挪威“Yara Birkeland”號(hào)

全球首艘零排放全電動(dòng)集裝箱船

電動(dòng)船舶在降低運(yùn)營(yíng)成本、提升駕乘體驗(yàn)、以及推動(dòng)船舶智能化等方面優(yōu)勢(shì)較為明顯。

運(yùn)營(yíng)成本低

純電動(dòng)船舶較常規(guī)柴油機(jī)船舶運(yùn)營(yíng)成本具有較大優(yōu)勢(shì)，以拖輪為例測(cè)算，純電動(dòng)船舶使用壽命30年內(nèi)動(dòng)力消耗可節(jié)省一條常規(guī)拖輪的造價(jià)。

可操縱性強(qiáng)

純電動(dòng)船舶的推進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速易于調(diào)節(jié)，螺旋槳采用全回轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，在正反轉(zhuǎn)各種轉(zhuǎn)速下都能提供恒定的轉(zhuǎn)矩。

可靠性強(qiáng)

純電力推進(jìn)船舶使用多組電池組互為備用，當(dāng)部分電池組故障時(shí)電池管理系統(tǒng)可以及時(shí)隔離處理，不影響動(dòng)力系統(tǒng)的供電。

空間利用率高

傳統(tǒng)船舶軸系長(zhǎng)度往往占到船長(zhǎng)的40%左右，純電力推進(jìn)的船舶替代傳統(tǒng)的傳動(dòng)軸系、發(fā)電機(jī)、分油機(jī)、油柜、燃油鍋爐等設(shè)備設(shè)施以及燃油管線，改善了機(jī)艙的布置，可以更加合理地利用機(jī)艙空間。

環(huán)保

純電力推進(jìn)船舶大大減少船上振動(dòng)和噪音，提高船員和乘客的舒適度且工作期間無(wú)大氣污染物排放，也減少燃油對(duì)水域污染的可能性。電池到達(dá)使用壽命后，廠家可對(duì)廢舊電池進(jìn)行回收和集中處理。

智能化

純電動(dòng)船舶摒除大量燃油機(jī)器設(shè)備，取而代之的是操控便捷、集成化智能化更高的電氣設(shè)備，自動(dòng)化程度高，更有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)駕合一。

船用電力推動(dòng)系統(tǒng)架構(gòu)

圖源：E FALKE

電池系統(tǒng)：主要包含電池和BMS兩個(gè)部分，電池是電動(dòng)船舶的動(dòng)力源，性能與成本均占據(jù)主導(dǎo)。當(dāng)下中國(guó)船舶鋰電主要采用鐵鋰電池，通常需要具備高一致性、高安全、高性能、長(zhǎng)壽命等特點(diǎn)，電池系統(tǒng)與BMS結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高效運(yùn)行。

40M Wh的大型輪渡船電池組

圖源：Corvus Energy

電控系統(tǒng)：電控系統(tǒng)包含網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備和配電單元。網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備包含中央處理單元，屏幕顯示單元，交換機(jī)與通信模塊單元等。

配電設(shè)備包含配電板、啟動(dòng)器、岸電箱和應(yīng)急充放電板等。

推進(jìn)系統(tǒng)：主要包含推進(jìn)逆變器、推進(jìn)電動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器等部分，是電動(dòng)船舶的動(dòng)力單元。根據(jù)電力組網(wǎng)技術(shù)不同，電力推進(jìn)可分為交流組網(wǎng)和直流組網(wǎng)。當(dāng)下直流組網(wǎng)是主流技術(shù)路線，相比交流組網(wǎng)，系統(tǒng)集成度更高，因省去配電板和部分變壓器，體積、重量減小，油耗和噪音也有所降低。

直流組網(wǎng)推進(jìn)系統(tǒng)

圖源：wartsila

岸電系統(tǒng)（Shore Power System）是指在船舶正常營(yíng)運(yùn)靠港期間港口向船舶供電的系統(tǒng)，也被稱(chēng)為港口岸電系統(tǒng)或靠港船舶使用岸電系統(tǒng)。

岸電系統(tǒng)的主要組成部分包括：

岸上電源：包括發(fā)電站、變電站和配電裝置等，可以使用傳統(tǒng)的電力網(wǎng)絡(luò)或可再生能源如太陽(yáng)能、風(fēng)能等進(jìn)行電力供應(yīng)。

岸上電纜：連接岸上電源和船舶的電纜系統(tǒng)，需要具備高強(qiáng)度、耐腐蝕和絕緣性能。

船舶接口設(shè)備：包括岸電接口設(shè)備和船舶接收設(shè)備，岸電接口設(shè)備位于岸邊，負(fù)責(zé)將電力從岸上電纜連接至船舶上。

控制與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：用于控制岸電系統(tǒng)的運(yùn)行和監(jiān)測(cè)電力傳輸?shù)脑O(shè)備，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力負(fù)荷、電壓、頻率等參數(shù)，并進(jìn)行調(diào)節(jié)和管理 。

船舶綠色化要求船舶靠泊和行駛的低排放。一方面，岸電是實(shí)現(xiàn)船舶靠泊期間零碳排放的可行方案，另一方面，電動(dòng)船舶數(shù)量的提升亦將推動(dòng)岸電系統(tǒng)的建設(shè)和改造。