Hvordan fungerer hybrid/elektrisk fremdrift i høyhastighetsfartøyer (HSV)?

Moderne fartøyoperatører kjenner i økende grad begrepene hybrid og elektrisk fra bilindustrien. Selv om grunnideen er den samme, enten å bruke en elektrisk motor alene eller i kombinasjon med en forbrenningsmotor, er den maritime virkeligheten betydelig mer kompleks. Høyere effektbehov, uforutsigelige værforhold, strengere sikkerhetskrav og omfattende regelverk påvirker hvordan hybrid og elektrisk fremdrift kan brukes til sjøs.

Til tross for disse utfordringene går utviklingen raskt. Elektrifisering i maritim sektor øker fordi det senker utslipp, reduserer driftskostnader og gir bedre ytelse gjennom hele fartøyets levetid. Nedenfor finner du en praktisk og forståelig gjennomgang av hvordan hybrid og elektrisk fremdrift fungerer i høyhastighetsfartøy (HSV) – og hvorfor overgangen krever ny teknisk forståelse.

Hva betyr hybrid og elektrisk fremdrift?

Mens elbiler ofte kan erstatte forbrenningsmotorer direkte, gjelder ikke dette fullt ut for fartøy. Batteriteknologien forbedres raskt, men effektkravene til sjøs er mye høyere, og ladeinfrastruktur er fortsatt begrenset.

I maritim sektor brukes begrepene hybrid og elektrisk vanligvis om disse konfigurasjonene:

Hybrid fremdrift

Hybridfartøy kombinerer diesel og elektrisk fremdrift på ulike måter. De vanligste er:

Parallel hybrid: En dieselmotor og en elektrisk motor er mekanisk koblet til samme aksel eller jobber via parallelle drivlinjer. Fartøyet kan bruke diesel, elektrisk kraft eller begge deler samtidig, avhengig av last, avstand og operasjonsmønster.

Diesel-elektrisk hybrid: Den elektriske motoren driver propellen, mens dieselgeneratorer produserer strøm for fremdrift og/eller lading av batteriene.

Fullt elektrisk fremdrift

Full-elektriske fartøy bruker kun batterier:

• En elektrisk motor driver propellen, og batteriene lades ved kai.
• Noen fartøy har små generatorer om bord – ikke til fremdrift, men til hotellast og systemer, slik at batterikapasiteten bevares.

Les også: Forstå kravene til hybrid/elektrisk HSC-service

Systemet som helhet

Hybrid- og elektriske framdriftssystemer tilfører nye lag av kompleksitet til et fartøy, men reduserer samtidig drift og vedlikehold:

• færre bevegelige deler
• mindre vibrasjon og varme
• lavere drivstoffkostnader

Et komplett fremdriftssystem inkluderer ofte:

• Batteri og Battery Management System (BMS)
• Elektriske motorer
• Power/ Energy Management System (PMS/EMS)
• Propulsion Control System (PCS)
• HMI (Human-Machine Interface)
• Alarmsystemer og automasjon (IAS)
• Tilpassede girbokser og propeller
• Digitale systemer for overvåking, diagnostikk og fjernstøtte

Siden komponentene ofte kommer fra ulike leverandører, er systemintegrasjon kritisk. Integratoren sikrer at mekaniske, elektriske og digitale systemer fungerer sømløst sammen, både i drift og sikkerhet.

Batteriteknologien: Den viktigste drivkraften

Batteriet er den mest avgjørende teknologien i maritim elektrifisering, men også den største utfordringen. Batterier deles typisk inn i:

• Power-batterier – leverer høy effekt over kort tid

• Energy-batterier – leverer lavere effekt over lengre tid

Forskjellige batterikjemier varierer i:

• ladehastighet
• energitetthet
• levetid og termisk stabilitet

Valg av batteri avhenger av fartøyets operasjonsmønster og hvilke krav som stilles til rekkevidde, effekt og lading.

Les mer: Hvordan digitalisering og skyteknologi kan optimalisere den marine driften din

Ny teknologi gir nye driftsmessige hensyn

Elektrifisering endrer flere viktige premisser for drift:

• Ladeinfrastruktur er begrenset i mange havner
• Høyspenningslading krever kapasitet i det lokale strømnettet
• Planlagt lading må integreres i ruter og drift
• Alternative laddere og mobile løsninger finnes, men ikke overalt

Sammenlignet med diesel, som kan leveres hvor som helst via tankbil, er elektrisk fremdrift mer avhengig av faste og planlagte løsninger.

Din driftsprofil avgjør

Valget mellom hybrid og elektrisk handler i hovedsak om hvordan fartøyet skal brukes.

Full-elektrisk passer best for:

• korte, forutsigbare ruter
• stabile værforhold
• hyppig tilgang til lading
• f.eks. pendlerferger, turistfartøy, havnetransport

Hybrid passer best for:

• varierende, uforutsigbare eller lange oppdrag
• krevende vær- og sjøforhold
• fartøy som krever fleksibilitet
• f.eks. CTV, patruljebåter, redningsfartøy, arbeidsbåter

Systemintegratoren vil analysere operasjonsprofilen og anbefale en løsning som balanserer sikkerhet, rekkevidde, ytelse og kostnad.

Fordeler og nye muligheter

Elektrifisering gir betydelige fordeler, langt utover utslippsreduksjon:

• Lavere vedlikehold (færre bevegelige deler)
• Reduserte drivstoffkostnader
• Mindre støy og vibrasjoner
• Bedre arbeidsmiljø
• Forutsigbare driftskostnader
• Enklere etterlevelse av kommende utslippskrav
• Økt fremtidig videresalgsverdi
• Integrerte datasystemer som kan optimalisere hele flåten

Etter hvert som markedet modnes, blir batterier billigere, systemene mer fleksible og reservedeler lettere tilgjengelig.

Les mer: Redusere risikoen ved anskaffelse av et null-/lavutslippsfartøy

Konklusjon

Om et fartøy bør være hybrid eller full-elektrisk avhenger av operasjonsprofilen. Batteriteknologiens begrensninger, uforutsigbare maritime forhold og strenge sikkerhetskrav gjør at elektriske fartøy ikke kan løse alle oppgaver — ennå.

Men selv delvis elektrifisering gir klare fordeler:

• bedre driftssikkerhet
• lavere kostnader
• redusert miljøavtrykk
• datadrevet optimalisering

Med riktig systemintegrator og en fremtidsrettet konfigurasjon oppnår operatører både miljømessige og økonomiske gevinster, samtidig som fartøyet står sterkt rustet for fremtidige krav.