Адитья (лодка)

История
Индия
Имя	Адитья
Владелец	Департамент водного транспорта штата Керала
Оператор	Департамент водного транспорта штата Керала
Порт приписки	Кодунгаллур
Маршрут	Вайком – Таванаккадаву
Строитель	Navalt Solar and Electric Boats, Кочи , Индия
Расходы	₹2 крор
Номер двора	Y-09
Запущен	9 ноября 2016 г.
Завершенный	Ноябрь 2016 г.
В эксплуатации	12 января 2017 г.
Статус	В эксплуатации
Общая характеристика [1]
Класс и тип	Индийский регистр судоходства IRS +IW ЗОНА 3 ПАРОМ
Смещение	23 тонны
Длина	21 м
Луч	7 м
Высота	3,7 м
Черновик	0,95 м
Глубина	1,75 м
Колоды	Одинокий
Установленная мощность	2 × 9 кВт (крейсерский режим) 2 × 20 кВт (макс.)
Движение	2 асинхронных электродвигателя с постоянными магнитами – 20 кВт каждый (макс.) при 700 об/мин
Скорость	7,5 узлов (13,9 км/ч; 8,6 миль/ч) (макс.) 5,5 узлов (10,2 км/ч; 6,3 миль/ч) (крейсерская)
Емкость	75 пассажиров
Экипаж	3

Aditya — это работающий на солнечной энергии паром, курсирующий между Вайккомом и Таванаккадаву ^[2] в индийском штате Керала . ^{[2] [3]} Судно было открыто главным министром Кералы Шри Пинарайи Виджаяном и министром Центрального кабинета по энергетике и возобновляемым источникам энергии Шри Пиюшем Гоялом 12 января 2017 года. ^[4]

Это первый в Индии паром на солнечных батареях ^{[3] [5]} и крупнейшее судно на солнечных батареях в Индии до спуска на воду Indra_(boat) в 2023 году ^{[6] [7]} Судно было спроектировано и построено Navalt Solar and Electric Boats ^[8] в Кочи , Индия . Navalt — это технологическое совместное предприятие Navgathi Marine Design and Constructions, ^[9] Alternative Energies ^[10] (Франция) и EVE Systems ^[11] (Франция).

В августе 2020 года MarineLink сообщил, что к концу года штат Керала заменит три дизельных парома, работающих на том же маршруте, на солнечные, отметив, что стоимость Aditya составляет около 79 долларов США в месяц по сравнению с 2867 долларами США для дизельных паромов. ^[12] За три года Aditya сэкономила более 100 000 литров дизельного топлива. ^[12] Государственный департамент водного транспорта правительства Кералы также принял решение заменить все свои 48 дизельных паромов на солнечные. ^[12]

Лодка длиной 20 метров и шириной 7 метров покрыта 140 квадратными метрами (1500 квадратных футов) солнечных панелей мощностью 20 кВт, которые в свою очередь подключаются к двум электродвигателям по 20 кВт, по одному в каждом корпусе . В двух корпусах судна находится 700 кг литий-ионных батарей общей емкостью 50 кВт·ч. Корпус катамарана и его форма позволяют ему развивать скорость до 7,5  узлов . Это было подтверждено инспектором Индийского регистра судоходства , инспектором порта Керала и техническим комитетом. Корпус был спроектирован на основе обширного опыта Navgathi ^[13] и AltEn ^{[14] , а для определения его} гидродинамики была проведена обширная вычислительная гидродинамика (CFD) . Лодка спроектирована для использования в качестве пассажирского парома для работы между Вайкомом и Таванакадаву. ^[15]

Нормальная рабочая скорость составляет 5,5 узлов (10 км/ч), что позволяет преодолеть расстояние между Вайкомом и Таванаккадаву за 15 минут, что составляет 2,5 км по воде. Для достижения этой скорости необходимая мощность составляет около 16 кВт. Во время маневрирования, при отходе от причала или приближении к нему, требуется около 22 кВт мощности. Таким образом, в среднем требуется около 20 кВт мощности. Общее время работы, без учета времени нахождения на причале для посадки и высадки пассажиров, составляет 5,5 часов в солнечный день (в зависимости от потребностей клиента). ^[16]

Хотя максимальная необходимая мощность составляет в общей сложности 22 кВт во время маневрирования и 16 кВт в крейсерском режиме, более чем вдвое больше мощности, в общей сложности 40 кВт, обеспечивается двумя двигателями по 20 кВт каждый. Две системы по обе стороны лодки (в каждом полукорпусе) электрически независимы, чтобы обеспечить избыточность в случае отказа системы в одной из них. Даже если одна система выходит из строя, мощность доступна для безопасного плавания к берегу с другими. Кроме того, в отличие от дизельных двигателей, поскольку эффективность не падает с нагрузкой, электродвигатели могут нормально работать при 50% нагрузке, а в аварийных ситуациях при 100%. ^[16]

Для более высоких стандартов безопасности и надежности судно построено в соответствии с правилами Индийского регистра судоходства для судов внутреннего плавания и условиями эксплуатации маршрута Вайком – Таванаккадаву. Строительство судна завершено и было испытано Техническим комитетом, инспектором Индийского регистра судоходства и инспектором порта Керала 16 ноября 2016 года недалеко от заводи в Аруре. ^{[16] [17]} Судно зарегистрировано в порту Кодунгаллур в портах Кералы.

