Fuel cell auxiliary systems in a cruise ship
Oravasaari, Tero (2024)
2024
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202405069382
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202405069382
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää millaisia apujärjestelmiä PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell) ja SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) -polttokennot tarvitsevat toimintaansa, sekä vertailla näiden eri polttokennolaitteistojen ominaisuuksia ja vaatimuksia. Tutkimuksessa tavoitteena oli myös kerätä yhteen saatavilla olevat tekniset tiedot eri valmistajilta näistä polttokennotyypeistä. Tietojen pohjalta laskettiin ominaisuudet vastaamaan 1 megawatin kokoisen apuvoimalaitoksen vaatimuksia ja arvioitiin järjestelmän toteutettavuutta risteilyalukseen.
Polttokennojen aihepiiriin perehdyttiin tarkastelemalla niiden toimintaperiaatetta, sekä tuomalla esille viimeisimpiä kehitysaskeleita tekniikan yleistymisessä merenkäynnissä ja ilmailussa päästöjen vähentämiseksi. Tekniikan turvallisuusvaatimuksista nostettiin esille tärkeimpiä näkökulmia, joita luokituslaitokset ovat asettaneet. Tietoa kerättiin kirjallisuudesta ja internetin eri lähteistä.
Tutkimuksen ja laskennan tietojen analysoinnin perusteella tehtiin päätelmät, että PEM-polttokennojärjestelmä olisi soveltuvampi risteilyaluksen apuvoiman tuotantoon. Tulo- ja poistoilmakanavien pienempi tilantarve, alhaisempi paino ja pienempi järjestelmän tilantarve ovat tärkeimmät edut käytettäessä PEM-polttokennoja. The objective of this thesis was to clarify what kind of auxiliary systems PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell) and SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) need to operate and compare the properties and requirements of these different fuel cell systems. The study also aimed to gather the available technical data from different manufacturers on these types of fuel cells. Based on the data, the characteristics were calculated to meet the requirements of a 1-megawatt auxiliary power plant and the feasibility of the system for a cruise ship was evaluated.
The topic of fuel cells was studied by examining their operating principle, as well as by highlighting the latest developments in the advancement of the technology in seafaring and aviation to reduce emissions. The most important aspects of the technology safety requirements that classification societies have set out were highlighted. The knowledge was gathered from literature and internet sources.
Based on the analysis of the data from the study and the calculation, it was concluded that the PEM fuel cell system would be more suitable for the auxiliary power production on a cruise ship. A smaller capacity needed for air and exhaust ducts, lower weight and need for space are the main benefits when using PEMFC.
Polttokennojen aihepiiriin perehdyttiin tarkastelemalla niiden toimintaperiaatetta, sekä tuomalla esille viimeisimpiä kehitysaskeleita tekniikan yleistymisessä merenkäynnissä ja ilmailussa päästöjen vähentämiseksi. Tekniikan turvallisuusvaatimuksista nostettiin esille tärkeimpiä näkökulmia, joita luokituslaitokset ovat asettaneet. Tietoa kerättiin kirjallisuudesta ja internetin eri lähteistä.
Tutkimuksen ja laskennan tietojen analysoinnin perusteella tehtiin päätelmät, että PEM-polttokennojärjestelmä olisi soveltuvampi risteilyaluksen apuvoiman tuotantoon. Tulo- ja poistoilmakanavien pienempi tilantarve, alhaisempi paino ja pienempi järjestelmän tilantarve ovat tärkeimmät edut käytettäessä PEM-polttokennoja.
The topic of fuel cells was studied by examining their operating principle, as well as by highlighting the latest developments in the advancement of the technology in seafaring and aviation to reduce emissions. The most important aspects of the technology safety requirements that classification societies have set out were highlighted. The knowledge was gathered from literature and internet sources.
Based on the analysis of the data from the study and the calculation, it was concluded that the PEM fuel cell system would be more suitable for the auxiliary power production on a cruise ship. A smaller capacity needed for air and exhaust ducts, lower weight and need for space are the main benefits when using PEMFC.