Gemi Retrofitleri İçin Kıyı Elektriği Yük Analizi

Geminin jeneratörleri, rıhtımda hiç görülmeyebilecek yükleri de içeren farklı işletme koşullarına göre seçilir. Kıyı bağlantısını toplam kurulu jeneratör kapasitesine göre boyutlandırmak sistemi gereğinden büyük; düşük talebin görüldüğü tek bir ölçüme göre boyutlandırmak ise yetersiz bırakabilir. Tasarım yükü, ölçümler veya geminin yük analiziyle desteklenen, varsayımları kayıt altına alınmış temsili bir en yüksek rıhtım senaryosundan çıkarılmalıdır.

Rıhtımda çalışan yüklerden başlayın

Analiz, gemi rıhtımdayken çalışan tüketicilerle ve bunların en fazlasını aynı anda devreye sokan işletme senaryosuyla başlar. Liste gemi tipine ve sefer düzenine göre değişir; bu nedenle başka bir hatta çalışan kardeş gemiden alınan değer ancak başlangıç noktası olabilir.

• Yaşam mahalli ve otel yükleri: aydınlatma, mutfak, havalandırma ve iklimlendirme; limanın mevsimine ve iklimine göre değişir
• Limanda çalışmaya devam eden makineler: pompalar, kompresörler, makine dairesi havalandırması ve beklemede tutulan sistemlerin yardımcı ekipmanları
• Yükle ilgili tüketimler: gemiye göre reefer konteynerler, kargo pompaları, ambar ve rampa hidrolikleri veya yük elleçleme ekipmanları
• Yük operasyonları sırasında çalışan balast pompaları gibi yüksek güçlü, aralıklı tüketiciler

Her tüketici için üç soru vardır: rıhtımda çalışıyor mu, hangi yükte çalışıyor ve hangi diğer tüketicilerle aynı anda devrede oluyor? Son soru, ekipman etiket değerlerinden gerçek bir işletme senaryosuna geçişi belirler.

Ekipman etiketlerinin toplamı değil, eşzamanlı talep

Rıhtımda çalışabilecek tüm ekipmanların anma güçlerini toplamak yükü olduğundan büyük gösterir; çünkü tüm tüketiciler aynı anda tam yükte çalışmaz. Ortalama değeri almak ise yetersiz kalır; bağlantının gerçek tepe talebi karşılaması gerekir. Sistemi boyutlandıran değer, gerçekçi bir rıhtım senaryosunda oluşan ve ekipmanı etkileyecek kadar süren en yüksek taleptir: örneğin yük operasyonunun sürdüğü sıcak bir öğleden sonra; gemideki bütün motorların aynı anda kalktığı teorik bir an değil.

Kısa süreli pikler, sürekli talepten ayrı kontrol edilir. Direkt yol verilen bir motor birkaç saniye boyunca çalışma akımının birkaç katını çekebilir; bu nedenle gerilim düşümü, transformatör ve kablonun bu duruma dayanımı ile kıyı giriş kesicisinin koruma ayarları motor kalkış senaryosu için ayrıca doğrulanmalıdır.

Mümkünse ölçün; gerekirse yeniden hesaplayın

Temsili liman uğraklarında kaydedilen jeneratör veya bara yükü, geminin rıhtımda gerçekte nasıl çalıştığını gösterir. Kullanışlı kayıtlar; ilgili mevsim ve yük koşullarını kapsadığı sürece alarm ve izleme sisteminden, güç yönetim sisteminden veya makine dairesi kayıtlarından alınabilir.

Kayıtlar sınırlıysa rıhtım yükü, geminin elektrik yük analizinden yeniden oluşturulabilir ve geminin limandaki gerçek işletmesine göre düzeltilir. Sonuç yine bir modeldir; bu nedenle varsayımlar açıkça kaydedilir ve mevcut ölçümlerle karşılaştırılır. Program izin veriyorsa ekipman değerleri kesinleşmeden önce hedefli ölçümler yapılabilir.

