منبع تغذیه Shore: چگونه کار می کند، استانداردها و برنامه های دریایی

منبع تغذیه Shore چیست؟

منبع تغذیه ساحل - همچنین به عنوان اتوی سرد، نیروی دریایی جایگزین (AMP) یا منبع تغذیه خشکی (OPS) شناخته می شود - تامین برق از یک اتصال شبکه زمینی به یک کشتی در حالی که در یک بندر یا اسکله پهلو گرفته است. کشتی به جای استفاده از موتورهای کمکی دیزلی برای تولید برق برای بارهای هتل (روشنایی، تهویه مطبوع، تبرید، سیستم‌های ناوبری و امکانات خدمه) در طول اقامت در بندر، ژنراتورهای خود را خاموش می‌کند و از طریق یک اتصال استاندارد، برق را مستقیماً از زیرساخت‌های الکتریکی کنار ساحل می‌گیرد.

اصطلاح «اتو سرد» به دوران قبلی کشتی‌های بخارپز برمی‌گردد، زمانی که تمام ماشین‌آلات - از جمله دیگ‌های آهنی و موتورها - در طول تماس‌های بندری به محض اینکه نیروی ساحلی کنترل می‌شد، سرد می‌شدند. در زمینه مدرن، مزیت در درجه اول زیست محیطی و اقتصادی است: یک کشتی کانتینری بزرگ یا کشتی کروز در اسکله می تواند مصرف کند. 1-5 مگاوات توان کمکی که همه آنها توسط موتورهای دیزلی تولید می شوند که NOₓ، SOₓ، ذرات معلق و CO2 را مستقیماً در محیط بندر منتشر می کنند. نیروی ساحلی این انتشارات را در اسکله به طور کامل حذف می کند، و آنها را با برق شبکه جایگزین می کند که - بسته به ترکیب انرژی ملی - دارای شدت کربن قابل توجهی کمتری است.

بنادر در کالیفرنیا، اروپای شمالی و چین اولین پذیرندگان در مقیاس بزرگ بوده اند که تحت فشار نظارتی مقامات کیفیت هوا هدایت می شوند. را مقررات دریانوردی FuelEU اتحادیه اروپا و اصلاح شده مقررات زیرساخت سوخت جایگزین اتحادیه اروپا (AFIR) در حال حاضر تامین برق ساحلی در بنادر اصلی TEN-T برای کشتی‌های کانتینری، کشتی‌های مسافربری و تانکرها را تا سال 2030 الزامی می‌کند و پذیرش جهانی زیرساخت‌های اتو سرد را تسریع می‌کند.

سیستم منبع تغذیه Shore چگونه کار می کند

یک سیستم کامل منبع تغذیه ساحلی شامل زیرساخت ها در سمت بندر و سمت کشتی است که از طریق یک رابط استاندارد به هم متصل می شوند. زنجیره قدرت از شبکه تا تابلوی کشتی شامل چندین مرحله تبدیل و حفاظت است.

زیرساخت سمت بندر

پورت a را نصب می کند مبدل فرکانس و پست ترانسفورماتور در اسکله یا نزدیک آن این امر ضروری است زیرا کشتی‌ها سیستم‌های الکتریکی خود را بدون توجه به فرکانس شبکه ملی بندر، با فرکانس 60 هرتز (استاندارد اکثر کشتی‌های تجاری ساخته شده بر اساس استانداردهای کنوانسیون آمریکایی یا بین‌المللی SOLAS) یا 50 هرتز (کشتی‌های اروپایی) کار می‌کنند. مبدل فرکانس - معمولاً یک واحد حالت جامد استاتیک با استفاده از تبدیل AC-DC-AC - توان شبکه را در فرکانس محلی می پذیرد و فرکانس کشتی مورد نیاز را با ولتاژ صحیح تحویل می دهد. ولتاژهای خروجی برای کشتی های پرقدرت معمولاً هستند 6.6 کیلو ولت یا 11 کیلو ولت برای به حداقل رساندن جریان کابل و تلفات در طول فاصله اتصال کنار اسکله.

