Medforfatter: Giuseppe Guidi
I vinter ble grønn skipshistorie skrevet på Vestlandet. Verdens første batteridrevne bilferge, MF Ampère, ble satt i rute over Sognefjorden. Litt lengre sør, på Stord, tas enda et skritt på veien mot elektrifisering av kystsjøfarten. Der testes et system for trådløs lading av batteridrevne skip. Med en slik løsning blir automatisk lading mulig fra første sekund etter at fartøyet legger til kai, fordi ingen tid brukes på kobling av strømkabler. Borte er også problemer med is, snø, saltvann og mekanisk slitasje som elektriske kontakter kan være sårbare for.
Trådløs lading
Ute i verden er teknologi for trådløs lading av elektriske biler, busser og trikker demonstrert de siste årene. Med en ladeplate på understellet, kan eksempelvis en batteridrevet buss stoppe ved en tilsvarende ladeplate på hver holdeplass. Uten fysisk kontakt mellom platene kan energi overføres fra ladestasjonen til bussens batteri.
Dette fikk det finske Wärtsilä-konsernets avdeling på Stord til å spørre: “Kan tilsvarende systemer utvikles for så høy effekt og så lang overføringsavstand som trengs for energilagringssystem om bord i skip?”
Med trådløs lading kan batteridrevne rutegående skip bruke hele den korte liggetiden ved land til lading, helt fra det sekundet de klapper til kai. Illustrasjon: SINTEF / Astrid Lundquist
Klikk for å åpne
Ved SINTEF tok vi utfordringen. Gjennom et prosjekt sammen med Wärtsiläs norske utviklingsavdeling og de norske selskapene Fjellstrand, Norled og SKL Nett, har vi nå utviklet et trådløst ladesystem for batteriferger – med finansiell støtte fra Norges forskningsråd.
Klima- og miljøutfordringene er bakteppet for arbeidet, siden elektrifisering av kystskipsfarten kan gi store utslippskutt både lokalt og globalt.
Og nettopp fordi trådløs effektoverføring åpner for rask og automatisert lading, og dermed effektiv bruk av begrenset liggetid ved kai, vil trådløs lading gi bedre utnyttelse av kapasiteten til batteriene om bord.
Stor skala
Teknologien vi har brukt, er den samme som får induksjonskomfyrer til å virke. Strøm i en spole setter opp et varierende magnetfelt som kan utnyttes til å overføre elektrisk effekt.
På kjøkkenet brukes effekten direkte til å varme opp gryta. I et trådløst ladesystem utnytter en mottakerspole effekten slik at denne kan overføres til et batteri. Det samme prinsippet brukes allerede i trådløse ladere for alt fra mobiltelefoner til biler og busser.
Sammenliknet med disse bruksområdene, var utfordringen vår mer krevende. En buss står i ro på holdeplassen, og avstanden til et ladeelement i veibanen kan ofte gjøres kortere enn 20–30 centimeter. Skip, derimot, kan bevege seg ved kai og trenger mer effekt enn de største systemene som er laget for busser.
I vårt prosjekt har vi derfor utviklet et system for trådløs lading som kan overføre opptil 1 megawatt (fem ganger mer enn de største systemene for elbusser) og som tåler avstander på opp til 50 centimeter mellom skipssiden og ladeplaten på land.
Bare fantasien setter grenser
Gjennombruddet kom i fjor. Da utviklet vi en metode for å designe systemet slik at konstant effekt kan overføres effektivt, uavhengig av skipets bevegelser.
Så langt har vi bevist at systemet virker i liten skala. Nå tester Wärtsilä systemet i sitt eget laboratorium på Stord. Testing med full effekt skal skje før sommeren. Siden kombinasjonen av overført effekt og avstand er unik, kan dette bli en verdensnyhet. For oss forskere blir det også spennende å se om praktiske tilpasninger må til før systemet kan tas i bruk.
Om systemer for trådløs energioverføring utvikles videre, vil kun fantasien sette grenser for bruken. Kanskje vil elbiler snart lade batteriene i fart langs veien – og selvgående undervannsfarkoster i offshoreindustrien lade fra dokkingstasjoner på havbunnen?
Artikkelen sto første gang i Aftenpostens nettutgave, 20. april 2015
