Til hovedinnhold
Norsk English

Kontaktløs induktiv energioverføring med ultra-høy effekttetthet for maritime transportsystemer

Utvikling av designmetodikk som kan muliggjøre nye bruksområder for kontaktløs induktiv energioverføring.

Kontaktpersoner

Teknologi for induktiv energioverføring i MW-skala har nylig blitt demonstrert for trådløs batteriladning av elektriske ferger.

Slik teknologi muliggjør automatisk og kontaktløs energioverføring mellom en ladestasjon på land og det elektriske systemet ombord på et fartøy. Dette kan bidra til å maksimere energioverføringen for lading av store batteridrevne fartøy som opererer i rutedrift med korte liggetider ved kai, samtidig som problemer med slitasje og korrosjon av mekaniske kontakter kan unngås. Teknologien som er utviklet for elektriske ferger er likevel ikke anvendbar for lette passasjerbåter og andre typer høyhastighets sjøtransport, der lav vekt er av kritisk betydning.

Dette prosjektet bidrar derfor til å utvikle designløsninger med betydelig høyere effekttetthet, som kan muliggjøre bruk av teknologi for induktiv energioverføring for flere fartøystyper. Hovedmålet for prosjektet har vært å muliggjøre løsninger som vil gi 50% forbedring av effekttettheten sammenlignet med eksisterende systemer for elektriske ferger.

Dette har blitt oppnådd ved systematisk utvikling av modelleringsmetodikk som dekker både elektriske, magnetiske, termiske og mekaniske karakteristikker for induktiv energioverføring på komponent- og system-nivå, samt bruk av avanserte optimeringsmetoder til design av komponenter, systemkonfigurasjoner og reguleringsstrategier.

The 100kW inductive charging system prototype
Den 100 kW induktive ladesystem-prototypen oppnådde 97% effektivitet og 4 kW/kg. Doktorgradskandidaten Jiayu Zhou, som nå har fullført studiene, jobbet med prosjektet med Jon Are Suul som veileder. I tillegg deltok den samarbeidende forskeren, Chen Shuxin, fra NTU Singapore, som også bidro til prosjektet sammen med oss.

Resultatene som er oppnådd i prosjektet har demonstrert at målene for effekttetthet kan nås og at det er mulig å oppnå ytterligere forbedringer utover den opprinnelige forventningen.

Videre har det blitt identifisert flere utfordringer ved regulering av effektoverføringen i systemer som er optimert for lav vekt og minimum antall kraftkomponenter. For å unngå slike driftsutfordringer har det blitt utviklet flere ulike metoder for å sikre nøyaktig og stabil regulering av effektoverføringen.

De teoretiske resultatene og metodene for systemdesign, modellering og reguleringsdesign som har blitt utviklet i prosjektet gir et godt vitenskapelig grunnlag for videre industriell forskning og fremtidig utvikling av løsninger med betydelig forbedret ytelse sammenlignet med løsningene som hittil har blitt demonstrert av industribedrifter.


Dette er et Forskerprosjekt finansiert av Norges Forskningsråd.


 

Nøkkeltall

Prosjektvarighet

2019 - 2024