#euromaritime #eurowaterways
TRANSCRIPT
JOURNEE EUROPEENNE DU SHIPPING THE EUROPEAN SHIPPING DAY
15:00 – 16:30
Le navire tout électrique, quelles évolutions récentes ?The all electric vessel, what are the recent developments ?
#Euromaritime#Eurowaterways
Alain TOGNAResponsable France activité Marine et ports
Ports and Marine France ManagerABB France
Le navire tout électrique, quelles évolutions récentes ?The all electric vessel, what are the recent developments ?
#Euromaritime#Eurowaterways
EUROMARITIME, 02 FÉVRIER 2017
Le navire tout électriqueQuelles évolutions récentes ?
Alain Togna, Manager Marine § Ports
ABB: leader des technologies innovantes
Quoi
(Offre)
Pour qui
(Cllients)
Où(Implantations)
Utilités Industrie Transport & Infrastructure
~35% du CA ~40% du CA ~25% du CA
Niveau mondial
Asie, Middle East, Afrique 37% Amerique 30% Europe 33%
~$35 milliards CA ~100 pays ~135,000 employés
Energie et Automation
Produits 59% Systèmes 24% Services & logiciels 17%
25 ans
99,8% de disponibilité
700 000 tonnes de carburants
12 million heures en operation
25 types de navires équipés
Fonctionnement -35 à +35 °C
Power (MW) Azipod® C Azipod® D Azipod® X Azipod® V
2 – 4.7 2 – 7.5 7 – 22 6 – 17
Cooling Sea Air + Sea Air Air
Motor
technology
Permanent
magnet (PM)
PM & induction Synchronous Synchronous
Ice class Up to 1A Up to 1AS / PC6 Up to 1AS Up to PC1
Max thrust 93 t 125 t - -
BU Marine AZIPOD® family
1979
+ 27 %
© ABB GroupFebruary 10, 2017 | Slide 6
Onboard DC Grid Configuration overview
Traditional AC System
: Removed components
Onboard DC Grid
ES : Energy Storage
FC : Fuel Cell
: Developed components
Onboard DC Grid & Energy StorageABB Cable Layer Vessel
Vessel information
Other Information
State-of-the-art cable ship including the newest ABB
technology achieveing greater efficiency and precision.
The vessel is custom built according to ABB’s specifications
and will measure approx. 140m-long and 30m wide. It will
enhance the capacity of ABB’s submersible cable operations
while delivering optimum efficiency and accuracy.
ABB’s Onboard DC Grid Solution and scope
• Generators:
• Energy Storage:
• Propulsion:
• Thrusters:
• Automation:
6 x 2240kWe 1200-1800rpm
1 x 70kWh
3 x 1.9MW Azipods
2 x 925kW ACS800 Tunnel
1 x 880kW ACS800 Azimuth
PEMS with integrated VMS
• Vessel name:
• Vessel Type:
• Design:
• Yard:
• Year of delivery:
• Class/Notation:
• Owner:
TBA
Cable Layer
SALT 306 CLV
Kleven Yard BN 372
2017
DNV DP3
ABB Power Systems
• Advisory: RDS, EMMA, CM
• Energy Transfer: Fully automatic ABB Robotic system, two in each harbor
• Charging time: Harbor 1: 5 min 30s(minimum) Harbor 2: 9 min
• Charging power: Harbor 1: 11,2 MWHarbor 2: 10,35 MW
Onboard DC Grid & Energy StorageTycho Brahe & Aurora Energy Storage
Vessel information
Other Information
• Retrofit of existing system and install energy storage to
enable full battery based operation with Diesel backup
• Ferry operating between Helsingor (DK) - Helsingborg
(SWE)
• Shore side infrastructure for Battery charging
• Energy Storage onboard including transformers,
rectifiers, DC/DC converters for battery connections,
Power management upgrade and Energy Storage control
ABB’s Onboard DC Grid Solution and scope
• Generators:
• Energy Storage:
• Propulsion:
• Automation:
• Advisory:
-Remains as back-up
4x1040kWh (TBA)
4 x 1,5MW Azimuth thruster
PEMS with integrated VMS
RDS, EMMA
This project has received funding from the Innovation and Networks Executive Agency (INEA), Connecting Europe Facility, under grant agreement No. INEA/CEF/TRAN/M2014/1040935.”
Main Components in the delivery
ABB ABB ”Battery company” ABB
Robot Onboard DC Grid Batteries Energy Storage Control System
Xavier DE MONTGROSPrésident / President
AFBE (Association Française pour le Bateau Électrique)
Le navire tout électrique, quelles évolutions récentes ?The all electric vessel, what are the recent developments ?
