Elektrikli Tarak Gemileri Gerçekten Daha Uygun Maliyetli mi? Gerçek Projelerde Elektrik ve Hibrit Enerjinin Avantajları ve Sınırlamaları

Yeni enerji artık sadece tarama endüstrisindeki bir kavram değil.

Son yıllarda tamamen elektrikli kesici emme tarak gemileri, tamamen elektrikli çalışma tekneleri ve şarj edilebilir hibrit tarak gemileri Avrupa, Çin, Orta Doğu ve diğer pazarlarda gerçek projelere girmiştir. Bunlardan bazıları halihazırda faaliyete geçmiş durumda, bazıları ise daha yüksek güç seviyelerine doğru ilerliyor.

Bu önemli bir soruyu gündeme getiriyor:

Elektrikli tarak makineleri gerçekten dizel motorlu tarak makinelerine göre daha uygun maliyetli midir?

Cevap o kadar basit değil.

Elektrikli tahrik dizel tüketimini, emisyonları ve gürültüyü azaltabilir. Ancak bir tarak gemisi sıradan bir elektrikli gemiden çok farklıdır. Tarama pompası, kesici, hidrolik sistem ve yardımcı ekipmanların tümü önemli miktarda sürekli güç gerektirebilir. Bir elektrik sistemini gerçek tarama işine uygun hale getirmek için geminin ayrıca değişken frekanslı sürücülere, motor kontrol sistemlerine, akü yönetimine, güç dağıtım ekipmanına ve güvenilir şarj altyapısına ihtiyacı olabilir.

Yani değişim sadece dizel motordan elektrik motoruna geçişle sınırlı değil. Tüm güç sisteminin yeniden tasarlanması gerekiyor.

Mısır'daki Elektrikli ECSD650: Kıyı Gücü Tam Elektrikli Çalışmayı Pratik Hale Getiriyor

Damen'in ECSD650'si tamamen elektrikli kesici emme tarak gemisine iyi bir örnektir.

Tarak gemisi Mısır'a teslim edildi ve doğrudan yerel elektrik şebekesinden çalıştırılabiliyor. Konsept, tarak gemisinin gemide büyük bir dizel güç sistemi taşımasına gerek olmadığı, güvenilir güç altyapısına yakın konumlar için özellikle uygundur.

Avantajları basittir.

Geminin büyük miktarlarda dizel yakıt taşımasına gerek yoktur ve elektrikle çalıştırma, dizel motordan kaynaklanan egzoz emisyonlarını ortadan kaldırır. Gürültü de azaltılabilir. Bu özellikler, şehirlere yakın veya çevresel gerekliliklerin daha sıkı olduğu bölgelerdeki tarama projeleri için değerli olabilir.

Ancak bu proje aynı zamanda elektrikli tarama için temel koşullardan birini de göstermektedir:

Uygun bir güç kaynağı bulunmalıdır.

Aynı tarak gemisini sabit bir şebeke bağlantısı olmayan uzak bir nehre veya madencilik alanına taşıdığınızda, tamamen elektrikli bir sistemin avantajlarının farkına varılması çok daha zor hale gelir.

Hollandalı De Klop Electric CSD: Elektrikli Kesici Emme Taraması Halihazırda Faaliyette

2026 yılında Hollandalı operatör Dekker Group, De Klop tarafından üretilen tamamen elektrikli kesici emme tarak gemisini teslim aldı.

Gemi, iç su yolu operasyonları için tasarlandı ve tamamen elektrikli bir güç sistemi kullanıyor. Aynı zamanda modüler bir yapı konseptine sahiptir ve dalgıç pompa ve bacak sistemi ile donatılmıştır.

Bu proje önemlidir çünkü elektrikli tahrikin küçük çevre tekneleriyle sınırlı olmadığını göstermektedir. Elektrikli CSD'ler halihazırda profesyonel tarama operasyonları için geliştirilmektedir.

Aynı zamanda çalışma ortamı da önemlidir. Hollanda olgun bir iç su yolu ağına ve iyi gelişmiş bir elektrik altyapısına sahiptir; bu koşullar, elektrikli taramanın uygulanmasını oldukça kolaylaştırmaktadır.

Volta: Su Bazlı İnşaat için 2,2 MWh Pil

Hollanda Volta projesi elektrikli denizcilik ekipmanlarında başka bir yönü temsil ediyor.

