search query: @keyword diesel-electric / total: 3
reference: 1 / 3
« previous | next »
Author:Helenius, Henri
Title:Energy storages in diesel-electric icebreakers
Energiavarastot dieselsähköisissä jäänmurtajissa
Publication type:Master's thesis
Publication year:2012
Pages:101      Language:   eng
Department/School:Sovelletun mekaniikan laitos
Main subject:Laivanrakennusoppi   (Kul-24)
Supervisor:Kujala, Pentti
Instructor:Hänninen, Samuli
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  3523   | Archive
Keywords:icebreaker
diesel-electric
energy storage
power balancing
peak shaving
jäänmurtaja
dieselsähköinen
energiapankki
tehon tasaus
tehonhuippujen tasaus
Abstract (eng): In this master's thesis the use of electrical energy storages for propulsion power balancing in icebreakers with diesel-electric propulsion power plant is studied.

Ships that operate in ice are prone to get ice impacts to the propeller, which causes additional torque and slows the propeller down.
In heavy and continuous ice contact, depending on the inertia and over torque capacity of the main engines, the propeller can slow down significantly.
Even with diesel-electric machinery the power of the main engine(s) will drop suddenly.
To keep the ship moving efficiently through the ice and to avoid getting stuck, the propulsion power must be restored quickly after the ice contact is over.

The purpose of using electric energy storages is to balance out the load fluctuation experienced by the ship's propulsion plant, caused by ice block impacts on the propeller(s).
This allows the prime mover s) to operate at constant power and optimum load.
This reduces fuel oil consumption, emissions and wear and tear of the prime mover(s) as well as improves the acceleration and dynamic response of the vessel.

The use of lead-acid and lithium-ion batteries as well as super capacitors and fuel cells is studied.
Also the combination of two energy storages and the use of a brake resistor are investigated.
The overall characteristics of the energy storages and the total cost of an energy storage system are compared to gained advantages in ship operation.
A sensitivity analysis is included in the total cost analysis, where several profitability scenarios with changes in investment interest rate and fuel oil price increases are investigated.

Available ice load measurement data is used to calculate and evaluate the required energy and power amount to successfully balance out the majority of the load fluctuations experienced by the ship's propulsion plant and reduce the greater load spikes.

On the ground of the study, the optimal solution is chosen and the technical and economic feasibility of it is addressed.
Abstract (fin): Tässä diplomityössä tutkitaan sähköisten energiavarastojen käyttöä propulsiotehon tasaukseen jäänmurtajissa, jotka operoivat dieselsähköisellä propulsiovoimalaitoksella.

Laivat, jotka operoivat jääolosuhteissa ovat alttiita potkurien jääiskuille.
Tämä aiheuttaa lisävääntömomenttia ja hidastaa potkuria.
Kovissa ja jatkuvissa jääolosuhteissa, pääkoneistojen inertiasta ja ylimomenttikapasiteetista riippuen, potkuri hidastuu merkittävästi.
Jopa dieselsähköisellä koneistolla pääkoneiden teho laskee yhtäkkisesti.
Jotta laiva jatkaisi liikkumista jäiden läpi sujuvasti ja jotta vältyttäisiin jäämästä kiinni jäihin, propulsioteho täytyy palautua nopeasti jääkontaktin ollessa ohi.

Sähköisten energiapankkien käytön tarkoituksena on tasata laivan propulsiovoimalaitoksen kokemat kuormanvaihtelut, sallien sen toimia vakioteholla ja optimaalisella kuormituksella.
Tämä vähentää polttoaineen kulutusta, päästöjä sekä pääkoneiden kulumista samalla parantaen laivan kiihdytyskykyä ja dynaamista vastetta.

Lyijy- ja litium-ioni-akkujen sekä superkondensaattoreiden ja polttokennojen käyttöä tutkitaan.
Myös kahden erillisen energiavaraston yhdistelmää ja jarruvastuksen käyttöä selvitetään.
Energiavarastojen yleisiä ominaisuuksia ja järjestelmän kokonaishintaa verrataan laivan operoinnissa saavutettuihin etuihin.
Kokonaiskustannusanalyysiin on sisällytetty herkkyysanalyysi, jossa useita eri kannattavuusskenaarioita on tutkittu muuttamalla investoinnin korkotasoa sekä polttoaineen hinnan nousua.

Saatavilla olevaa jääkuormien mittausdataa käytetään tarvittavien energia- ja tehoreservien laskemiseen ja arvioimiseen, joilla voidaan onnistuneesti tasata laivan propulsiovoimalaitoksen kokema kuormanvaihtelu ja pienentää kuormapiikkien kokoa.

Työn perusteella valitaan optimaalinen ratkaisu ja sen teknis-taloudellista toteutuskykyä tutkitaan.
ED:2013-10-22
INSSI record number: 47382
+ add basket
« previous | next »
INSSI