#Euromaritime#Eurowaterways
Association Française pour le Bateau Electrique ◦ Créée en 1994 pour développer l'image et le marché du
bateau électrique
l'AFBE compte aujourd'hui de nombreux membres français et étrangers:◦ Parmi eux:
chantiers navals, Equipementiers Sociétés de conception, Intégrateurs, Operateurs, partenaires institutionnels, collectivités territoriales, particuliers.
Promouvoir la conception, la construction et l'utilisation du bateau électrique,
Inciter operateurs et communautés à équiper les plans et les voies d'eau en stations d'alimentation électrique,
Contribuer au respect de la nature et de l'environnement, air et eaux,
Etre le réfèrent des pouvoirs publics et organisme de normalisation,
Favoriser les échanges avec les organisations traitant des autres types de véhicules électriques,
Etablir des relations avec les associations étrangères homologues.
Président :Xavier de Montgros (Directeur associe ODC Marine)
Vice-présidents :Secrétaire : Philippe Pallu de la Barriere (Dirigeant Alternatives Energies)Joseph Beretta (Président de l'AVERE France)
Administrateurs : Erwan Grandpierre (Torqeedo) Jean Yves Dubourg (Transdev) Mathieu Herieau (Emerson Leroy-Somer) Marie Gorius (Alize électronique)
Membre d'honneur :Jean-Louis Aucouturier (Président honoraire Fondateur de l'AFBE)
Location: plusieurs milliers de bateaux en opérations
Voiliers 10 bateaux en service
◦ Un tour d’Europe des fleuves
◦ Un tour de méditerranée
◦ Un tour du monde
Des pénichettes, ou habitations
Environ 50 bateaux
en opérations
de 20 a 150 passagers ◦ Solaires
◦ Pur électriques
◦ Ou Hybrides
Bateaux de service◦ En développement Plongée, services des ports,…
# PAX Type KWmotors
KWhBatteries
BatteryType
KM Elec. Autonomy
Category navigation
Where in France
Delivered
150 Hybrid 2 x 20 74 Lead Acid 50 Fluvial St Etienne 2010
100 Hybrid 2 x 20 74 Lead Acid 50 Fluvial Flagnac 2011
150 DieselElectrical
2 x 55 2 GE de 2x120
Fluvial Lyon 2012
70 Electrical 2 x 35 260 Lead Acid 80 Fluvial Lyon 2014
# PAX Type KWmotors
KWhBatteries
BatteryType
KM Elec. Autonomy
Category navigation
Where in France
Delivered
85 Electric 2 x 20 kW 2x65kWh LiFePO4 140 km fluvial Paris 2013
35 (2) Electric 2x15kW 2x30kWh LiFePO4 60km maritime Les Sables 2013
96 (2 ) Hybridserie
2x110kW 2x85kWh LiFePO4 90 kM maritime Toulon 2014
30 Electric +Gen Set
2x15 kW 2x30kWh LiFePO4 60km maritime Concarneau 2015
20 Electric 15 kW 30kWh LiFePO4 40 km fluvial Cognac 2014
# PAX Type KW motors KWhBatteries
BatteryType
KM Elec. Autonomy
Category navigation
Where in France
Delivered
100 HybridParallel
2 x 75 KW2x 400 HP
70 LiFePO4 30 Maritime Corsica 2 x 20122013 , 2014
70 Electric 2 x 30 140 LiFePO4 80 Lake Evian 2013
50 Electric 2 x 30 140 LiFePO4 75 Lake Yvoire 2015
Simple & zero emission Autonomie & multi usage
Pas d’ émissions de gaz à effet de serre
Plus simple
Très efficace énergétiquement
Excellent pour
◦ Eaux fermées,
◦ Courtes distances 30 a 40 miles,
◦ Zéro émissions
Pas d’ émissions de gaz à effet de serre quand électrique
Grande vitesse quand cela est nécessaire
Très fiable deux réserves d’ énergies
Excellent pour ◦ Grandes distances
◦ Grande vitesse
◦ Multi énergies
24
Présentation générale
Économies d’énergie
Fiabilité accrue
Performances couple/vitesse
Faible augmentation de la température du rotor et rallongement de la durée de vie des roulements
Electronique Leroy Somerassociée parfaitement adaptée, garantissant les performances de l’ensemble moteur/variateur
Technologie éprouvée (+15 ans), brevetée, + de 10000 unités en service dans le monde
Dyneo®
Moteurs synchrones à aimants permanents
Haut rendement prouvé, dépassant les exigences équivalentes à l’IE4.
