Наистина ли електрическите дрегери са по-рентабилни? Предимства и ограничения на електрическата и хибридна мощност в реални проекти

Новата енергия вече не е просто концепция в драгиращата индустрия.

През последните години напълно електрически драги, изцяло електрически работни лодки и хибридни драги навлязоха в реални проекти в Европа, Китай, Близкия изток и други пазари. Някои вече са пуснати в експлоатация, докато други преминават към по-високи нива на мощност.

Това повдига важен въпрос:

Наистина ли електрическите драги са по-рентабилни от дизеловите?

Отговорът не е толкова прост.

Електрическото задвижване може да намали потреблението на дизелово гориво, емисиите и шума. Дрегерът обаче е много различен от обикновения електрически плавателен съд. Помпата за драга, фрезата, хидравличната система и спомагателното оборудване могат да изискват значителна непрекъсната мощност. За да направи една електрическа система практична за реална работа по драгиране, плавателният съд може също да се нуждае от задвижвания с променлива честота, системи за управление на мотора, управление на батерията, оборудване за разпределение на енергия и надеждна инфраструктура за зареждане.

С други думи, промяната не е просто от дизелов към електрически двигател. Трябва да се преработи цялата енергийна система.

Електрическият ECSD650 в Египет: захранването от брега прави напълно електрическата работа практична

ECSD650 на Damen е добър пример за напълно електрическа смукателна драга.

Драгата е доставена в Египет и може да работи директно от местната електрическа мрежа. Концепцията е особено подходяща за места в близост до надеждна енергийна инфраструктура, където драгата не трябва да носи голяма дизелова енергийна система на борда.

Предимствата са ясни.

Не е необходимо корабът да превозва големи количества дизелово гориво, а електрическото управление елиминира емисиите на отработени газове от дизеловия двигател. Шумът също може да бъде намален. Тези характеристики могат да бъдат ценни за проекти за драгиране в близост до градове или в райони с по-строги екологични изисквания.

Този проект обаче демонстрира и едно от основните условия за електрическо драгиране:

Трябва да има подходящо захранване.

Преместете същия драга до отдалечена река или минна зона без стабилна връзка с мрежата и предимствата на напълно електрическата система ще станат много по-трудни за осъзнаване.

Холандският De Klop Electric CSD: Драгиране с електрическа фреза вече е в експлоатация

През 2026 г. холандският оператор Dekker Group получи напълно електрическа смукателна дълбачка, произведена от De Klop.

Плавателният съд е предназначен за операции по вътрешни водни пътища и използва изцяло електрическа енергийна система. Той също така разполага с концепция за модулна конструкция и е оборудван с потопена помпа и система за разпръскване.

Този проект е важен, защото показва, че електрическото задвижване не е ограничено до малки екологични лодки. Вече се разработват електрически CSD за професионални операции по драгиране.

В същото време работната среда има значение. Холандия разполага със зряла мрежа от вътрешни водни пътища и добре развита електрическа инфраструктура, условия, които правят електрическото драгиране значително по-лесно за прилагане.

Volta: 2,2 MWh батерия за изграждане на водна основа

Холандският проект Volta представлява друга посока в електрическото морско оборудване.

Напълно електрическият работен съд е оборудван с a2,2 MWh батерийна система, DC шина и интелигентна система за разпределение на енергия.

Плавателният съд е проектиран не само да захранва собственото си оборудване, но и да осигурява електрическо захранване на оборудване като багери, разположени на понтони или на брега.

Това показва как електрическите плавателни съдове могат да станат нещо повече от просто транспортни платформи. Самият съд може да стане част от енергийната инфраструктура на строителна площадка.

Капацитетът на батерията от 2,2 MWh обаче илюстрира и друга реалност: тъй като търсенето на енергия от водно базирано строително оборудване нараства, необходимото съхранение на енергия и електрическата инфраструктура също стават по-големи.

JP Schilder: 187 kW електрическо задвижване и 130 kWh батерия

Холандският електрически багер JP Schilder използва 187 kW електрически мотор и 130 kWh акумулаторна система, с CCS2 DC зареждане.

Проектът разглежда батерията, кабелите, охладителната система и инфраструктурата за зареждане като част от дизайна на кораба от самото начало, вместо да третира електрификацията като добавка.

Този подход подчертава важен момент относно електрическите дрегери.

Системата не е просто:

Електрически двигател + батерия.

