Likestrømsfordeling på krigsskip – muligheter og utfordringer. Er DC-ZEDS fremtidens løsning?

Abstract

Denne oppgaven har gjort en studie av elektrisk distribusjon på krigsskip. Hensikten var å undersøke om DC-ZEDS er et design som kan forbedre elektrisk distribusjon på fremtidige fartøy i KNM, av fregatt-størrelse. Dette ble gjort ved å sammenligne AC-ringnettet på Nansen-klassen med et DC-ZEDS-design, dimensjonert for samme fartøysklassen. Fokuset var på et installert anlegg fremfor anskaffelse og integrering. Gjennom en kombinasjon av dokumentstudier, intervjuer, beregninger og skisseringer er det forsøkt å danne et bilde av dagens system og et DC-ZEDS for å kunne besvare oppgavens problemstilling. Punktene hvor de to designene har blitt vurdert er generell robusthet og driftssikkerhet, ytelse i skadesituasjoner, driftsøkonomi og vedlikeholdsøkonomi. For driftssikkerhet ble AC-ringnett vurdert noe gunstigere enn DC-ZEDS, grunnet mindre avhengighet av kraftelektronikk. DC-ZEDS har likevel aspekter innenfor driftssikkerhet som vurderes gunstigere. Disse er mindre harmoniske forstyrrelser, bedre spenningskvalitet, mindre reaktiv effekt, lettere innfasing av generatorer, samt enklere deteksjon av jordfeil. I skadesituasjoner vurderes DC-ZEDS som et potensielt sterkere design grunnet økt redundans. Dette fordrer dog sofistikert og robust styring og overvåking som utvikles for systemet. Det kan også være hensiktsmessig å fjerne batteribankene fra DC-ZEDS, grunnet brannfaren dette medfører i skadesituasjoner, og manglende behov for peakshaving på fregatt. For driftsøkonomi og vedlikeholdsøkonomi ble det identifisert indikatorer på at DC-ZEDS kan være en billigere løsning enn AC-ringnett. Drivstofføkonomien til generatorene vil bli forbedret, men grunnet usikkerhet om tap i dagens AC-ringnett og usikkerhet rundt hva spesifikt vedlikehold koster, var det ikke mulig å konstatere med sikkerhet at vedlikeholdsøkonomi og tap vil forbedres. Oppgaven konkluderer med at DC-ZEDS kan forbedre den elektriske distribusjonen på fremtidige fartøy i KNM, men at løsningen har utfordringer som må adresseres videre før implementering. Noen modifikasjoner bør også vurderes i foreslått design.