűrűséghisztogram 40 35 30 hegymenet

25 Üzemidő [%]

völgymenet 20 15 10 5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 Teljesítmény [kW]

• Alap (A) állapot (0-85 kW): völgymeneti normál sebességű haladás, hegymeneti kis sebességű haladás (manőverezés); • Közepes (K) állapot (120 kW) körüli teljesítmény: völgymeneti csúcssebességen haladás; • Csúcs (CS) állapot (175-200 kW): hegymeneti csúcssebességen haladás. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem


Jellegzetes üzemállapotok Hegymeneti „menetdiagram”

CS állapot



Jellegzetes üzemállapotok Völgymeneti „menetdiagram”

K állapot

A állapot



Hibrid hajtás lehetőségei Soros hibrid:

Párhuzamos hibrid:

Vegyes hibrid:



Hajtásrendszer változatok A szóba jövő hajtásrendszer változatok

1. variáció – párhuzamos hibrid rendszer

2. variáció – vegyes hibrid rendszer

3. variáció – tisztán dízel-elektromos rendszer



Hajtásrendszer változatok A szóba jövő hajtásrendszer változatok

4. (referencia) variáció – dízel-mechanikus rendszer

Az elvégzett számítások a vizsgált esetekre (1. variáció és referencia): • összenergia-igény számítás a „menetdiagram”, és a becsült teljesítményigény alapján • várható teljes üzemanyag-fogyasztás • becsült bekerülési költségek



Összehasonlítás ref. dízel-mechanikus

Üzemanyag-fogyasztás 1 ciklusra: 1. var. – párhuzamos hibrid

>

62,2 kg

56,1 kg

10% Beruházási költségek (becslés) Szükséges elemek

eredeti verzió 1. variáció – hibrid Költségek [EUR] 4 ütemű dízelmotor, 200 kW 72000 4 ütemű dízelmotor, 130 kW 52000 normál hajtómű 6000 hajtómű (PTI/PTO-val) 7418 elektromos motor ( 85 kW) 4250 frekvenciaváltó (active-front-end) 17550 akkumulátorok (töltésvezérlővel) 9914 összesen 78000 91132

<

15% Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem


Konklúzió Megállapítások: • lehetséges gazdaságosabb üzemeltetést elérni a hibrid hajtásrendszerekkel a folyami közforgalmú közlekedésben is; • a hibrid hajtás létjogosultságát csak pontos üzemeltetési profil és hajtásrendszer adatok (üzemanyag fogyasztási térkép, hajótest ellenállás, gépek hatásfok diagramjai, stb.) ismeretében lehet energetikai számítással megítélni; • a hibrid megoldás elsőre nem tűnik sokkal drágábbnak (? mi foglaltatik az árban?); • a bemutatott számítási módszertan alkalmazható konkrét gyakorlati feladatok során is, akár más hajtásrendszer variáció elemzéséhez is; • a bemenő adatok pontosságától függően alkalmas a várható – alapvetően műszaki vonatkozású – előnyök kielégítő pontosságú számszerűsítésére. • kiegészítve egy ajánlatokon alapuló beruházási költségszámítással, valamint a további (akár teljes életciklusra vonatkozó) üzemeltetési költségek kalkulálásával, egy olyan rendszerhez jutunk, mely megfelelő alapot biztosít az ilyen komplex rendszerek előzetes vizsgálatához és nagy összegű beruházások döntés előkészítéséhez. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem


Konklúzió Vannak más, talán nehezebben monetarizálható, mégis jelentkező előnyök és hátrányok: • hibrid rendszer alkalmazása közforgalmú hajón igen ígéretes • társadalmi megítélése mindenképpen pozitív lehet, • a cég helyes marketing-el több felhasználót tud esetleg a hajóra vonzani, ami bevétel-növekedést jelenthet • a realizálható üzemanyag fogyasztás csökkenés egyértelműen káros anyag kibocsátás csökkenést is jelent, mely szintén kedvező társadalmi hatással bír; • a völgymeneti tiszta villamos üzem halk és megfelelő vezérlés esetén arra is van lehetőség, hogy a kikötések során is csak az elektromos motorok üzemeljenek, mely a ki- és beszálló utasok számára jár kisebb zajhatással és így nagyobb vonzerővel. • azon cégeknek, akik eddig nem foglalkoztak ilyen rendszerrel, több és új berendezéssel, valamint más jellegű üzemeltetéssel kell megismerkedni, • más szakértelmű emberekre is szükség van a korábbiak mellett, • más karbantartási stratégiát kell kidolgozni a hajókra - mindezek általában többlet-költséget jelentenek.



Köszönöm a figyelmet! Hargitai L. Csaba Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vasúti Járművek, Repülőgépek és Hajók Tanszék

[email protected] 06-1-463-1569



A hibrid hajóhajtás alkalmazási lehetősége a folyami közforgalmú közlekedésben

Recommend Documents