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船舶中心電力管理系統 提升造船裝備技術

2020-10-01 21:47經濟日報 金萊萊

船舶中心日前在台灣創新技術博覽會展出,由經濟部技術處補助的「船艇電能驅動整合技術開發計畫」成果-船舶電力管理系統(PMS),該系統達到船艦級電力品質控制技術,經100噸級快樂號改裝渡輪實測,裝設船舶中心開發PMS之船隻,至少可節省20~30%的油耗(營運模式將對油耗表現有所不同)。

船舶中心企推組組長張歆甜(左起)、船舶中心海洋產業處綠能技術組組長林鴻熙介紹船舶...
船舶中心企推組組長張歆甜(左起)、船舶中心海洋產業處綠能技術組組長林鴻熙介紹船舶電力管理系統(PMS)的特色與成果。 金萊萊/攝影

該中心海洋產業處綠能技術組組長林鴻熙表示,我國船舶產業長期仰賴歐美等國外大廠進行系統整合,國內廠商無法跨入產業供應鏈,更難以拓展市場機會。為此,船舶中心藉執行科專計畫,促進我國造船產業具備完整產業供應鏈,提升相關裝備技術水準,以期拓展市場機會並躍升國際。此整合系統技術成功的導入國內元件廠商至供應鏈中,如長岡機電開發的25kW船舶用直驅式IPM馬達、東元馬達、台湯動力電池等廠商產品,及帶動大舟遊艇廠,轉型為具油電混合遊艇建造能量之廠商。

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由於全球環保公約對於綠色船舶要求日趨嚴格,該技術PMS是以電動渡輪為實現載具,主線路設計採用固定電壓式直流匯流排(Regulated DC BUS=750VDC)、單機額定功率250kW,系統處理總和功率達1MW,可整合推進馬達、鋰電池組、發電機組之連結與SAE-J1939等數位通訊,並以數值分析計算發電機組負載、電力品質控制與短路電流等影響。

船舶電力管理系統(PMS)成功的導入國內元件廠商至供應鏈中。 船舶中心/提供
船舶電力管理系統(PMS)成功的導入國內元件廠商至供應鏈中。 船舶中心/提供

林鴻熙組長指出,船舶電力管理系統(PMS)是結合設備DC DROOP原理為控制基礎,設定不同轉換器輸出輸入功率門檻閥值,以達到均流控制誤差小於10%之目標。藉由電流方向控制達成主動式負載分配,避免DC匯流排發生過電壓(OV)與欠電壓(UV)現象,而控制輸出電流之精確度可確保船舶電網之直流電壓與電力品質穩定。

他說明,此系統曾成功應用在高雄旗津水域與新北市淡水河域。旗津水域已如完成國內首艘複合動力渡輪快樂號改裝:以電力驅動取代原傳統柴油引擎,成功改裝全亞洲第一艘100噸級商業運轉載客綠色渡輪「快樂號」,並在岸邊設置船舶專用岸電充電站,渡輪夜間靠岸時就可以直接充電。

亦完成國內首艘全新電動渡輪「旗福一號」,該船估計每年可以減少約6.5萬公升柴油使用量及17萬公斤的碳排放量,帶動高雄市交通局開闢海上輸運低碳觀光新亮點。旗福一號與快樂號專營棧貳庫全新航線,打造友善、低碳的水上遊憩運輸系統,成功打響高雄船舶綠能基地名號。持續推動新造電動渡輪「旗福二號」,相較傳統柴油渡輪,電動渡輪可有效降低碳排放20%與燃油成本30%以上,帶動我國業者建立大型電能驅動船舶技術能量與應用實績。

全亞洲第一艘100噸級商業運轉載客綠色渡輪「快樂號」及「旗福一號」。 船舶中心/...
全亞洲第一艘100噸級商業運轉載客綠色渡輪「快樂號」及「旗福一號」。 船舶中心/提供

淡水河域則與大舟遊艇開發國內首艘採用國內自製動力系統之複合動力遊艇Aquasense 33 Hybrid:協助新業者開發Aquasense 33 Hybrid複合動力豪華遊艇,於新北市淡水河域試運行,引擎模式時最高船速達32節,純電航行可達7節船速維持30分鐘,靠岸充電時數只需5小時或是在引擎模式下亦可邊跑邊充電,目前為國際複合動力同級距船型中具最高規格與性價比。長岡機電直驅式IPM馬達,除已應用在複合動力遊艇外,也應用於純電動船舶高雄愛河愛之船上,未來亦可應用於不同載具,如內湖觀光船、河道交通船、中小型遊艇與其他船舶等。

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