Gemilerdeki Enerji Santralleri |
2. Bölüm

Gemilerdeki enerji santralleri yazı serimizin bu bölümünde; gemilerde kullanılan enerjinin dağıtım ağlarını, tesislere sağlanan enerjinin kullanım şekillerini, gemilerin kara ile yapılan yüksek gerilim bağlantısını ve gerekliliğini sizler için derledik.

A- A+

12.12.2016 tarihli yazı 8730 kez okunmuştur.

OG Ana Dağıtım Ağı

OG birincil dağıtım şebekesi genellikle nötr olmayan üç iletkenli, üç fazlı bir sistemden oluşur. Bu sistemler genellikle topraktan izole edilen yıldız noktasından bir direnç veya bir Petersen bobini ile toprağa bağlanır, böylece kaçak ve kısa devre akımlarının değerlerinde bir azalmaya izin verilir. Bu sayede ilk arızalar bir tehlike oluşturmaz ve koruma işlemine müdahale edilmeden sistemin serviste tutulmasını sağlar.

“Şöyle ki, arıza oluştuğu anda standart servis koşulları derhal restore edilmelidir, böylece ilk arızanın BT sistemlerinde aşırı derecede bir arıza haline dönüşmesi engellenebilir.”

Gemide kurulumlar çok geniş olmadığında ve güçler oldukça küçük olduğunda, ikincil dağıtım sistemi, iki yalıtılmış iletkenli tek fazlı bir ağa veya trafo orta noktasından toprağa bağlı üç iletkenden oluşmaktadır. Günümüzde ilgili güçler kayda değer bir biçimde arttığından, çoğu durumda toprak ile bağlantısı olmayan dört telli üç fazlı bir sistemin kullanılması tercih edilir, ayrıcahattaki faz voltajlarının dakolayca atılabilme imkânı vardır.

Genel olarak, ikincil dağıtım şebekesi iki farklı hat aracılığıyla çift santral ile radyal olarak dağıtılır, böylece rezerv bağlantı sağlanır. İstenildiği tipte kullanma seçeneği, tesis koşullarına bağlıdır ve ayırma işlemi anahtarlar veya kenetlenmiş devre kesiciler vasıtasıyla gerçekleştirilir.

Radyal Güç Dağılımı

OG ana dağıtım şebekeleri, gemi tiplerine veya kurulu güce göre farklı bir yapıya sahip olabilirler. Alt istasyonlar veya trafo merkezleri ile de basit radyal tipte olabilirler.
Basit radyal diyagram (bkz. Şekil 1), tüm AG güç tüketicileri için çıkış besleyicilerinin başlatıldığı tek bir busbar(bara) sistemine sahip ana santrali içerir. Ana panoda meydana gelen bir arıza, gemideki cihazları tehlikeye atabileceğinden, bu konfigürasyon kritik hale gelir.

Şekil 1: Radyal Dağıtım Diyagramı

►İlginizi Çekebilir: Gemilerdeki Enerji Santralleri | 1. Bölüm

Bileşik Radyal Dağılım

Bileşik radyal diyagram (bkz. Şekil 2), bir önceki orta güç santral yapısından daha uygundur ve daha fazla ana baraya ve bazı alt santrallere ihtiyacı olan bir ana santral, dağıtım panolarına farklı bir şekilde güç kaynağı dağıtımını sağlar.

“Bu konfigürasyon ile ana santralden veya santrala kurulan cihazlardan türetilen devrelerin sayısında da kayda değer bir azalma oluşur.”

Şekil 2: Bileşik Radyal Dağılım Diyagramı

Buna karşılık, farklı dağıtım alt-santrallerinden türetilen kullanıcıların hizmet sürekliliği açısından, dağıtım sisteminin farklı yerlerinde konumlandırılan devre kesici zincirinin doğru gruplanmasıyla sadece arızadan etkilenen devre kesicinin tetiklenmesi gerekmektedir. Böylece diğer baralardakiyükler ve alt santraller için güç tedarikini kullanıcılar için sağlamaya devam eder.

►İlginizi Çekebilir: Yerli Enerji Gemileri: Karadeniz PowerShip

Halka Devresi İle Güç Dağılımı

Bu radyal sistem çoğunlukla ana hattın kesintiye uğradığı veya ana santralin yarı-barasında ciddi bir arıza olması durumunda trafo merkezlerinin arzı için tasarlanmış bir yedek halka biçimli devreyle (Şekil 3) güç kaynağı sürekliliğini sağlamak içinyapılandırılmıştır.

Çok ağır ve zor kabul edilecek olan bu durumda, jeneratörlerin sadece yarısı kullanılabilir duruma gelmekte ve dolayısıyla enerji gücünün yarısı yüklenmektedir.Bu halka, açıkça görüldüğü gibi aşırı acil durum olan çalışma durumları için tesisin öngörülen ihtiyaçlarını karşılayacak şekilde boyutlandırılmalıdır.

