M/S Aurora botnias driftprofil : En undersökning av driftprofilen samt möjliga energibesparingsmöjligheter för fartyget M/S Aurora Botnia

Abstract

Följande examensarbete är utfört på uppdrag av NLC Ferry Oy Ab för att analysera energiförbrukningen under drift av deras nybyggda fartyg M/S Aurora Botnia. Samtidigt har undersökts den möjliga optimeringen av energiproduktionen under drift.

Tillvägagångssättet för arbetet har varit att köra rutterna med olika kombinationer av energiproduktion samt genom att teoretiskt beräkna energibehoven för resorna. Säkerheten har ändå beaktats och de olika kombinationerna har fortfarande säkerställt att fartyget har tillräckligt med energi för manövrering, vid möjliga tekniska fel, samt att tidtabellerna har hållits.

Energiförbrukningen som har analyserats har tagits från fartygets egna övervakningssystem, Valmarine IAS, och bränsleförbrukningen har fåtts från maskindagböckerna. Mätningarna har försökt göras under så likadana väderförhållanden som möjligt för att få så jämförelsevis likvärdiga data och genom att ta ett medelvärde för två likadana resor. Mätningarna har gjorts under hösten 2022.

Arbetet har inte beaktat drift med enbart batterier utan enbart drift med olika hybridlägen.

Resultaten visar att under de långsammare resorna, 3 h 45 min och 4 h, finns det energibesparingsmöjligheter om man manövrerar med hjälp av batterier och har en motor i drift och sedan genom att köra en motor på optimal effekt och använda batterierna för det extra energibehovet tills batterierna är tomma. Därefter använda två motorer för framdrift och för att ladda upp batterierna. Slutliga manövreringen sker med hjälp av en motor och batterier.

Under de snabbaste resorna som fartyget kör, 3 h 30 min, finns det inte mycket att göra med hjälp av den nuvarande batteristorleken för att minska bränsleförbrukningen.

Tämä opinnäytetyö on tehty NLC Ferry Oy Ab: toimeksiannosta ja tavoitteena on analysoida energiankulutus käytön aikana heidän uudella M/S Aurora Botnia laivalla. Samanaikaisesti on tutkittu miten voi optimoida energiantuotanto käytön aikana.

Työn toimintatapa on ollut reitin ajaminen eri energiantuotannon yhdistelmillä sekä reittien teoreettisten energiantarpeiden laskeminen. Turvallisuus on kuitenkin huomioitu ja eri käyttöyhdistelmät ovat varmistaneet että laivalla on ollut tarpeeksi energiaa ohjaamiseen ohjaaminen, mahdollisten teknisten vikojen sattuessa, sekä aikataulujen pitämiseen.

Analysoitu energiankulutus on otettu laivan omasta valvontajärjestelmästä, Valmarine IAS, ja polttoainekulutus on otettu konepäiväkirjasta. Mittaaminen on yritetty tehdä mahdollisin samalaisissa sääolosuhteissa jotta tieto olisi mahdollisimman hyvin verrattavissa toisiinsa. Keskiarvon laskeminen on tehty kahdella mahdollisimman samanlaisella reitillä. Mittaukset on tehty syksyllä 2022.

Työ ei ole huomioinut pelkästään akulla ajamista vaan ainoastaan eri hybridjärjestelmiä on käytetty.

Tulokset osoittavat että hitaimmilla reiteillä, 3 h 45 min ja 4 h, on mahdollista säästää energiaa ohjaamalla akun ja yhden koneen avulla, minkä jälkeen ajetaan yhden koneen optimaalilla teholla ja lisää energiaa tarvittaessa käytetään akkuja kunnes ne on tyhjennetty. Sen jälkeen ajetaan kahdella koneella ja akut lataukseen. Viimeinen ohjaus tehdään yhdellä koneella akun avulla.

Nopeimmilla reiteillä, 3 h 30 min, ei ole paljon mahdollisuuksia polttoainekulutuksen vähentämiseen, kun akut ovat tämän kokoinen.

This bachelor thesis is done on behalf of NLC Ferry Ab Oy to analyse the energy consumption under operation of their newly built ferry M/S Aurora Botnia. At the same time, the possibility to optimise the energy production under operation has been analysed.

The approach for the work was to drive the routes using different combinations of energy production and by theoretically calculating the energy need for the routes. Safety has, nonetheless been considered and the different combinations have still ensured that the ship has sufficient energy for manoeuvring, should a technical fault happen, and that the ship has arrived and departed on time.

The energy consumption data that has been analysed has been collected from the ship’s own surveillance system, Valmarine IAS, and the routes’ fuel consumption has been gathered from the engine diaries. The measurements have been done during similar weather conditions to get as equivalent data as possible and by calculating the average consumption of two equal trips. The measurements have been taken during the autumn of 2022.

This work has not taken into consideration operation when using only batteries, only operation using different hybrid modes.

The result shows that during the slower trips, 3 h 45 min and 4 h, there is possibility for energy savings if you manoeuvre with the help of batteries and one engine running and then by driving one engine on optimal load with the aid of batteries until the battery power is depleted. Thereafter using two engines for propulsion and charging up the batteries. Finally manoeuvring with one engine and batteries.

Driving the faster trips, 3 h 30 min, there is not a lot to do with the current battery capacity to reduce fuel consumption.