това е:

Електрически двигател + батерия + зареждане + охлаждане + управление + интеграция на съд.

Всички тези елементи трябва да работят заедно, ако се очаква корабът да работи надеждно по време на редовни операции по драгиране.

DB Avalon: Хибридното захранване не означава, че всичко трябва да работи на батерии

Американският багер DB Avalon представлява различен подход.

Това е хибридна драгерна мида, оборудвана с литиево-йонна батерия и възможност за захранване от брега. Когато е налично подходящо брегово захранване, плавателният съд може да работи с електричество.

Друга интересна характеристика е способността му да възстановява енергия по време на определени работни цикли. Енергията, генерирана по време на процеса на спускане и спиране, може да се съхранява в батерията и по-късно да се използва по време на повдигане.

Хибридната система също така позволява на кораба да използва по-малки генераторни комплекти от конвенционалната конфигурация.

Тук хибридната мощност става особено интересна.

Целта не е просто да се монтират дизелов двигател и батерия на един и същ кораб. Вместо това се използват различни източници на енергия според работните условия.

За големи инженерни кораби това понякога може да бъде по-практично от разчитането изцяло на батерии.

Ян Де Нул: Големите драги се насочват към Plug-In хибридни системи

Jan De Nul също се насочва към хибридно задвижване.

Неговият първи plug-in хибриден драга с течащ засмукващ бункер има капацитет от 2000 m³ и съчетава батерии, генератори, електрически двигатели и задвижвания с променлива честота.

По-важното е, че системата използва DC електрическа архитектура заедно с функции за управление на енергията, като пиково бръснене, резерв при центрофугиране и контрол на скоростта.

Батериите могат да се зареждат или от генераторите на кораба, или чрез захранване от брега.

Това вече е много повече от просто „използване на електричество“.

It is energy management.

Когато корабът внезапно се нуждае от допълнителна енергия, батерията може да помогне за покриване на пиковото натоварване. Когато натоварването намалее, генераторите или бреговото захранване могат да презаредят батерията.

Това позволява на двигателите да избягват продължителна работа при неефективни условия на ниско натоварване.

Защо задвижванията с променлива честота са толкова важни за електрическите драги?

Това е един от най-лесно пренебрегваните проблеми при електрическото драгиране.

За основен електрически съд може да изглежда, че всичко е решено, стига двигателят да може да стартира и работи.

Багерът е различен.

Натоварването на драгажната помпа се променя в зависимост от транспортираната суспензия. Натоварването на ножа се променя в зависимост от почвените условия. Съпротивлението на тръбопровода също може да варира в зависимост от концентрацията на материала и разстоянието на изпускане.

Ако електрическият мотор има само просто управление за стартиране и спиране или ограничено регулиране на скоростта, реакцията на мощността може да стане трудна за управление.

За операторите на драгиране това има значение.

Може да се наложи операторът да настрои фрезата, помпата и другото оборудване според почвените условия и концентрацията на суспензията. Ако реакцията на двигателя е твърде рязка, плавателният съд може да се почувства по-малко гладък при работа и прецизният контрол става по-труден.

Ето защо правилно проектираната електрическа дрегера обикновено изисква ефективно управление на двигателя и система за задвижване с променлива честота.

Вече има мащабни примери за драгиране, използващи тази технология.

В едно приложение за драгиране, публикувано от Danfoss, драгажна помпа с мощност 1,6 MW и бустерна помпа с мощност 3,2 MW се задвижват от променливотокови двигатели с променлива честота. Задвижванията с променлива честота позволиха скоростта на помпата да се регулира според действителното натоварване и спомогнаха за бързо намаляване на скоростта при необичайни условия на натоварване.

Принципът е важен:

Електрическият багер не се нуждае просто от електричество. Нуждае се от електричество, което може да се контролира гладко и точно.

Но задвижванията с променлива честота и електрическите контроли също добавят разходи

Тук икономиката става по-сложна.

Ако сравните само цената на дизелов двигател с цената на електрически двигател, може да изглежда, че електрическото задвижване трябва да е по-евтино.

Един инженерен багер не може да се изчисли по този начин.

Цялостната електроенергийна система може да включва:

Електрически двигатели, батерии, задвижвания с променлива честота, трансформатори, разпределителни табла, системи за управление, охладителни системи, системи за управление на батерии, оборудване за зареждане и системи за електрическа безопасност.

Всички тези компоненти увеличават първоначалната инвестиция.