Tamamen elektrikli çalışma gemisi,2,2 MWh pil sistemi, bir DC barası ve akıllı bir enerji dağıtım sistemi.

Gemi sadece kendi ekipmanını beslemek için değil aynı zamanda dubalarda veya kıyıda bulunan ekskavatör gibi ekipmanlara da elektrik gücü sağlayacak şekilde tasarlanmıştır.

Bu, elektrikli gemilerin nasıl basit bir taşıma platformundan daha fazlası haline gelebileceğini gösteriyor. Geminin kendisi bir inşaat sahasının enerji altyapısının bir parçası haline gelebilir.

Ancak 2,2 MWh'lik batarya kapasitesi başka bir gerçeği de ortaya koyuyor: Su bazlı inşaat ekipmanlarının güç talebi arttıkça, gerekli enerji depolama ve elektrik altyapısı da büyüyor.

JP Schilder: 187 kW Elektrikli Tahrik ve 130 kWh Pil

Hollandalı JP Schilder elektrikli tarak gemisi, CCS2 DC şarjlı, 187 kW'lık bir elektrik motoru ve 130 kWh'lik bir pil sistemi kullanıyor.

Proje, elektrifikasyonu bir eklenti olarak görmek yerine, bataryayı, kabloları, soğutma sistemini ve şarj altyapısını başından itibaren gemi tasarımının bir parçası olarak değerlendirdi.

Bu yaklaşım, elektrikli tarak gemileriyle ilgili önemli bir noktayı vurgulamaktadır.

Sistem basit değil:

Elektrik motoru + akü.

Bu:

Elektrik motoru + akü + şarj + soğutma + kontrol + hazne entegrasyonu.

Eğer geminin düzenli tarama operasyonları sırasında güvenilir performans göstermesi bekleniyorsa, bu unsurların hepsinin birlikte çalışması gerekir.

DB Avalon: Hibrit Güç, Her Şeyin Pillerle Çalıştırılması Gerektiği Anlamına Gelmiyor

Amerikalı tarak gemisi DB Avalon farklı bir yaklaşımı temsil ediyor.

Bu, lityum iyon pil sistemi ve kıyı gücü kapasitesi ile donatılmış, hibrit bir kapaklı tarak gemisidir. Uygun kıyı gücü mevcut olduğunda gemi elektrikle çalışabilir.

Bir başka ilginç özellik ise belirli çalışma döngüleri sırasında enerjiyi geri kazanma yeteneğidir. İndirme ve frenleme işlemi sırasında üretilen enerji aküde depolanabiliyor ve daha sonra kaldırma işlemleri sırasında kullanılabiliyor.

Hibrit sistem aynı zamanda geminin geleneksel konfigürasyona göre daha küçük jeneratör setleri kullanmasına da olanak tanıyor.

Hibrit gücün özellikle ilgi çekici hale geldiği yer burasıdır.

Amaç sadece bir dizel motor ve aküyü aynı gemiye monte etmek değildir. Bunun yerine çalışma şartlarına göre farklı enerji kaynakları kullanılmaktadır.

Büyük mühendislik gemileri için bu bazen tamamen akülere güvenmekten daha pratik olabilir.

Jan De Nul: Büyük Tarak Gemileri Takılabilir Hibrit Sistemlere Doğru İlerliyor

Jan De Nul da hibrit tahrik sistemine doğru ilerliyor.

İlk plug-in hibrit arkadan çekişli emme hunisi tarak gemisi 2.000 m³ kapasiteye sahiptir ve aküleri, jeneratörleri, elektrik motorlarını ve değişken frekanslı sürücüleri birleştirir.

Daha da önemlisi sistem, tepe noktası tıraşlama, dönüş rezervi ve rampa hızı kontrolü gibi enerji yönetimi fonksiyonlarıyla birlikte bir DC elektrik mimarisini kullanıyor.

Aküler, geminin jeneratörleri tarafından veya kıyı gücüyle şarj edilebilir.

Bu zaten basitçe "elektrik kullanmaktan" çok daha fazlasıdır.

Enerji yönetimidir.

Gemi aniden ek güce ihtiyaç duyduğunda akü, azami yükün karşılanmasına yardımcı olabilir. Yük azaldığında jeneratörler veya kıyı gücü aküyü yeniden şarj edebilir.

