Utfordringer i maritime hybride og full-elektriske kraftsystemer

Hvordan sikrer vi at fremtidens grønne skip ikke bare fungerer i teorien – men også i praksis?

Dette var utgangspunktet da GCE Blue Maritime Cluster, i samarbeid med NTNU i Ålesund, samlet over 50 deltakere fra industri, akademia og forskning til en fagdag om hybride og helelektriske kraftsystemer. Med REFUEL-prosjektet som bakteppe gikk vi dypere inn i erfaringer fra konkrete hendelser og hvordan økende kompleksitet påvirker systemene ombord.

Når ting ikke oppfører seg som forventet

Vilmar Æsøy, Professor ved NTNU i Ålesund åpnet dagen med å vise eksempler på det mange nå flere i praksis. Havarier som ikke helt gir mening og feil som oppstår ulikt på søsterskip. Teorien er at mekaniske komponenter som påvirkes av elektriske forhold. Vi har ikke helt oversikten over hvordan systemene forholder seg til hverandre.

Når systemene blir mer komplekse, blir også årsakene til feil mer sammensatte. Det utfordrer både hvordan vi designer, hvordan vi tester, og hvordan vi forstår det som faktisk skjer.

Standarder og systemforståelse

I første bolk var fokuset på forskning, systemforståelse og standarder.

Stein Hellesø fra Sintef Energi innledet med fokus på deres målekampanjer og utfordringene – og mulige løsninger som kan implementeres for Common Mode strøm.

Videre forklarte Marius Ulla Hatlehol om sin nylige forskning på hvor krevende det er å forstå samspillet i de kompliserte lukkede mikrogriddene som skip er. Når elektriske og mekaniske fenomener begynner å påvirke hverandre på nye måter, får vi feilbilder som ikke nødvendigvis lar seg forklare innenfor ett fagområde alene.

Det er også her mye av usikkerheten ligger. Vi vet at problemene finnes, men vi har fortsatt begrenset innsikt i størrelsesorden og konsekvenser.

Arild Røed fra Norsk Elektrotekniske Komite (NEK) ga og en god innføring i de forskjellige elektriske standardene som angår skip og hva som er i ferd med å oppdateres. Her ble det og tydelig at påvirkning av standarder er mer tilgjengelig enn mange tror. Det er ikke noe som skjer langt unna oss, det er noe vi faktisk kan være med å forme som enkeltbedrifter og klynge.

Erfaringer fra design og integrasjon

I andre bolk kom industrien på banen med konkrete erfaringer.

Fra Vard og Martin Skaar Vadset ble common mode-strømmer trukket frem som en gjennomgående utfordring. Det er et fenomen som går igjen i flere prosjekter, men som fortsatt ikke er godt nok forstått eller standardisert.

CTO i Acel og HAF Power Solutions, Martin Skaaravik var tydelige på at mye av nøkkelen ligger i tidlig fase. Det finnes ingen standardløsning som passer alle fartøy. Driftsprofilen styrer designet, og integrasjon må skje tidligere og interface-avklaringer som tas for sent, blir fort dyre.

Samtidig lever diskusjonen rundt AC og DC videre. Nye løsninger, blant annet Stadt Lean Propulsion’s stealth mode, viser at det fortsatt er rom for å utfordre etablerte valg særlig når nye krav til støy, effektivitet og operasjon kommer inn.

Mer komplekse systemer – og mennesker som skal håndtere dem

I siste del av programmet ble perspektivet løftet.

Finn Tore Holmeset viste til at en signifikant del av garanti-claimer kan knyttes opp i mot hybridiseringen av anleggene om bord og at en stor andel av disse handler om software. Samtidig får sjøfolk stadig flere oppgaver, men ikke nødvendigvis nok opplæring til å ta i bruk ny teknologi, noe som endrer samarbeidskonstellasjonene internt i rederiene.

Dette er en viktig påminnelse. Teknologien utvikler seg raskt, men menneskene som skal bruke den må henge med.

Asbjørn Halsebakke fra The Switch så videre inn i glasskula og pekte på en forventning om at strøm og spenningsnivåer trolig vil øke i fremtidens fartøy, noe som vil gjøre dagens utfordringer enda sterkere. Han pekte også pekt på at tilgang på kompetanse er en av de største barrierene fremover. Vi trenger folk i alle ledd, ikke bare på toppnivå.

Øystein Aasheim Alnes, leder av seksjonen for styring og propulsjon i DNV løftet til slutt frem deres arbeid med komplekse integrerte systemer (CIS) og behovet for tettere samarbeid med industrien. Samtidig ble det tydelig at regelverkene fortsatt i stor grad er domenebaserte, noe som gjør det krevende å håndtere de tverrfaglige utfordringene vi nå står i.

Fra diskusjon til retning

Gjennom dagen tegnet det seg et ganske tydelig bilde av hvor vi må videre.

Behovet for mer standardisering, særlig knyttet til common mode, ble løftet frem. Det samme gjaldt behovet for bedre målinger og innsikt i elektromagnetiske forhold ombord.

Men kanskje viktigst: vi må bli bedre på å se helheten. Samspillet mellom design, operasjon og kompetanse er der mye av utfordringen, og løsningen ligger.

Klyngekraft i praksis

Dette er kjernen i det vi prøver å få til som klynge. Skal man endre noe, må man samle ekspertene, utfordre hverandre og sette en retning. Målet er ikke bare gode diskusjoner der og da, men å få i gang prosesser som styrker den felles konkurransekraften.

Dette arrangementet er et godt bilde på nettopp det. Over 50 deltakere fra hele verdikjeden, som deler erfaringer, diskuterer utfordringer og begynner å trekke i samme retning.  Det er der klyngeeffekten oppstår, og som trolig ingen andre miljøer kan matche.

Det grønne skiftet i maritim sektor er ikke bare en teknologisk øvelse. Det er en systemutfordring. Med REFUEL-prosjektet som bakteppe og et tett samarbeid mellom industri og akademia er målet å ta steg i riktig retning. Det er ikke fordi vi har alle svarene, men fordi vi må begynne med å stille de riktige spørsmålene.