Skorstensrøgen og maskinens buldren bliver snart en gammel skipperskrøne på HH Ferries’ to største færger på ruten Helsingør-Helsingborg, der næste år ombygges til batteridrift.
Færgerne ‘Tycho Brahe’ og ‘Aurora’ er i dag dieselelektriske, og dieselmotorerne fra Wärtsilä bliver siddende som backup – men efter ombygningen skal elmotoren, der driver skruen, normalt forsynes af 640 lithium-batterier placeret i fire 32-fods-containere på toppen af skibet mellem de to skorstene.
Batterierne skal lades med cirka 1.200 kWh, hver gang færgerne er i havn, hvilket de kun er 5,5 minutter ad gangen i Helsingør og 9 minutter i Helsingborg. Derfor er der ingen tid at spilde, så ladeprocessen kommer til at foregå fuldautomatisk, fortæller seniormaskinchef på Tycho Brahe Henrik Fald Hansen:
»Vores hovedleverandør, ABB, laver også industrirobotter, og planen er, at vi tilkobler højspændingskablerne ved hjælp af en robot.«
Artiklen fortsætter efter grafikken
Industrirobot tilslutter kablet
Robotten, en ABB IRB 7600, vil komme til at stå i et lille hus ved færgelejet, og når en færge nærmer sig, vil robotten modtage et trådløst signal om at gøre sig klar. En dør i huset glider til side, og det samme gør en luge i skibssiden, hvor elkablerne er rullet op.
»Når skibet mangler den sidste halve meter i at være i havn, begynder robotten at gribe ud efter kablerne og kobler dem på stikkene, mens vi får fortøjet skibet og sænket klappen til bilerne. Og i det øjeblik, vi har fortøjet, så slutter vi strømmen,« siger Henrik Fald Hansen.
Robotten orienterer sig ved hjælp af 3D-laserscanning, og når det er tid til afgang, sker også frakoblingen automatisk.
»I det øjeblik, vi ønsker at fragå havn, og de trykker på knappen for at hæve klappen til biler, så vil robotten også koble fra. Den slukker for strømmen, tager de to kabler og lægger dem tilbage på skibet og lukker lugerne,« forklarer maskinchefen.
Det er en magnetisk kobling, der holder stikkene, så hvis skibet ved en fejl skulle komme til at sejle, uden at kablet er koblet fra, vil de automatisk slippe, når skibet trækker i kablerne.
Strømmen overføres til skibet med 10 kV og 10 MW, og for at kunne forsyne ladestationerne med den effekt, skal Helsingør Forsyning i gang med at nedgrave 7 km nye kabler i byen. Om bord på skibet transformeres strømmen fra de 10 kV ned til 800 V og ensrettes til jævnstrøm, inden den lades på batterierne.
Vandbaseret batterikøling
Opladningen sker ved 3C – altså tre gange batteriets egen effekt – og det stiller store krav til kølingen af batterierne, der i alt har en kapacitet på 4.160 kWh og vejer 80 ton.
I modsætning til andre batteridrevne færger har man ikke valgt luftkøling, men installerer i stedet et nypatenteret vandbaseret kølingssystem fra det canadiske selskab PBES. Hver gang man fordobler ladningen på batteriet, firedobles varmeudviklingen, men ifølge PBES kan deres CellCool-system bortskaffe mere varme, end færgens batterier er i stand til at producere.
Dermed forebygger det effektive kølesystem, sammen med flere andre sikkerhedssystemer, at der sker en løbsk overophedning – en såkaldt thermal runaway – i batterierne, hvor varmen fører til en reaktion mellem katodematerialet og elektrolytten i cellen. Dette kan få batteriet til at kortslutte, hvorved energien frigøres som varme, hvilket accelererer reaktionen, så elektrolytten til sidst bryder i brand og påvirker de omgivende celler.
Kølesystemet, der produceres på PBES’ fabrik i Trondhjem, er indbygget i de holdere, der omslutter de enkelte battericeller. De er fremstillet i metal for at sikre den bedst mulige varmeoverførsel til kølevandet, og kredsløbet er forbundet med en varmeveksler uden for hver container.
Under de 20 minutters overfart aflades batterierne med 29 pct. – fra 85 til 56 pct. af den maksimale kapacitet. Dermed er der en batterireserve til at sejle i stormvejr m.v.
»Vi kan godt tage to ture uden opladning, men det går selvfølgelig ud over batteriets levetid, jo mere man aflader det,« forklarer Henrik Fald Hansen.
Stor investering
HH Ferries er det første rederi i verden, der indfører ren batteridrift på så store færger som Tycho Brahe og Aurora, der kan rumme hhv. 1.100 og 1.250 passagerer samt 240 biler og sejler i døgndrift.
Investeringen løber ifølge rederiets adm. direktør, Henrik Rørbæk, op i 300 mio. svenske kr. (234 mio. danske kr.), og EU har ydet et tilskud på 13 mio. euro, svarende til 97 mio. kr.
Han tør ikke udtale sig om, hvornår de tre øvrige Helsingør-Helsingborg-færger, ‘Hamlet’, ‘Mercandia IV’ og ‘Mercandia VIII’ evt. ombygges til batteridrift.
»Det er en stor investering, så vi vil vurdere det i de nærmeste år, inden vi tager en beslutning,« siger Henrik Rørbæk.
Verdens første rent batteridrevne bilfærge var ‘Ampere’, der blev sat i drift på Sognefjorden i Norge i foråret 2015. Også i det Sydfynske Øhav er en batteridrevet færge på vej. Den skal sejle mellem Fynshav, Søby og Faaborg.
