Slik blir verdens første bil- og passasjerferge på batteri

Klar til overlevering på skjema 17. oktober.

OMASTRAND: Tilsynelatende kaos. Det sveises, skrus og kobles ledninger over alt på det som skal bli en verdensnyhet.

På Fjellstrand verft i den lille bygda Oma ved Hardangerfjorden pusles alle biter sammen til en 80,8 meter lang og 20,8 meter bred ferge med plass til 120 biler og 360 passasjerer.

Fra 1. januar 2015 skal den gå inn i ruten Lavik-Oppedal på E39 i Sogn og Fjordane.

Norled vant anbudet på strekningen takket være det noen vil kalle risikosport – å bygge en 100 prosent nullutslippsferge.

ZeroCat er også nominert til ÅretS skip - Ship of the year 2014. Vinneren annonseres 10. september i Hamburg.

Evolusjon

– Vi bruker kjent teknologi, sydd sammen på en ny måte, og satt i en ferge, sier Fjellstrands utviklingsdirektør Edmund Tolo.

Han har jobbet i mange år med konseptet, og var ivrig pådriver da Norled ville bli enda grønnere.

– Vi tar ingen stor risiko, men det er uvant for oss som er skipsbyggere å forholde oss til så mye elektrisk, sier Tolo til Teknisk Ukeblad.

Les også: Malingen markedsføres som frelseren for skipseiere. Norske rederier er uenige

Holder skjema

Teknisk direktør Sigvald Breivik biter ikke negler, forsikrer han oss.

– Vi gleder oss veldig til å vise omverdenen at det er mulig å drive nullutslippsferger. Alle planer tilsier at vi skal være klare 1. januar, sier Breivik.

– Det er mange aktører inne i bildet og mye som skal klaffe. Det er både underleverandører til Fjellstrand, bygging av nye kaier, strømforsyning, batteripakker og ladesystemer på land og justeringer som må til før ruten kan starte. Men det ser bra ut, alle er i rute, sier Breivik.

Fergen skal drives av litiumionebatterier, satt sammen til en 10 tonns batteripakke på til sammen 1000 kWh.

Batteriene er i rack og moduler på til sammen 10 tonn.

Av sikkerhetshensyn fordeles batteriene på to separate rom, en i hver skrogende, og med 80 moduler i fire rack i hver.

Les også: Wärtsilä klar for å kommersialisere sjøens «Prius-teknologi»

(saken fortsetter under bildet)

PROPELL: Her sees elektromotorene som driver azipull-propellene fra Rolls-Royce. All elektro-, kontroll- og styringssystemer er levert av Siemens.
PROPELL: Her sees elektromotorene som driver azipull-propellene fra Rolls-Royce. All elektro-, kontroll- og styringssystemer er levert av Siemens.

Batteripakker og trekkende propeller

Batterikraften brukes til å drive to Rolls-Royce azipull-propeller. ZeroCat-fergen er bygget på et katamaranskrog. Men i motsetning til vanlige katamaraner, er ikke de to skrogene like.

Overbygget med passasjersalong og bru er plassert over det ene skroget, mens de to azipull-propellene står i samme skrog, på motsatt side.

Under den 20 minutter lange overfarten i 10–12 knop, skal de fire propellbladene på den propellen som ikke trekker, ligge i nøytral seilingsposisjon for å gi lite motstand. Skroget er også optimalt for vannstrøm fra propellene.

På vei mot kaia, foldes bladene ut og gir kraft og styringsbidrag til rask og myk landing. Det blir saktegående propeller med ca. 2 meter i diameter for å få mest mulig kraft ut av hver.

– Saktegående propeller med stor diameter gir mer kraft og er mest optimalt for denne farten og driftsprofilen, sier Tolo.

Les også: Ulstein med X-Bow i begge ender

Vakuum-fortøying

Så snart fergen ligger riktig ved kai, gir sensorer beskjed til et vakuumbasert fortøyingssystem fra Cavotec.

Til vanlig bruker ferger motorkraft og propeller til å skyve konstant inn mot fergeleiet. Her skal det spares kraft. Dermed ble et vakuumbasert system planlagt.

Så snart sensorene om bord på fergen har konstatert at fergen ligger i korrekt posisjon, kobles strømforsyningen til og hurtiglading av batteriene begynner.

(saken fortsetter under bildet)

SVELER: I oppholdsrommet med 140 sitteplasser, blir det også en liten kiosk der de tradisjonelle svelene kommer til å gå unna.
SVELER: I oppholdsrommet med 140 sitteplasser, blir det også en liten kiosk der de tradisjonelle svelene kommer til å gå unna.

To ladesystemer

Norled bestemte seg tidlig i prosjektet for å gå videre med to leverandører med svært ulik teknologi.

Tyske Stemmann Technik leverer en pantografbasert løsning der den bevegelig pantografarmen står på land og treffer vertikale kontaktskinner på fergen.

Cavotec har utviklet en han- og hunplugg for hurtigkobling, der tyngdekraft bidrar til raks kobling. Verken Stamm Technik eller Cavotec har vist fram systemene i detalj.

– De ønsker å holde lokk på detaljene så lenge som mulig, sier Breivik.

