در شرایطی که فشارهای مقرراتی بهطور مداوم افزایش مییابند و قیمت سوخت روندی صعودی دارد، مالکان و بهرهبرداران کشتی باید هرچه سریعتر خود را با الزامات جدید تطبیق دهند. در غیر این صورت، خطر عقبماندن از رقابت در صنعت حملونقل دریایی بهطور جدی آنها را تهدید میکند.
امروزه بهبود بهرهوری انرژی و کاهش انتشار گازهای گلخانهای دیگر یک انتخاب اختیاری نیست. صنعت کشتیرانی این اقدامات را بهعنوان ضرورتی اجتنابناپذیر برای پایداری بلندمدت پذیرفته است؛ ضرورتی که علاوه بر تحقق اهداف زیستمحیطی، کاهش قابل توجه هزینههای عملیاتی را نیز به همراه دارد.
در پاسخ به این چالشها، صنعت دریایی بهسوی فناوریهای نوآورانه حرکت کرده است. این فناوریها نهتنها انطباق با استانداردهای زیستمحیطی را تضمین میکنند، بلکه مسیر روشنی برای دستیابی به بهرهوری عملیاتی پایدار ارائه میدهند. در این میان، ژنراتور با شفت آهنربای دائم (PM Shaft Generator) بهعنوان یکی از ارکان اصلی الکتریکیسازی سامانههای دریایی و توسعه پایدار، جایگاهی کلیدی یافته است.
چارچوبهای مقرراتی مانند شاخص طراحی بهرهوری انرژی کشتیهای نوساز (EEDI) و شاخص بهرهوری انرژی کشتیهای موجود (EEXI)، تمرکز صنعت را بهطور جدی بر کاهش انتشار گازهای گلخانهای و بهبود عملکرد انرژی شناورها معطوف کردهاند.
علاوه بر این، از سال ۲۰۲۷ برخی کشتیها مشمول هزینههایی مبتنی بر میزان انتشار آلایندهها خواهند شد. این اقدام در راستای تلاشهای جهانی برای کاهش ردپای کربنی صنعت کشتیرانی اجرا میشود.
در کنار مقررات، نوسانات شدید قیمت سوخت و افزایش حساسیت ذینفعان نسبت به مسائل زیستمحیطی، روند گذار به فناوریهای پاکتر را تسریع کرده است. در چنین شرایطی، الکتریکیسازی بهعنوان یک اهرم راهبردی مطرح میشود و ژنراتور با شفت آهنربای دائم بهعنوان یکی از مؤثرترین اجزای این راهبرد، منافع اقتصادی و زیستمحیطی را همزمان فراهم میکند.
مهمترین مزیت ژنراتور با شفت آهنربای دائم، راندمان بسیار بالای آن است؛ بهویژه در شرایط بار و سرعت متغیر. این ژنراتورها حتی در سرعتهای پایین حرکت کشتی یا در زمان کارکرد موتور اصلی با بار جزئی، عملکردی پایدار و قابل اتکا ارائه میدهند.
برای مثال، یک ژنراتور با شفت آهنربای دائم با توان نامی ۳ مگاوات میتواند به راندمانی در حدود ۹۸ درصد دست یابد، در حالی که ژنراتورهای القایی همتراز معمولاً راندمانی نزدیک به ۹۴ درصد دارند. این اختلاف راندمان، در مقیاس کارکرد سالانه، به صرفهجویی قابل توجه در مصرف سوخت منجر میشود.
در طول یک سال، یک ژنراتور با شفت آهنربای دائم ۳ مگاواتی میتواند—بسته به نوع سوخت و شرایط بازار—حدود ۵۴ هزار دلار صرفهجویی در هزینه سوخت ایجاد کند و همزمان انتشار دیاکسید کربن (CO₂) را تا حدود ۲۲۳ تن به ازای هر شناور کاهش دهد.
کاهش مصرف سوخت بهطور مستقیم باعث کاهش آلایندگی میشود و به شناورها کمک میکند الزامات زیستمحیطی را سادهتر رعایت کرده یا حتی از آنها فراتر روند. از این رو، ژنراتور با شفت آهنربای دائم همزمان سودآوری عملیاتی و مسئولیتپذیری زیستمحیطی را تقویت میکند.
طراحی بدون جاروبک (Brushless) در ژنراتور با شفت آهنربای دائم، تعداد قطعات متحرک را کاهش میدهد. این ویژگی احتمال خرابی را کم کرده و زمان ازکارافتادگی را به حداقل میرساند.
در نتیجه، هزینههای چرخه عمر کاهش مییابد و بهرهبرداران تجاری میتوانند زمان در دسترس بودن شناور (Vessel Uptime) را به حداکثر برسانند.