Разликата става по-очевидна при по-големите дрегери.

С нарастването на нивата на мощност се увеличават и изискванията за двигатели, задвижвания, електрическо разпределение, охлаждане и системи за защита.

Следователно икономическото сравнение не трябва да се основава просто на цената на електричеството спрямо цените на дизела.

По-полезното сравнение е общата цена на системата и жизнения цикъл.

Батериите са друго основно ограничение

Капацитетът на батерията определя колко дълго може да работи една напълно електрическа дрегера преди презареждане.

Багер, който работи няколко часа на ден, има много различни енергийни изисквания от този, работещ непрекъснато в продължение на десет или дванадесет часа.

Драгиращите помпи и фрези могат да бъдат консуматори с висока мощност. Следователно дълготрайната работа изисква много по-голяма акумулаторна система.

Увеличаването на капацитета на батерията също увеличава теглото и заема ценно място на плавателния съд.

Тогава времето за зареждане става част от производствения график.

Дизелов багер може да зареди гориво и да се върне на работа относително бързо. Електрическият багер трябва да има достатъчна мощност за зареждане и достатъчно време за презареждане.

поради тази причина,Инфраструктурата за зареждане на практика е част от системата за електрическо драгиране.

Какво ще стане, ако на обекта няма надеждно електричество?

Това може да е едно от най-практичните ограничения, когато се разглеждат електрически драги за глобални проекти.

Някои проекти за драгиране се намират в пристанища, градове или индустриални зони с добър достъп до електрическа инфраструктура.

Други са разположени на отдалечени реки, езера, минни обекти или зони за добив на пясък.

Тези местоположения може да нямат достатъчен капацитет на мрежата.

Ако даден проект трябва да изгради трансформаторна станция, съоръжение за зареждане и система за съхранение на енергия специално за драгата, тези инфраструктурни разходи трябва да бъдат включени в изчислението на проекта.

В такива ситуации дизеловото задвижване все още има голямо практическо предимство.

Донесете гориво на обекта и корабът може да продължи работа.

Електрически или хибриден? Проектът определя отговора

Проектите в реалния свят, които вече работят, показват, че няма едно решение за всеки багер.

Напълно електрическият ECSD650 в Египет демонстрира как захранването от брега може да направи електрическия CSD практичен.

Електрическият CSD на De Klop в Холандия показва, че драгирането с изцяло електрически фрези вече навлиза в професионални приложения във вътрешните водни пътища.

Проектът Volta демонстрира как една голяма система от батерии може да превърне електрически кораб в мобилна енергийна платформа.

Драгата JP Schilder показва друг подход, използвайки 187 kW електрически мотор и 130 kWh акумулаторна система за редовни операции по драгиране.

DB Avalon демонстрира как батериите, генераторите, бреговото захранване и регенеративната енергия могат да работят заедно в хибридна система за драгиране.

2000 m³ plug-in хибридна драга на Jan De Nul демонстрира как по-големите кораби се движат към по-сложни електрически архитектури и системи за управление на енергията.

Взети заедно, тези проекти показват ясна тенденция:

Електрическите и хибридни системи за драгиране вече са практични, но тяхната икономическа стойност зависи силно от условията на проекта.

Напълно електрическата система може да бъде привлекателна, когато има надеждно захранване от брега, работните часове са предвидими, а емисиите и шумът са важни съображения.

Хибридната мощност може да осигури по-голяма гъвкавост за големи проекти за драгиране с висока мощност, които изискват дълги периоди на работа.

За отдалечени проекти без надеждно електричество, конвенционалното дизелово задвижване все още може да бъде по-практично.

Следователно окончателното решение трябва да се основава на действителния проект, а не на думата „нова енергия“.

На каква дълбочина ще работи драгата?

Колко часа на ден ще работи?

Каква е необходимата мощност на помпата?

Докъде трябва да се разтовари материалът?

Налично ли е брегово захранване?

Колко мощност за зареждане е налична?

Какъв капацитет на батерията е необходим?

Необходим ли е регулатор с променлива честота?

Колко допълнителни инвестиции ще изисква цялостната електрическа система?

На тези въпроси трябва да се отговори преди избора на захранваща система.

За проекти за драгиране,най-подходящата захранваща система не е непременно най-новата. Той е този, който осигурява точния баланс между разходите за енергия, инвестициите в оборудването, оперативния контрол и действителните условия на обекта.