Лодка контролируется удаленно, и устранение неисправностей также может осуществляться удаленно. Все рабочие параметры лодки регистрируются и передаются на сервер NavAlt Solar and Electric Boats, откуда технические специалисты могут контролировать лодку. Обновления и настройки программного обеспечения также могут выполняться удаленно, как если бы компьютер был подключен к лодке. Это делает лодку еще безопаснее.

Стоимость проекта составила 370 000 долларов США. ^{[16] [18] [19]}

• Победитель первой премии Gussies Award за лучший электрический паром в мире 2020 года в память о Гюставе Труве ^[20]
• Эффективное решение Фонда Solar Impulse отмечено как выгодное и экологически чистое решение ^[21]
• Включен в список «Значительные малые суда мира 2017 года» ^{[22] [5]} Королевским институтом корабельных инженеров Великобритании.
• FICCI Лучший проект НИОКР, который можно масштабировать (премия Catapult) 2017 ^[23]

• Лодка представляет собой катамаран и, следовательно, более устойчива, чем однокорпусные лодки. Лодка может безопасно перевозить 200 пассажиров и при этом соответствовать жестким критериям устойчивости морских судов ИМО.
• Пропульсивная батарея одобрена DNV Class. Эти более высокие стандарты безопасности необходимы для обеспечения минимального риска теплового разгона.
• Мониторинг аккумулятора осуществляется на уровне ячеек, поэтому риски ниже.
• Существует три уровня предупреждений о безопасности – первый – это предупреждение о том, что определенные параметры приближаются к пределу, второй – это предупреждение о том, что пределы достигнуты и, следовательно, необходимо замедление, и, наконец, предупреждение о том, что пределы вышли за верхний предел и система должна отключиться для ее защиты. Параметры включают температуру ячеек, двигателя и многое другое.
• На судне имеется два независимых силовых агрегата, что обеспечивает надежность и избыточность. Системный сбой в одном силовом агрегате не влияет на другой, поскольку они электрически независимы. Судно удовлетворяет требованиям безопасности Индийского регистра судоходства , чтобы поддерживать крейсерскую скорость при отключении одного из двигателей. ^[24]

Судно курсирует с момента спуска на воду 12 января 2017 года между Вайккомом и Таванаккадаву. ^{[2] [25]} Цифры за этот общий период следующие:

Средняя экономия CO2 составляет 84,8 тонн в год. Это эквивалентно 3856 деревьям, если учесть, что 22 кг CO2 экономит полностью взрослое дерево за год. ^[27]

Первый год работы показывает следующее резюме. ^[28]

• Энергия движения в сутки на 22 поездки – 72,8 кВтч
• Энергия движения за поездку – 3,3 кВт·ч
• Уровень заряда аккумулятора (SOC) на конец дня – 58%
• Стоимость зарядки сети в день – 2,6 долл. США (179 рупий)
• Экономия OPEX – 25 лакхов рупий

  

Правительство Индии под руководством премьер-министра Шри Нарендры Моди и Министерство новой и возобновляемой энергии согласились спонсировать проект, учитывая, что это первый в своем роде проект в Индии. Преимущество спонсорства будет означать, что Департамент водного транспорта штата Керала получит лодку практически бесплатно. В этом сценарии лодка дешевле обычной лодки, и они начнут экономить деньги с первого дня. ^{[16] [19]} Однако министерство еще не предоставило сумму субсидии Департаменту водного транспорта штата Керала . Еще одним невыполненным требованием является равное отношение к электрическим лодкам и электрическим автобусам в рамках схемы FAME, которая позволила бы сократить расходы на проект на 20%. NITI-Aayog еще не устранил эту дискриминацию.

Данные за первые 150 дней эксплуатации показывают, что даже дождливые дни во время муссона не повлияли на график движения судна. ^{[25] [29]}

• Энергия движения в сутки на 22 поездки – 73,7 кВтч
• Энергия движения за поездку – 3,5 кВт·ч
• Уровень заряда аккумулятора (SOC) на конец дня – 60%
• Стоимость зарядки сети в день – 2,5 долл. США (163 рупии)

Данные за первые 60 дней эксплуатации ADITYA дали следующие результаты ^[30]

• Энергия движения в сутки на 22 поездки – 73,3 кВтч
• Энергия движения за поездку – 3,33 кВт·ч
• Уровень заряда аккумулятора (SOC) на конец дня – 65%
• Стоимость зарядки сети в день – 1,9 долл. США (124 рупии)

Судно было спущено на воду 9 ноября 2016 года. После этого были проведены многочисленные испытания и испытания для проверки эксплуатационных характеристик и стандартов безопасности судна.

