Energiavaraston soveltaminen ja latausperiaatteen määrittely kumipyöräkonttinosturille
Tiittanen, Leo (2022)
2022
Sähkötekniikan DI-ohjelma - Master's Programme in Electrical Engineering
Informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunta - Faculty of Information Technology and Communication Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2022-05-27
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202204284076
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202204284076
Tiivistelmä
Kumipyöräkonttinosturia (RTG-nosturia) käytetään satamien merikonttiterminaaleissa merikontteja siirtelevänä ja järjestelevänä satamanosturina. Viime vuosikymmenien aikana RTG-nostureista on kehitetty yhä ympäristöystävällisempiä versioita lakimuutoksien ja tiukentuvien päästörajoituksien myötä. Yksi tällä hetkellä lupaavimmista kehityksessä olevista nosturiversioista on täysin energiavarastolla toimiva RTG-nosturi tai yksinkertaisemmin ilmaistuna akkukäyttöinen RTG-nosturi (BE-RTG). Sähköisten nosturien yleistyessä satamien toimintaympäristöissä, konttiterminaalien sähköjärjestelmät kokevat jatkuvasti kasvavaa kuormituksen nousua. Satamaoperaattoreiden on huomioitava tämä muutos täysin sähköisten nosturilaivueiden suunnittelu- ja käyttöönottoprosessissa.
Tämän diplomityön tarkoituksena on tarkastella BE-RTG-nosturin energiavaraston lataamiseen liittyviä osa-alueita, kartoittaa erilaisia sähköisten satamasovelluksien latausstrategioita ja pohtia, mikä latausstrategia soveltuisi parhaiten BE-RTG-nosturille. Tarkoituksena on myös esittää erilaisia latausasemaratkaisuja, joilla latausstrategiat voidaan käytännössä toteuttaa. Työssä käydään läpi RTG-nosturin perusominaisuuksia, erilaisia nosturiversioita ja niihin liittyviä yksityiskohtia. Lisäksi työssä esitellään energian varastoinnin perusominaisuuksia, pohditaan latausjärjestelmien toteutusta BE-RTG-nosturille ja käsitellään erilaisia kyseisen nosturin latausstrategioita. Myös lataamisen energianhallintaa ja sähköverkkovaatimuksia käydään läpi. Lataamiseen liittyviä osa-alueita täydennetään kuvitteellisen BE-RTG-nosturin esimerkkitapauksen tarkastelulla. Diplomityön loppupuolella tehdään lyhyt tutkimusselvitys, jossa vertaillaan eri RTG-nosturiversioiden energiatehokkuutta ja päästöjä. Lisäksi pohditaan tulevaisuuden satamia ja Smart Grid -konseptin hyödyntämistä satamissa.
Työn tuloksena saatiin rajattua muutama BE-RTG-nosturin potentiaalinen latausstrategia kirjallisuusselvityksen ja vertailujen avulla. Latausstrategioiden lisäksi nosturille löydettiin konkreettisia latausasema- ja liitäntälaitteistoratkaisuja. BE-RTG-nosturin energiatehokkuudesta ja päästöistä saatiin vertailtavat tulokset Konecranes Oyj:n simulaatioiden avulla. Tulevaisuuden satamien ja modernisoituvan satamaympäristön aihealueita pohdittiin muun muassa satamaoperaattorin näkökulmasta. Smart Grid -teknologian käyttämistä satamissa motivoi teknologian lisäksi ennen kaikkea kokonaisuuden toimivuuden hahmottaminen ja tämän jälkeen saatavilla olevien markkinamekanismien hyötyjen pohtiminen.
Tämän diplomityön tarkoituksena on tarkastella BE-RTG-nosturin energiavaraston lataamiseen liittyviä osa-alueita, kartoittaa erilaisia sähköisten satamasovelluksien latausstrategioita ja pohtia, mikä latausstrategia soveltuisi parhaiten BE-RTG-nosturille. Tarkoituksena on myös esittää erilaisia latausasemaratkaisuja, joilla latausstrategiat voidaan käytännössä toteuttaa. Työssä käydään läpi RTG-nosturin perusominaisuuksia, erilaisia nosturiversioita ja niihin liittyviä yksityiskohtia. Lisäksi työssä esitellään energian varastoinnin perusominaisuuksia, pohditaan latausjärjestelmien toteutusta BE-RTG-nosturille ja käsitellään erilaisia kyseisen nosturin latausstrategioita. Myös lataamisen energianhallintaa ja sähköverkkovaatimuksia käydään läpi. Lataamiseen liittyviä osa-alueita täydennetään kuvitteellisen BE-RTG-nosturin esimerkkitapauksen tarkastelulla. Diplomityön loppupuolella tehdään lyhyt tutkimusselvitys, jossa vertaillaan eri RTG-nosturiversioiden energiatehokkuutta ja päästöjä. Lisäksi pohditaan tulevaisuuden satamia ja Smart Grid -konseptin hyödyntämistä satamissa.
Työn tuloksena saatiin rajattua muutama BE-RTG-nosturin potentiaalinen latausstrategia kirjallisuusselvityksen ja vertailujen avulla. Latausstrategioiden lisäksi nosturille löydettiin konkreettisia latausasema- ja liitäntälaitteistoratkaisuja. BE-RTG-nosturin energiatehokkuudesta ja päästöistä saatiin vertailtavat tulokset Konecranes Oyj:n simulaatioiden avulla. Tulevaisuuden satamien ja modernisoituvan satamaympäristön aihealueita pohdittiin muun muassa satamaoperaattorin näkökulmasta. Smart Grid -teknologian käyttämistä satamissa motivoi teknologian lisäksi ennen kaikkea kokonaisuuden toimivuuden hahmottaminen ja tämän jälkeen saatavilla olevien markkinamekanismien hyötyjen pohtiminen.