Bu, motorların verimsiz düşük yük koşullarında sürekli çalışmasının önlenmesine olanak tanır.

Değişken Frekanslı Tahrikler Elektrikli Tarak Gemileri İçin Neden Bu Kadar Önemli?

Bu, elektrikli taramada en kolay gözden kaçan konulardan biridir.

Temel bir elektrikli gemi için, motor çalışıp çalışabildiği sürece her şey çözülmüş gibi görünebilir.

Bir tarak gemisi farklıdır.

Bir tarama pompasının üzerindeki yük, taşınan çamura göre değişir. Kesici yükü toprak koşullarına göre değişir. Boru hattı direnci aynı zamanda malzeme konsantrasyonuna ve boşaltma mesafesine göre de değişebilir.

Elektrik motorunun yalnızca basit başlatma ve durdurma kontrolü veya sınırlı hız ayarı varsa, güç tepkisinin yönetilmesi zorlaşabilir.

Tarama operatörleri için bu önemlidir.

Operatörün kesiciyi, pompayı ve diğer ekipmanı toprak koşullarına ve çamur konsantrasyonuna göre ayarlaması gerekebilir. Motor tepkisi çok ani olursa, teknenin çalışması daha az rahat hissedilebilir ve hassas kontrol daha zor hale gelir.

Düzgün tasarlanmış bir elektrikli tarak gemisinin normalde etkili bir motor kontrolü ve değişken frekanslı tahrik sistemi gerektirmesinin nedeni budur.

Bu teknolojiyi kullanan büyük ölçekli tarama örnekleri zaten mevcut.

Danfoss tarafından yayınlanan bir tarama uygulamasında, 1,6 MW'lık bir tarama pompası ve 3,2 MW'lık bir takviye pompası, değişken frekanslı AC motorlarla çalıştırılıyordu. Değişken frekanslı sürücüler, pompa hızının gerçek yüke göre ayarlanmasına olanak tanıdı ve anormal yük koşullarında hızın hızla azaltılmasına yardımcı oldu.

İlke önemlidir:

Elektrikli tarak gemisinin yalnızca elektriğe ihtiyacı yoktur. Sorunsuz ve doğru bir şekilde kontrol edilebilen elektriğe ihtiyacı var.

Ancak Değişken Frekanslı Sürücüler ve Elektrik Kontrolleri de Maliyet Ekliyor

Ekonominin daha karmaşık hale geldiği yer burasıdır.

Yalnızca dizel motorun fiyatını bir elektrik motorunun fiyatıyla karşılaştırırsanız, elektrikli tahrikin daha ucuz olması gerektiği görünebilir.

Bir mühendislik tarak gemisi bu şekilde hesaplanamaz.

Tam bir elektrik güç sistemi şunları içerebilir:

Elektrik motorları, bataryalar, değişken frekanslı sürücüler, transformatörler, santraller, kontrol sistemleri, soğutma sistemleri, batarya yönetim sistemleri, şarj ekipmanları ve elektriksel güvenlik sistemleri.

Bu bileşenlerin tümü ilk yatırımı artırır.

Daha büyük tarak gemilerinde fark daha belirgin hale gelir.

Güç seviyeleri arttıkça motorlara, sürücülere, elektrik dağıtımına, soğutmaya ve koruma sistemlerine olan gereksinimler de artar.

Bu nedenle ekonomik karşılaştırma sadece elektrik ve dizel fiyatlarına dayandırılmamalıdır.

Daha faydalı karşılaştırma toplam sistem ve yaşam döngüsü maliyetidir.

Piller Başka Bir Önemli Sınırlamadır

Pil kapasitesi, tamamen elektrikli bir tarak gemisinin yeniden şarj edilmeden önce ne kadar süre çalışabileceğini belirler.

Günde birkaç saat çalışan bir tarak gemisinin, sürekli olarak on veya on iki saat çalışan bir tarak gemisinden çok farklı enerji gereksinimleri vardır.

Tarama pompaları ve kesiciler yüksek güçlü tüketiciler olabilir. Uzun süreli çalışma bu nedenle çok daha büyük bir akü sistemi gerektirir.

Batarya kapasitesinin arttırılması aynı zamanda ağırlığı da arttırır ve teknede değerli yer kaplar.

Şarj süresi daha sonra üretim programının bir parçası haline gelir.