Technologie de rotor à aimants utilisant les mécanismes éprouvés des
moteurs asynchrones
Rendement constant sur large plage de vitesse, ce qui permet d’optimiser la
puissance des batteries (risque de surdimensionnement avec technologie
asynchrone)
Compacité et poids réduit par rapport à la technologie asynchrone
BV Type Approval
Efficacité exceptionnelle sur toute la gamme de vitesse
Mode moteur et/ou générateur avec électronique de pilotage associée pour fonctionnement PTI/PTO
Couple optimal sur toute la gamme de vitesse
Applications courantes
Propulsion principale
diesel/électrique
Propulsion hybride
Propulsion 100% électrique
Auxiliaires
Tendances
Rendement encore accru en vitesse variable
Gain de compacité et d’intégration
Torqeedo Gmbh www.torqeedo.com
Source: Torqeedo
- Fondé en Février 2005- Leader Mondial de la propulsion électrique dans le
nautisme- Présent dans plus de 40 pays dans le monde- Gamme équivalente de 1 à 80 CV
- Deep Blue : Gamme Professionnelle - La synthèse de puissance et de système
parfaitement intégré allié à un concept de sécurité innovant.
- Haut voltage (345V)- Equivalent de 40 (33Kw) à 80CV (66 Kw)- En version hors bord – In-bord – Saildrive- Batterie Lithium haute capacité garantie 9 ans
Développent du marche grâce à la sécurisation par la Norme ISO16315 régulant les systèmes de propulsion électrique.
Demandes de plus en nombreuses des villes pour des solutionspropres
Evolution des batteries permettant sous une dizaine d’annéesd’améliorer de façon très significative les performances en termed’autonomie - puissance.
Intégration progressive de solutions hybrides hydrogènes ou gaznaturel
…
Des solutions qui ont fait leur preuves Solaire, Electrique, Hybride série ou parallèle Pour différents usages Fluvial ou Maritime.
Bateaux Electriques: une Réalité
Rejoignez nous a’ l’AFBE
Stéphane GONNETANDFondateur et directeur Associé / Founder and associate Director
ODC Marine
Le navire tout électrique, quelles évolutions récentes ?The all electric vessel, what are the recent developments ?
#Euromaritime#Eurowaterways
LA PROPULSION INNOVANTE
AU SERVICE DES ARMATEURS
QUI SOMMES NOUS ?
FOCUS PROPULSION 100% ELECTRIQUE
FOCUS PROPULSION HYBRIDE PARALLÈLE
LA VEDETTE À PASSAGERS DU FUTUR odcmarine.com
ODC Marine QUI SOMMES NOUS ?Un chantier Naval Aluminium
Situé à Dalian CHINE depuis 2006
Capital 100% français
Une Gamme qui s’élargit
Vedettes à Passagers
Bateaux de Plongée
Bateaux d’Intervention
Navires de Pêches
Navires de Services
3 associés français, 60 collaborateurs, 50 bateaux livrés, 2
ruptures Technologiques, depuis 10 ans
Un partenaire de financement :
• 2 moteurs électriques, 2 contrôleurs refroidis par eau douce
• 2 packs batteries lithium fer phosphate 288V ou 388V
• 2 BMS équilibrant actifs
• 2 chargeurs de batteries lithium
Définition du système
FOCUSPROPULSION100% Electrique
• Cruising 80% de la vitesse de carène approx 5 à 6 nœuds
• Autonomie 6h entre deux recharges approx 35 NM
• Recharge en 8h sur 220V ou 380V selon puissance
• Eaux protégées, fluvial, côtiers, etc.
Cas d’applicationFOCUS PROPULSION 100% Electrique
Des batteries plus légères, moins volumineuses, moins chères, avec une plus
longue durée de vie, avec une plus grande rapidité de charge et décharge
Il faudra multiplier par 25 la capacité pour couvrir un programme 20 nœuds
journalier (il faut 25 fois plus d’énergie pour passer de 6 nœuds à 20 nœuds sur
un bateau de 18 m) 2030 ?
L’avenir
Chez ODC Marine environ 11 000 € / place jusqu’à 22 m 200 pax
• 2 moteurs électriques, 2 contrôleurs refroidis par eau douce
• 2 packs batteries lithium fer phosphate 288V ou 388V
• 2 BMS équilibrant actifs
• 2 chargeurs de batteries lithium
• 2 moteurs diesel
• 2 chaises d’hybridation
Définition du système
FOCUSPROPULSIONHybride Parallèle
• Vmax 20 nœuds au diesel
• Cruising 80% de la vitesse de carène approx 5 à 6 nœuds
• Autonomie 2h entre deux recharges approx 12 NM
• Recharge en 8h sur 220V ou 380V selon puissance et sur diesel
• Sortie de port, traversée de zones protégées, etc.
Cas d’application
FOCUS PROPULSION HYBRIDE PARALLELE
Disparition 2030 ?