Han sier at Norled vil prøve seg fram med begge før de bestemmer hvilke de vil basere seg på som primærkobling. Det var ikke noe krav om å ha to ulike systemer, men rederiet ønsket fleksibilitet.

Klassekrav og regler

I og med at dette er verdens første batteriferge, finnes det ikke etablerte regler og klassekrav.

Begge deler er blitt utviklet parallelt med DNV GL på klassesiden og Sjøfartsdirektoratet på lovsiden.

– DNV GL har vært veldig konkrete i sine krav, som har gjort det greit for oss å forholde oss til, sier Tolo.

Ett av sikkerhetskravene tilsa at det må være tilstrekkelig kraft til å drive brannslokkingsanlegget.

Les også: Stockholms nye el-ferge lader på ti minutter

(saken fortsetter under bildet)

VERDENS FØRSTE: Norsk teknologi har fått et forsprang på batteriferger. Myndighetene satte krav til utslipp og energieffektivitet. Norled og Fjellstrand presenterte denne fergen med plass til 120 biler og 360 passasjerer.
VERDENS FØRSTE: Norsk teknologi har fått et forsprang på batteriferger. Myndighetene satte krav til utslipp og energieffektivitet. Norled og Fjellstrand presenterte denne fergen med plass til 120 biler og 360 passasjerer.

Vanntåke

Fergen går på europaveinettet og det setter krav til at fergen skal kunne ta med seg ale typer vogntog og last.

Et nødaggregat på 374 kW gir kraft i overflod til å drive slokkeutstyr som dimensjoneres for å håndtere brann og lekkasjer fra trailere med farlig og brennbart gods og vanntåkeanlegget som også er plassert i batterirommene.

Vanntåke kjøler effektivt ned overopphetete elementer og fortrenger oksygen som dermed ikke kan gi næring til en eventuell brann.

Slokkeanlegget krever 170 kW.

– Det skal til enhver tid være kraft nok i batteripakkene, men et nødaggregat vil gi ekstra sikkerhet, sier Tolo.

Nødaggregatet kan også brukes til å lade opp batteriene dersom fergen legger ut på en lengre tur.

Automasjon

Alt elektro- automasjons- og kontrollsystemer er levert og koblet sammen av Siemens.

Under et intervju med Teknisk Ukeblad tidligere i år, trakk konsernsjef Anne Marit Panengstuen fram skipsfart og leveransen til Norled-fergen som et godt eksempel på hvilken retning utviklingen - og Siemens – går.

Fergen får 17 anløp på hver side, altså 34 ladinger per dag. Ladingen er optimalisert både med tanke på å unngå overoppheting og for å gi så lang levetid som mulig.

Om bord i fartøyet er det nøye gjennomtenkt hvordan det kan spares energi, varmegjenvinnes og suppleres med solceller.

Les også: Superbru over Norges dypeste fjord skal tåle en skipskollisjon

Nye kaier

Statens vegvesen bygger nå ut de to nye kaiene som skal skreddersys for batterifergen, som foreløpig ikke har fått noe navn.

En navnekonkurranse er avholdt på Facebook, og vinner kåres i løpet av de neste par ukene.

– Først etter at vi har fått overlevert fergene 17. oktober, vil vi ta den med og kontrollmåle før vi sluttmonterer utstyret på kaia. En ting er hva det stå på en tegning og tabell, noe annet hva det er i realiteten. Flo, fjære, varme, kulde vil påvirke hvor fortøyningen og tilkoblingen skal monteres på land for å være innenfor marginene, sier Breivik.

SUGEKOPP: I det forsterkede feltet bak den løse ledningen, skal fortøyningssystemet med vakuum sørge for at fergen holder seg på plass ved fergeleiet, uten bruk av propeller og maskinkraft. Det er to slike felt, ett på hver side av ladesystemene.
SUGEKOPP: I det forsterkede feltet bak den løse ledningen, skal fortøyningssystemet med vakuum sørge for at fergen holder seg på plass ved fergeleiet, uten bruk av propeller og maskinkraft. Det er to slike felt, ett på hver side av ladesystemene.

Batteribank på kai

Kraftnettet på hver side av Sognefjorden var i utgangspunktet for svakt til å kunne hurtiglade fergen rett fra nettet.

Kloke hoder i prosjektet fant derfor ut at det ble billigere å plassere en batteripakke som lades sakte over tid på hver kai, og som kan dumpe strømmen over på skipets batterier i løpet av de snaue 10 minuttene den ligger i land.

Alternativet hadde vært å bygge nye kraftledninger. Nå står det snart en batteribank i en container på hver kai.

Også kontroll- og automasjonsutstyret står i en container på hver kai, og som fjernstyres fra skipet via radiokommunikasjon.

Les også:

Batterihybrid-ferge sparer nær 40 prosent drivstoff  

Japan har en av verdens største flåter. Nå ser de til Norge for maritim teknologi  

Volstad-skip spekkes med ny skipsteknologi  

Saken ble opprinnelig publisert på tu.no

Vis kommentarer

Kjære kommentarfeltbruker!

Vi ønsker dine argumenter og meninger velkommen. Vær saklig og vis omtanke, mange leser det du skriver. Gjør debatten til en bedre opplevelse for både andre og deg selv.

Les mer om våre regler her.

Per Valebrokk, ansvarlig redaktør E24

På forsiden nå