Şekil 3: Halka Devresi İle Güç Dağılım Diyagramı

Gemide bulunan tesis, üç ana kısma ayrılabilir:

1) Ana tesis

Ana tesis, geminin temel hizmetlerinden oluşan tahrik, tahliye, öncelikli işlevler için tasarlanmış devreler veya her bir gemi karakteristiğine bağlı olan ihtiyaçlar (Örneğin bir gaz taşıyıcısı için gaz pompa devresi, sıkıştırılması için tasarlanmış devreler veya nakliye konteynırlarında yük taşıma için cihazların kontrolü için tasarlanan devreler) için tasarlanmış devrelerden oluşur.

2) Yardımcı devreler

Yardımcı devreler Aydınlatma ve yardımcı itici kuvvet için güç üretimi ve dağıtım sistemlerini içerir.

3) Özel kurulumlar

Telefon tesisatı, farklı kullanımlar için elektronik cihazlar, Telgraflar, torsiyometreler, navigasyon sistemleri, yangın söndürme cihazları gibi özel kurulumları içerir.

“Bir başka ana fark, gerekli ve zorunlu olmayan enerji ihtiyaçları arasında yapılabilecek, onları tedarik eden dağıtım sistemini etkileyen ayrımla ilgilidir.”

İlk olarak, gemi güvenliğinde vazgeçilmez olan fonksiyonları yerine getirmek için acil durum koşullarında da arz ve emniyet tedbirlerinin sağlanacağı yerlerdir. Bunların arasında öncelikle tahrik sistemi, motorların kontrol sistemleri, dümen ve sabitleyici çapalar, önleme sistemleri, alarmlar, navigasyon için iletişim ve yardımcı sistemler, acil aydınlatmalar bulunur.

"Ayrıca, klima ya da su emme sistemi gibi yolcuların hayatları için en iyi konforu ya da daha iyi bir emniyet oluşturmak için katkıda bulunan enerji ihtiyaçlarıda önemlidir."

Deniz Sistemleri Kurallarına uygun olarak elektrik sistemi,genellikle yüksek güverte bölgelerinden birinde konumlandırılmış bir acil elektrik istasyonu sağlar. Bu güç istasyonu, bazı MW durumuna göre ayarlanmış bağımsız bir LV (440V veya 690V) dizel jeneratöründen oluşur.

Göz önünde bulundurulan dizel motor, ana şebeke enerji sağlayamadığında da başlatılabilir ve bu genellikle KGK(Kesintisiz güç kaynağı) sistemi yoluyla bağlantısı yapılır. Acil durum jeneratörünün başlatma süresi boyunca da enerji sürekliliğini sağlamak için bir dizi kondansatör mevcuttur. Standart çalışma koşullarında, ana şebekede voltaj varlığında bir doğrultucu, kapasitördizisinde maksimum şarjı muhafaza etmek için gerekli enerjiyi verme görevine de sahip olmalıdır.

Otomatik kontrol ile ana istasyonun arızalanması durumunda, acil durum santrali ile çalışması gereken öncelikli yüklerin bağlı olduğu tesis bölümünün güç dağıtımına geçilmesini sağlar. (Örneğin acil aydınlatma, pompalar, dümen tertibatları ve makine sistemleri, haberleşme ve haberleşme şebekeleri ve diğer devreler için vazgeçilmez yardımcı ekipmanlar)

Yüksek Gerilim Kıyı Bağlantısı (HVSC)

Bunların dışında, çevresel kısıtlamalar nedeniyle, limanlarda gemiler dizel motorlarını kapatarak elektrik üretimini durdurmaları gerekmektedir.Daha sonra kıyı şeridindeki, normalbir LV kaynağına veya limanda bulunan bir MV şebekesine bağlanmalıdır.

Kıyıdan gemiye elektrik enerjisi çözümü

"Yüksek Voltaj Kıyı Bağlantısı (HVSC) ile tanımlanan bu prosedür, dünya çapında liman yönetim makamlarıyla sonuç bulmaktar, gemi limanlarındaki kirletici emisyonlarda bir azalmaya izin vermekte, liman alanlarındaki ve çevredeki hava kalitesini iyileştirmektedir."

Şekil 4: Yüksek Gerilim Kıyı Bağlantısı-HVSC

HVSC teknolojisi (Şekil 4), rıhtımdan gemiye doğrudan güç sağlanarak makinadaki sistemlerin ve tesisatların (buzdolapları, aydınlatma, ısıtma ve klima) çalışmasını sağlar ve normalde kullanılan dizel motorlu elektrikli jeneratörlerin kapatılmasını sağlar.
“Gemideki gerekli olan elektrik güç ihtiyacı, kara dağıtım şebekesindeki güç kalitesi sorunlarına neden olmamalıdır.”
Bu durumun çevresel etkisi hakkında fikir vermek için şöyle de söylenebilir; kıyı bağlantısı yapıldığı zaman10 saatlik boşta duran büyük bir kruvazörün 20 metrik tona kadar yakıt ihtiyacını karşılar yani bu durum 60 metrik ton karbon dioksitin(25 yıllıkaraba emisyonu) atmosfere salınımını önler.