از پست، برق به a هدایت می شود جعبه اتصال ساحلی (SCB) یا پایه نصب شده در وجه اسکله. SCB نقطه اتصال فیزیکی، تابلوی حفاظت (محافظت از قطع کننده مدار و خطای زمین)، اندازه گیری، و سیستم مدیریت کابل را فراهم می کند - یک حلقه کابل جمع شونده، یک سبد کابل، یا یک جرثقیل حمل کابل از ساحل به کشتی برای اتصالات ولتاژ بالا.

تجهیزات جانبی کشتی

کشتی مجهز به یک پنل ورودی برق ساحلی - معمولاً در عرشه اصلی یا عرشه بالایی نزدیک ناحیه منیفولد واقع شده است - شامل تابلو برق فشار قوی کشتی، ترانسفورماتور ایزوله (در برخی از پیکربندی ها)، کنترل کننده مدیریت توان، و سوکت ورودی استاندارد. هنگام اتصال، سیستم مدیریت توان کشتی، قبل از انتقال بار و خاموش کردن ژنراتورهای کمکی، یک بررسی همگام‌سازی را انجام می‌دهد تا فاز تغذیه ساحل، ولتاژ و فرکانس را با شین داخلی کشتی مطابقت دهد. این انتقال به صورت خودکار توسط سیستم مدیریت انرژی (PMS) برای جلوگیری از وقفه بارهای بحرانی

برق ساحلی ولتاژ پایین برای کشتی های کوچک و مارینا

برای کشتی‌های تفریحی، کشتی‌های کوچک و قایق‌های کاری، برق ساحلی با ولتاژ پایین ارائه می‌شود - معمولا 230 ولت تک فاز یا 400 ولت سه فاز در 50 هرتز، یا 120 ولت/240 ولت در 60 هرتز در تفرجگاه های آمریکای شمالی. پایه‌های مارینا خروجی‌های اندازه‌گیری جداگانه با شدت جریان 16 آمپر تا 125 آمپر را ارائه می‌کنند که برای کشتی‌هایی با بار هتل تا حدود 50 کیلو وات کافی است. اتصال از طریق سیم‌های برق انعطاف‌پذیر ساحلی با دوشاخه‌ها و سوکت‌های قفل پیچشی یا IEC 60309 (صنعتی) که برای استفاده در فضای باز و مجاور آب شور درجه‌بندی شده‌اند، انجام می‌شود.

استانداردهای Shore Power و انواع اتصالات

قابلیت همکاری بین کشتی‌های کشورهای پرچمدار مختلف و بنادر در سراسر جهان نیازمند مشخصات استاندارد اتصال است. استاندارد بین المللی اولیه حاکم بر زیرساخت های اتو سرد پرقدرت است IEC/ISO/IEEE 80005-1:2019 که سیستم های اتصال ساحلی ولتاژ بالا را برای شناورهایی با نیاز برق 1 مگاوات و بالاتر پوشش می دهد. استانداردهای تکمیلی به اتصالات ابزار، پروتکل های ارتباطی و قفل های ایمنی می پردازند.

استاندارد IEC 80005-1 نه تنها پارامترهای الکتریکی بلکه همچنین پارامترهای الکتریکی را مشخص می کند پروتکل ارتباطی بین کشتی و ساحل (بر اساس IEC 61850)، توالی های قفل ایمنی، الزامات مدیریت کابل، و هندسه اتصال برای دوشاخه های ولتاژ بالا ساحلی. دنباله کانکتور تعریف شده - که در آن پایه زمین (زمین) ابتدا ایجاد می کند و آخرین بار می شکند - یک الزام ایمنی غیرقابل مذاکره است که از ایجاد قوس بر روی هادی های برق در هنگام اتصال و قطع شدن تحت بار جلوگیری می کند.

مزایای زیست محیطی و عملیاتی نیروی ساحلی

مورد زیست محیطی برای نیروی ساحلی به خوبی تثبیت و تعیین شده است. یک کشتی کروز بزرگ که موتورهای دیزلی کمکی را در اسکله کار می کند تقریباً تولید می کند 450 کیلوگرم CO2 در ساعت ، همراه با مقادیر قابل توجهی NOₓ و ذرات معلق در سطح اسکله - مستقیماً بر کارگران بندر، ساکنان اطراف و کیفیت هوای شهری تأثیر می گذارد. جایگزینی آن با برق شبکه ساحلی، حتی از شبکه‌هایی با شدت کربن متوسط، معمولاً انتشار CO2 را 50 تا 90 درصد در هر تماس پورت کاهش می‌دهد و تقریباً تمام انتشارات NOₓ و PM در محل اسکله را به طور کامل حذف می‌کند.