• Испытания по оптимизации — для уточнения настроек внутреннего программного обеспечения с целью обеспечения более высокой эффективности системы преобразования солнечной энергии и движения, испытания проводились 13 и 14 ноября 2016 года совместно с экспертами из Франции.
• Испытания на заводе-изготовителе — проведены 15 ноября 2016 года с целью убедиться в том, что системы функционируют в соответствии со спецификациями.
• Испытания IRS и Технического комитета – проведены 16 ноября 2016 года ^[24] для проверки работы, скорости и безопасности лодки. Максимальная скорость была отмечена как 7,4 узла при 90% пропульсивной мощности. Мощность, необходимая для движения лодки с крейсерской скоростью 5,5 узлов, составляла 15 кВт. Лодка также была испытана на избыточность путем отключения одной системы и проверки того, может ли лодка с использованием одной системы двигаться с крейсерской скоростью 5,5 узлов. Также были проведены другие испытания маневрирования.
• Испытания клиентов – проведены 25 ноября 2016 года ^{[3] [31]} совместно с министром транспорта Шри. AK Сасендраном , депутатом Законодательного собрания Арура Шри. AM Арифом , депутатом Законодательного собрания Вайкома CK Ашей . Эксплуатационные характеристики были удовлетворительными для высокопоставленных лиц, а также для операторов Департамента водного транспорта штата Керала . Министр транспорта объявил, что в этом году запланировано еще 14 таких паромов. ^[3]
• Испытания на месте – проводились на маршруте Вайком-Тхаванаккадаву в присутствии Технического комитета, IRS и инспектора порта Керала с утра до вечера. Согласно спецификациям, было выполнено 22 рейса с полной загрузкой, и результат был удовлетворительным.

При разработке концепции проекта предполагалось, что общая энергия, необходимая для работы парома в течение 5,5 часов, составит 110 кВт·ч (20 кВт — средняя мощность). Поскольку солнечные панели мощностью 1 кВт вырабатывают примерно 4 кВт·ч энергии в день, с учетом эффективности системы и стандартного солнца в этом месте 5,72 (усредненное значение в течение года). Следовательно, энергия от солнечных панелей составляет 80 кВт·ч. Разрыв в энергии обеспечивается литиевой батареей, которая может обеспечить до 40 кВт·ч (80% разряда) при общей емкости 50 кВт·ч. Литиевые батареи полностью заряжаются утром из-за ночной зарядки от сети. ^[16]

Поездка между двумя точками отправления лодки занимает 15 минут, и, по оценкам, для нее потребуется энергия в размере 5 кВт·ч. Таким образом, в общей сложности будет совершаться 22 поездки ежедневно, перевозя 1650 человек в день, или 580 000 человек в год без сжигания топлива.

Поездки в обычный солнечный день: с 7:00 до 19:00 (время работы 5,5 часов).

В таблице ниже описан прогноз для 22 поездок в каждом столбце, а также для каждой поездки время начала и время окончания. Также указано время перерыва в конце каждой поездки. В непиковые часы это около 15 минут, в пиковое время это 10 минут и около полудня это два часа. Энергия от солнца накапливается в конце периода и для среднего солнечного дня это около 72 кВт·ч от панелей мощностью 18 кВт (остальное для вспомогательных систем и зарядки другого аккумуляторного блока). Состояние заряда батареи (SOC) отображается в начале и в конце поездки. В конце дня в батарее остается около 20% заряда. Использование энергии можно дополнительно оптимизировать, добавив еще одну поездку (использование 5 кВт·ч), чтобы в конце дня SOC батареи могло составить 10%.

В яркий солнечный день количество поездок можно увеличить, совершив поездки с перерыва 11:55 до 14:05. За этот период можно совершить еще около четырех поездок.

В пасмурный день количество рейсов сокращается, а время перерыва увеличивается. Если во время перерыва очень облачно, можно производить береговую зарядку. Это зарядное устройство на 32 А, заряжающее на 7 кВт. Таким образом, за трехчасовой перерыв он может зарядить аккумулятор на 21 кВт·ч. С двумя предстоящими знаковыми проектами лодки NavAlt впервые выйдут в рыболовный сектор и оборонную промышленность. ^[32]

• Электрическая лодка
• Solar Impulse — самолет на солнечных батареях
• Список лодок на солнечных батареях

• SWTD