L’avenir
Chez ODC Marine environ 11 000 € / place jusqu’à 22 m 200 pax
LA VEDETTE À PASSAGERS DU FUTUR
odcmarine.com
Expérience Passager de haut niveau
Maintenabilité des composants simple et rapide
Faible impact environnemental
Bateau connecté (ensemble des informations de la flotte
regroupées, exportées et sauvegardées)
• Maintenance préventive
• Analyse des incidents
• Management des personnels
Xavier FONTENEAUDr. Ingénieur développement / Dr. Engineer development
ECA EN
Le navire tout électrique, quelles évolutions récentes ?The all electric vessel, what are the recent developments ?
#Euromaritime#Eurowaterways
Philippe NOVELLIDirecteur Général / Director-General
ECA EN
Armel LAINÉIngénieur commercial / Sales Engineer
ECA EN
Euromaritime 2017
February 2nd 2017
FONTENEAU Xavier- PhD, development Engineer in Power Electronics
THE ALL-ELECTRIC VESSEL, WHAT ARE THE RECENT DEVELOPMENTS?
ECAGROUP
Semiconductor technology
ECA Group targets SiC converters
Electrical Propulsion System powered by Fuel Cell
Conclusions
CONTENTS
The All-Electric Vessel, what are the recent developments
The All-Electric Vessel, what are the recent developments
MARITIMEDEFENCE & SECURITY
AEROSPACE TRAINING SIMULATION
ENERGY & INDUSTRIAL EQUIPMENT
COMPREHENSIVE SOLUTIONS FOR
THE SAFETY OF GOODS AND PEOPLE
ToulonECA SA
ECA RSMECA ROBOTICSECA DYNAMICS
ECA DRONE
ToulouseECA CNAI
ECA SINTERS
MontoirECA CNAI
CouëronECA EN
EN MOTEURS
LannionECA FAROS
ParisECA ROBOTICS
MontpellierECA ROBOTICS
BrestECA ROBOTICS
Genova-ITALYECA SINDEL
SINGAPOREESFE Pte.Ltd
Tulsa - USASIMULATOR SYSTEMS INTERNATIONAL
Capitola – USATRITON Imaging, Inc.
Belém– BRASILECA SINDEL DO BRASIL
New York - USA1ROBOTICS
FRANCE
The All-Electric Vessel, what are the recent developments
LEGENDESUR 2 LIGNES
Variable speed drivesDC-DC Static convertersDC-AC Static converters
400 Hz – 28 VDC Converters Propulsion systems
POWER ELECTRONICS PRODUCTS
Racked Variable Speed Drives
The All-Electric Vessel, what are the recent developments
Si Thyristor
1st GENERATION
Si IGBT & MOSFET
2nd GENERATION
Wide Band Gap Materials, Silicon Carbide
SiC MOSFET
3th GENERATION
Railway: Z8800
Variable speed driveAutomotive
The All-Electric Vessel, what are the recent developments
Photovoltaic Static converter
Passengers ship: hirondelle (KEOLYS Bordeaux)
Railway: N700 Shinkansen
SEMICONDUTOR TECHNOLOGY EVOLUTION
The All-Electric Vessel, what are the recent developments
SiC instead of Si: Lossreduction
Increase autonomy(Same battery volume)
Battery reduction(same operating conditions)
Cooling system reduction(weight/volum reduction)
Power source
Power converter
Increase switching frequency(MLI filter reduction)
These benefit can be plural.
SEMICONDUTOR TECHNOLOGY EVOLUTION
Electrical characteristics CVS 60kVA Value Unity
Input Voltage, VDC 360 VDC
Line to line output voltage, Uout 115 VRMS
Maximum output current, IRMS 300 ARMS
Switching frequency, Fsw 10 - 25 kHz
CVS 60kVA integrating SiC modules
Electrical characteristics of a CVS 60kVA
Schematic of the 60kVA converter
Preload
+
Input
filter
TransformerOutput
filter
The All-Electric Vessel, what are the recent developments
32% Losses reduction same operating conditions on the CVS(+2.9% efficiency over existing converter)
ECAGROUP TARGETS SIC CONVERTER
Motor driveUp to 500kWHydrogen Power
converter
The All-Electric Vessel, what are the recent developments
Participant:
Fuellcell
Battery(120kWh)
ELECTRICAL PROPULSION SYSTEM POWERED BY FUEL CELL
Center of excellence:Support:
Silicon Carbide (SiC) is already a SUSTAINABLE SOLUTION and is progressively replacing
Si component.
The benefits in embedded systems are PLURALS: efficiency, compacity, weight
reduction, noise discretion,
ECA Group is PIONEER in MASTERING this technology and develops innovative new
static converters range for the vessels and submarines next generation.
This technology is particularly adapted for electrical ships.
CONCLUSIONS
The All-Electric Vessel, what are the recent developments