Dizel tarak gemisi yakıt ikmali yapabilir ve nispeten hızlı bir şekilde işe dönebilir. Elektrikli tarak gemisi yeterli şarj gücüne ve yeniden şarj olmak için yeterli zamana sahip olmalıdır.

Bu nedenle,şarj altyapısı elektrikli tarama sisteminin etkili bir parçasıdır.

Ya Sahada Güvenilir Elektrik Yoksa?

Bu, küresel projeler için elektrikli tarak makineleri düşünüldüğünde en pratik sınırlamalardan biri olabilir.

Bazı tarama projeleri, elektrik altyapısına iyi erişime sahip limanlarda, şehirlerde veya endüstriyel bölgelerde bulunmaktadır.

Diğerleri uzak nehirlerde, göllerde, maden sahalarında veya kum madenciliği alanlarında bulunur.

Bu konumlar yeterli şebeke kapasitesine sahip olmayabilir.

Bir projenin özellikle tarak gemisi için bir trafo istasyonu, şarj tesisi ve enerji depolama sistemi inşa etmesi gerekiyorsa, bu altyapı maliyetlerinin proje hesaplamasına dahil edilmesi gerekir.

Bu gibi durumlarda dizel tahrik hala büyük bir pratik avantaja sahiptir.

Yakıtı sahaya getirdiğinizde gemi çalışmaya devam edebilir.

Elektrikli mi Hibrit mi? Proje Yanıtı Belirliyor

Halihazırda faaliyette olan gerçek dünya projeleri, her tarak gemisi için tek bir çözümün olmadığını gösteriyor.

Mısır'daki tamamen elektrikli ECSD650, kıyı gücünün elektrikli CSD'yi nasıl pratik hale getirebileceğini gösteriyor.

Hollanda'daki De Klop elektrikli CSD, tamamen elektrikli kesici emmeli taramanın halihazırda profesyonel iç su yolu uygulamalarına girdiğini gösteriyor.

Volta projesi, büyük bir batarya sisteminin elektrikli bir gemiyi nasıl mobil bir enerji platformuna dönüştürebileceğini gösteriyor.

JP Schilder tarak gemisi, düzenli tarama operasyonları için 187 kW elektrik motoru ve 130 kWh pil sistemi kullanarak başka bir yaklaşım sergiliyor.

DB Avalon, hibrit bir tarama sisteminde akülerin, jeneratörlerin, kıyı gücünün ve yenilenebilir enerjinin birlikte nasıl çalışabileceğini gösteriyor.

Jan De Nul'un 2.000 m³'lük takılabilir hibrit hazneli tarak gemisi, daha büyük gemilerin nasıl daha karmaşık elektrik mimarilerine ve enerji yönetimi sistemlerine doğru ilerlediğini gösteriyor.

Birlikte ele alındığında bu projeler net bir eğilim göstermektedir:

Elektrikli ve hibrit tarama sistemleri halihazırda pratiktir ancak ekonomik değerleri büyük ölçüde proje koşullarına bağlıdır.

Tamamen elektrikli bir sistem, güvenilir kıyı elektriği mevcut olduğunda, çalışma saatleri öngörülebilir olduğunda ve emisyonlar ile gürültü önemli hususlar olduğunda çekici olabilir.

Hibrit güç, uzun çalışma süreleri gerektiren büyük, yüksek güçlü tarama projeleri için daha fazla esneklik sağlayabilir.

Güvenilir elektriğin olmadığı uzak projeler için geleneksel dizel tahrik hala daha pratik olabilir.

Bu nedenle nihai karar, "yeni enerji" kelimesi yerine fiili projeye dayanmalıdır.

Tarak gemisi ne kadar derinde çalışacak?

Günde kaç saat çalışacak?

Gerekli pompa gücü nedir?

Malzeme ne kadar uzağa boşaltılmalıdır?

Kıyı elektriği mevcut mu?

Ne kadar şarj gücü mevcut?

Hangi pil kapasitesi gereklidir?

Değişken frekanslı bir sürücü gerekli mi?

Elektrik sisteminin tamamı ne kadar ek yatırım gerektirecek?

Güç sistemini seçmeden önce bu soruların cevaplanması gerekir.

Tarama projeleri için,En uygun güç sisteminin mutlaka en yenisi olması gerekmez. Enerji maliyeti, ekipman yatırımı, operasyonel kontrol ve gerçek saha koşulları arasında doğru dengeyi sağlayandır.