مزایای عملیاتی برای اپراتورهای کشتی نیز قابل توجه است. کارکردن موتورهای دیزلی کمکی ساعات کار را جمع می کند - محرک اصلی فواصل تعمیرات اساسی و مصرف قطعات یدکی. کشتی‌هایی که سالانه 100 بار بندرگاهی دارند، هر یک به طور متوسط 12 ساعت، انباشته می‌شوند 1200 ساعت موتور کمکی در سال تنها در اسکله اتوی سرد این ساعات را از بین می برد، فواصل تعمیرات اساسی را افزایش می دهد و مصرف سوخت را کاهش می دهد. برای اپراتورها در مسیرهایی که در آن تعرفه‌های برق ساحلی با هزینه‌های سوخت انبار رقابتی است - همانطور که به طور فزاینده‌ای در بنادر اروپا اتفاق می‌افتد - اتوی سرد همچنین باعث صرفه‌جویی مستقیم در هزینه سفر می‌شود.

اپراتورهای بندری از زیرساخت های برق ساحلی به عنوان یک متمایز کننده تجاری و ابزاری برای جذب ترافیک کشتیرانی با مقررات زیست محیطی بهره می برند. بنادری که نمی‌توانند امکانات اتو سرد را ارائه دهند، با خطر فزاینده حذف از برنامه‌های سفر بندری مواجه هستند، زیرا مقررات انتشار گازهای گلخانه‌ای در بازارهای کلیدی - به ویژه اتحادیه اروپا، کالیفرنیا و چین - الزامات خود را برای کشتی‌های در اسکله سخت‌تر می‌کنند. بنابراین، سرمایه‌گذاری در زیرساخت‌های برق ساحلی از یک ابتکار پایدار به یک الزام استراتژیک رقابتی بندر در بازارهای بزرگ کانتینری و سفرهای دریایی تغییر یافته است.

منبع تغذیه Shore برای کشتی های کوچکتر و برنامه های کاربردی مارینا

فراتر از حمل و نقل تجاری، منبع تغذیه ساحلی یک ابزار استاندارد در اسکله ها، بندرگاه های قایق بادبانی و اسکله کشتی های تجاری کوچک است. برای شناورهای تفریحی و تجاری سبک، سیستم برق ساحلی شامل الف پایه متری در هر اسکله یک یا چند پریز برق در 16 آمپر، 32 آمپر یا 63 آمپر ارائه می شود - برای شارژ باتری، تهویه مطبوع، وسایل آشپزی و سیستم های آبریز بدون استفاده از ژنراتور یا اینورتر کافی است.

ملاحظات کلیدی برای اتصال برق در ساحل کشتی کوچک عبارتند از:

• قطبیت و نشت زمین - قطبیت نادرست در اتصالات برق ساحلی یک خطر ایمنی است. یک نشانگر قطبیت یا مانیتور برق ساحل باید روی پانل کشتی نصب شود.
• جداسازی گالوانیکی - یک عایق گالوانیکی یا ترانسفورماتور ایزوله از خوردگی جریان سرگردان در اتصالات فلزی زیر آب ناشی از جریان جریان از طریق هادی زمین ساحلی بین کشتی‌هایی که دارای سیستم مارینا هستند جلوگیری می‌کند.
• رتبه بندی سیم برق Shore - کابل باید برای حداکثر جریان بار و برای خدمات در فضای باز و مجاور آب شور درجه بندی شود. سیم‌های کم اندازه با عایق آسیب‌دیده یکی از دلایل اصلی آتش‌سوزی‌های الکتریکی مارینا هستند.
• سازگاری فرکانس - کشتی‌هایی که بین مناطق با فرکانس‌های شبکه مختلف حرکت می‌کنند (50 هرتز در مقابل 60 هرتز) باید تأیید کنند که همه بارهای متصل، به‌ویژه موتورهای AC و شارژرهای باتری، برای هر دو فرکانس قبل از اتصال رتبه‌بندی می‌شوند.