ژنراتور با شفت آهنربای دائم در مقایسه با سامانههای متعارف، تا ۲۰ درصد کوچکتر و ۳۰ درصد سبکتر است. این مزیت بهواسطه استفاده از سامانه خنککاری یکپارچه با ژاکت آبی (Integrated Water-Jacket Cooling System) حاصل شده است که نیاز به تجهیزات خنککاری حجیم خارجی را حذف میکند.
ابعاد فشرده و وزن کمتر، این ژنراتورها را به گزینهای ایدهآل برای شناورهای مدرن تبدیل کرده است؛ شناورهایی که در آنها هر مترمربع فضا و هر کیلوگرم وزن اهمیت دارد.
طراحان، ژنراتور با شفت آهنربای دائم را بر پایه پلتفرمی استاندارد توسعه دادهاند. این رویکرد، فرایند یکپارچهسازی را سادهتر کرده و زمان تحویل پروژه را بین ۳۰ تا ۵۰ درصد کاهش میدهد.
در نتیجه، یاردهای کشتیسازی میتوانند برنامههای فشرده ساخت را بدون افت عملکرد یا قابلیت اطمینان اجرا کنند و بازگشت سرمایه (ROI) را تسریع بخشند.
ژنراتور با شفت آهنربای دائم با رویکردی آیندهنگر طراحی شده است و بهراحتی در سامانههای هیبریدی–الکتریکی و تمامالکتریکی ادغام میشود.
این انعطافپذیری به مالکان کشتی اجازه میدهد در بازتوانیهای آینده، تجهیزاتی مانند ذخیرهسازهای باتری، پیلهای سوختی یا سامانههای پیشرانش مبتنی بر هیدروژن را با هزینه کمتر اضافه کنند.
ژنراتور با شفت آهنربای دائم تنها یک ارتقای فنی نیست، بلکه نمایانگر تغییری بنیادین در تولید توان دریایی است. راندمان بالا، نگهداری حداقلی، ابعاد فشرده و آمادگی برای آینده، این فناوری را به راهکاری راهبردی برای صنعت کشتیرانی تبدیل کرده است.
در جهانی با فشارهای مقرراتی، نوسانات بازار سوخت و انتظارات زیستمحیطی فزاینده، ژنراتور با شفت آهنربای دائم مسیر روشنی بهسوی عملیات پایدار و سودآور ترسیم میکند و نقشی کلیدی در آینده سبز صنعت دریایی ایفا خواهد کرد.
منبع:
m a r i n e l i n k . c o m
محقق و پژوهشگر
کارشناس ارشد مهندسی مواد و متالورژی
ظهور، سقوط و تولد دوباره: چرا «هوش مصنوعی نمادین» دوباره جذاب شده است؟ در دنیای امروز وقتی صحبت از هوش مصنوعی میشود، ذهن اکثر ما به سمت «یادگیری عمیق» (Deep Learning) و مدلهای زبانی بزرگ مثل GPT میرود. اما قبل از اینکه شبکههای عصبی دنیا را تسخیر کنند، پادشاه دیگری بر دنیای AI حکومت میکرد: […]
به دنیای شگفتانگیز محاسبات کوانتومی و واحد بنیادی آن یعنی «کیوبیت» خوش آمدید. در این مقاله، با مفاهیم کلیدی و اصطلاحات پایهای مرتبط با کیوبیت و کامپیوترهای کوانتومی آشنا میشوید؛ حوزهای انقلابی که میتواند دنیای کشف دارو، طراحی مواد پیشرفته و هوش مصنوعی را دگرگون کند. ۱. کیوبیت: واحد اصلی اطلاعات کوانتومی هر سیستم محاسباتی […]
مقدمه: بحران وجودی و رنسانس تکنولوژیک در دریانوردی صنعت کشتیرانی بینالمللی، که به عنوان ستون فقرات تجارت جهانی شناخته میشود و مسئول جابجایی بیش از ۸۰ درصد حجم کالاهای مبادله شده در جهان است، اکنون در آستانه بزرگترین تحول ساختاری خود از زمان جایگزینی بادبان با نیروی بخار در قرن نوزدهم قرار دارد. این صنعت […]
تاریخچه جامع پیشرانش دریایی؛ از عصر ذغالسنگ تا افق سوختهای نوین دریاها همواره شریان حیاتی تمدن بشر و بستر اصلی تجارت جهانی بودهاند. اما آنچه که بر این پهنه آبی حکمرانی میکند، نه فقط امواج، بلکه تکنولوژی پیشرانش دریایی است. تاریخ توسعه اقتصادی و ژئوپلیتیک جهان به شکلی جداییناپذیر با توانایی بشر در تسلط بر […]