Merel kasutamiseks sertifitseeritud superkondensaatorisüsteemide väljatöötamine

 

 

Projekti „Merel kasutamiseks sertifitseeritud superkondensaatorisüsteemide väljatöötamine“ rahastavad Norway Grants ja Ettevõtluse Arendamise Sihtasutus (EAS), et toetada Euroopa majanduslike ja sotsiaalsete erinevuste vähendamise-alast koostööd.

Projekt on toetatud Eesti-Norra koostööprogrammi „Green ICT“ vahenditest 727 000 euroga. Projekti elluviimise periood on august 2020 – jaanuar 2022. Projekti eesmärgiks on arendada merelaevanduse spetsiifiline superkondensaatoritel põhinev energiasalvestuse tehnoloogia esmakasutusega lainekompensatsiooni süsteemides.

Projekti tutvustus

Sõiduki kütusetarbimisest ja läbisõidust sõltuvalt eraldab sõiduauto aastas 1-4 tonni CO2-te. Põhjameres töötav väike 1MW merekraana võib eraldada aastas 453 tonni CO2-te juba ainult lainetuse kompenseerimiseks eesmärgiga koormat merepõhja suhtes stabiilsena hoida – olgu selleks koormaks siis tuuleveskite teenindav meeskond, kaabliga ühendatud autonoomne veealune sõiduk või puurimisseade.

Tüüpiline laine tõusu kompenseerimise süsteem töötab 4 tundi päevas, 6 sekundit laine kohta ning puutub kokku üle 800 000 lainega aastas. Igal aastal paigaldatakse üle 1 GW väärtuses aktiivseid laine tõusu kompenseerimise süsteeme. Need süsteemid eraldavad peaaegu pool miljonit tonni CO2-te juhul, kui kraana tõstmiseks kulunud energia ei taastu laine vastasküljega – kui laev on tõusnud ja kraana võib langeda. Teoreetiliselt suudaks selline süsteem kogu energia taastada, kui lained oleksid identsed ja elektrimootorites ei esineks ebaefektiivsusi ning energiasalvestamisel kadusid.

Pilt 1. Aktiivne lainekompenseerimissüsteem

Käesolev projekt tegeleb selle võrrandi salvestuspoolega. Superkondensaator on energiasalvesti, mis suudab energiat salvestada 98-protsendilise tõhususega ja seda 15-aastase pideva töö korral. Simuleeritud 98-protsendilise tõhususe korral hoiaks 1 MV süsteemi teenindav superkondensaatoril põhinev energiasalvestus aastas ära  ~440 tonni CO₂ eraldumise ja säästaks ~220 000 liitrit diiselkütust.

Praeguseks on kasutusele võetud mõningad üksikud eksperimentaalsed superkondensaatoritel põhinevad laine tõusu kompenseerimise süsteemid. Kuigi need pilootprojektid on osutunud edukaks, on kaks probleemi siiski veel jäänud lahendamata:

1. Pole olemas merel kasutamiseks sertifitseeritud superkondensaatoreid või kondensaatorite süsteeme, kuid uuendatud eeskirjad nõuavad, et superkondensaatorid oleksid spetsiaalselt meretingimustes kasutamiseks sertifitseeritud.
2. Hetkel kasutuses olevate superkondensaatorite eluiga pole rahuldav kasutatavate toodete kõrge sisetakistusega seotud ülekuumenemise probleemide tõttu.

Käesoleva projekti eesmärgiks on need probleemid lahendada ning töötada välja ja sertifitseerida meretööstuse-spetsiifiline superkondensaatori moodul.

Projekti eesmärgid

• merel kasutamiseks sertifitseeritud superkondensaatorisüsteemide väljatöötamine
• Norra merendussektori vajaduste kaardistamine

Projekti tegevused

• Kliendivajaduste väljaselgitamine
• Simulatsioon
• Mehhaanika arendustööd
• Elektroonika arendustööd
• Sertifitseerimine
• Tootedokumentatsiooni koostamine

Pilt 2. Energiasalvestuse kontseptsioon

Pilt 3. SkelMod 51V mooduli jõudluskatsed kliimakambris

Pilt 4. Katseseadistus vedelikjahutusega süsteemi parameetrite määramiseks

Projekti tulemused

• Sertifitseerimisvalmis merendusspetsiifiline superkondersaatorisüsteem
• Superkondensaatoril põhineva lainekompenseerimissüsteemi nõuete ja simulatsioonide ülevaade

Projektijuht:
Ardo Kõiv
Head of Module Development
Email: ardo.koiv (at) skeletontech.com

Project partner

Projektijuht: John Breiland
Email: john.breiland (at) nxtech.no

Norway Grants

Norway Grants ja EEA Grants tähistavad Norra panust rohelise, konkurentsivõimelise ja kaasava Euroopa toetamisel.

Norway Grants ja EEA Grants toetuste kaudu aitab Norra vähendada sotsiaalseid ja majanduslikke erinevusi ning tugevdada kahepoolseid suhteid soodustatud riikidega Kesk- ja Lõuna-Euroopas ning Baltikumis. Norra teeb tihedat koostööd ELiga Euroopa Majanduspiirkonna (EMP) lepingu kaudu. Koos teiste rahastajatega on Norra vahemikus 1994-2014 järjestikustesse toetuskavadesse suunanud 3.3 miljardit eurot.

Norway Grants toetusi rahastab vaid Norra ning need on saadaval riikides, mis
ühinesid Eliga pärast 2003. aastat. Ajavahemikul 2014-2021 on Norway Grants toetuste summa tõusnud 1,25
miljardi euroni. Nimetatud perioodi prioriteetideks on:

1. Innovatsioon, teadusuuringud, haridus, konkurentsivõime ja inimväärne töö
2. Sotsiaalne kaasatus, noorte tööhõive ja vaesuse vähendamine
3. Keskkond, energia, kliimamuutused ja vähese süsinikdioksiidiheitega majandus
4. Kultuur, kodanikuühiskond, hea valitsemistava ja põhiõigused
5. Justiits- ja siseküsimused