Marj bir mühendislik kararıdır

Marj, mevcut kayıtlarda tam temsil edilmeyen koşulları karşılar: daha sıcak bir liman, daha yoğun bir reefer yükü veya sonradan eklenecek ekipman. Marjın düşük tutulması yüksek talep görülen bir uğrakta gemiyi kısıtlayabilir; gereğinden yüksek tutulması ise transformatör, kablo ve gemide ayrılacak alanı büyütebilir. Her gemi için geçerli tek bir yüzde yoktur. Marj, geminin beklenen sefer düzenine göre belirlenmeli ve dayandığı varsayımlarla birlikte kayıt altına alınmalıdır.

Sonuç hem kilowatt hem de kVA olarak ifade edilir. Transformatör ve kablolar akıma göre boyutlandırıldığı için rıhtım yükünün güç faktörü de kilowatt değeriyle birlikte değerlendirilmelidir.

Tasarım yükü neyi belirler?

• Transformatör: kVA cinsinden tasarım yüküne göre boyutlandırılır; empedansı belirlenirken gerilim düşümü ve mevcut kısa devre akımı birlikte değerlendirilir
• Kablo: kıyı bağlantı kablosu ve gemi içi fider, yük akımı, döşeme koşulları ve hat boyunca gerilim düşümüne göre boyutlandırılır
• Kesici ve ana pano: kıyı beslemesi giriş kesicisi yük akımına ve bulunduğu noktadaki kısa devre seviyesine göre seçilir; ana pano baraları kıyı beslemesi işletme senaryosu için kontrol edilir

Tasarım yükü, yüksek veya alçak gerilim bağlantısının uygunluğunu belirleyen girdilerden biridir. IEC/IEEE 80005-1'in yayımlanmış kapsamı, 1 MVA veya üzeri rıhtım gücüne ihtiyaç duyan ya da ana dağıtımı yüksek gerilim olan gemilerde yüksek gerilim bağlantısının uygulanabilir olmasının beklendiğini belirtir; IEC/IEEE 80005-3 ise rıhtımda 1 MVA'ya kadar güç ihtiyacı olan gemiler için alçak gerilim kıyı bağlantısını kapsar. IEC/IEEE 80005-1'in gemi tarafındaki kapsamı rehberimizde ayrıntılı olarak açıklanıyor.

Beslemenin ana panoya nasıl ulaştığı ayrı bir mühendislik konusudur; bunu kıyı elektriği pano entegrasyonu rehberinde ele alıyoruz. Panonun kendi kontrolleri ise pano ve güç dağıtımı hizmetimizde açıklanan kontrollerdir.

FuelEU'nun regülasyondaki talep değeri, tasarım yüküyle aynı değildir

FuelEU Maritime, regülasyon amacıyla "rıhtımdaki belirlenmiş toplam elektrik gücü talebi" kavramını tanımlar: geminin rıhtımdaki toplam elektrik talebinin kilowatt cinsinden en yüksek değeri. Bu değer, uyumsuz bir liman uğrağı için ceza hesabında kullanılır. Mühendislik analizindeki aynı işletme koşulunu tarif eder ancak retrofit tasarımının esası değil, regülasyonda tanımlanmış bir değerdir. 2030 kıyı elektriği kuralları rehberimiz regülasyon kapsamını açıklıyor.

Biz hangi verileri istiyoruz?

• Elektrik yük analizi ve tek hat şeması
• Liman uğraklarından jeneratör yük kayıtları; izleme sisteminden veya makine kayıtlarından alınan veriler
• Geminin uğradığı liman ve rıhtımlar ile bu uğrakların mevsimleri
• Reefer taşıyan gemilerde reefer kapasitesi ve tipik reefer adedi
• Planlanan değişiklikler: yeni ekipman veya sefer düzeni değişikliği

Bu kayıtlar genellikle gemiye çıkmadan önce olası yük aralığını daraltır. Gemideki inceleme, tesisatı ve kritik varsayımları doğrular; çıkan sonuç da kıyı elektriği dönüşümünün kapsamı rehberinde anlattığımız daha geniş retrofit kapsamına girer.