Svenskar har byggt elfärja med trådlös laddning

2019-06-28 06:00  

Kravet på den eldrivna färjan är kontinuerlig drift dygnet runt. Lösningen på problemet fanns i en tysk bilfabrik.

Fredrikstad i Norge delas i två delar av den mäktiga älven Glomma som på platsen är cirka 200 meter bred och mynnar i Oslofjorden. Det finns en politisk vilja att öka kommunikationen mellan de båda sidorna. När det svenska varvet Swede Ship på Tjörn levererade den första av totalt tre beställda dieseldrivna färjor 2013 hade färjetrafiken knappt 300 000 passagerare om året. Nu har den ökat till 1,6 miljoner.

Att bygga fler broar över älven är ett kostsamt företag eftersom den trafikeras av stora fraktfartyg. Därför satsar staden på färjor i stället.

Rymmer 50 passagerare

Den senaste färjan Swede Ship byggt åt Fredrikstad är lika stor som de dieseldrivna varianterna, det vill säga 15 meter lång och rymmer 50 passagerare. Men framdrivningen sker i stället batterielektriskt. Det ligger i linje med vårt västra grannlands ambitiösa satsning på utsläppsfria transporter. Färjan är nu klar och ska snart levereras till Fredrikstads kommun.

Läs mer: Stora utmaningar väntar sjöfartens miljöpåverkan

Den drivs av en elmotor från Danfoss på 150 kW och fyra batteripack á 24 kWh från Akasol, alltså 96 kWh totalt. Som räckviddsförlängare finns en dieselgenerator på 60 kW. Men den är bara tänkt att användas om laddplatsen drabbas av strömavbrott eller när färjan behöver komma till ett varv.

Strikta regler kring batterier

Projektet har inte varit utan utmaningar. En av dem var att lösa inneslutningen av batterierna, vilka omgärdas av strikta regler gällande bland annat nödkylning, brand- och gasdetektion och så vidare.

– Det krävs egentligen ett eget batterirum. Men hur får man plats med det på en färja som är 15 meter lång? Vi löste det genom att konstruera en box på 2x1x1 meter som uppfyllde alla krav som ställs på ett rum, säger Björn Henriksson, teknisk chef på Swede Ship.

Nästa utmaning gällde laddningen – som så ofta vid batterielektrisk drift. Färjan ska kunna gå dygnet runt och lägger bara till några minuter. Lösningen hittade Björn Henriksson i en av personbilstillverkaren BMW:s fabriker. Truckarna i fabriken laddas trådlöst genom induktion.

– Tillverkaren av laddutrustning var intresserad så vi köpte deras produkt och anpassade den för marint bruk. Det var första gången de arbetade med något inom den marina sektorn, säger han.

Laddas induktivt med 100 kW

Färjan angör mot en L-formad brygga som har försetts med fjäderbelastad laddutrustning för att bli följsam. Kravet var max tre minuters laddning. Laddaren levererar upp till 100 kW effekt och den finns bara på ena sidan av älven.

– Vid våra prover har vi bara behövt två minuter trots att vi endast laddat med 50 och 70 kW. Färjan är faktiskt energieffektivare än vi trodde så vi behöver inte ladda så hårt. Att köra den i fem knop drar mindre än 25 kW effekt, säger Björn Henriksson.

Läs mer: Efter succén med Ampere – nu satsar Norge på 80 nya elfärjor

Transmissionen utgjorde den tredje stora utmaningen. Propellern kräver ett lågt varvtal, lägre än vad den valda elmotorn trivs vid. Men de transmissioner som finns tillgängliga var alla gjorda för att kopplas mot en dieselmotor med ett lägsta möjligt varvtal i form av motorns tomgångsvarvtal. Tomgångsvarvtalet används för att driva smörjolje- och hydraulpumpar i växeln för att ge smörjning och för att ge tryck till att manövrera kopplingen. Med en frekvensstyrd elmotor saknas tomgångsvarvtalet och växelns smörjning och koppling fungerar inte på låga varvtal. Swedeship löste det helt enkelt genom att bygga en egen transmission som växlar ner elmotorns varvtal med 3:1.

– Vi är ingen transmissionsfirma så det var utmanande att ta sig an det. Men vi har duktiga konstruktörer, säger Björn Henriksson.

Kostar totalt 20 miljoner kronor

Den dieseldrivna varianten av färjan kostar drygt 10 miljoner kronor. Priset med eldrift blir knappt 20 miljoner. Men då ingår byggnation av brygga och laddutrustning.

– Ska man bygga en till färja behövs inte kringutrustningen och merkostnaden stannar på 5 miljoner kronor, säger han.

Driftskostnaden med el blir "radikalt lägre". Om den trumfar dieseldrift i det långa loppet blir en fråga om batteriets livslängd. Behöver det bytas ut efter fem år går dieseldriften vinnande ur striden. Håller batteriet i tio år vinner eldriften, räknat med de förutsättningar som råder i dag.

Färjan är Swede Ships första helt batterielektriska och varvets 493:e sedan det grundades för 125 år sedan.

Är du nervös inför drifttagandet?

– Nej, inte nervös, men det dyker hela tiden upp smågrejer. Vi får se till att vara alerta och lösa det som dyker upp. En enkel sak var att chaufförerna inte riktigt hittade in till rätt läge vid laddning. Vi försökte göra märken och så vidare. Till slut satte vi dit en backspegel så var det löst. Den typen av problem dyker upp men då får man hitta en lösning som fungerar, säger Björn Henriksson.

Johan Kristensson

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt