Аналіз впровадження сучасних технологій для підвищення ефективності суднових електроенергетичних систем

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.51.2025.344905

Ключові слова:

суднові автоматизовані електроенергетичні системи, енергоефективність, вплив на навколишнє середовище, оптимізація, цифровізація, альтернативні види палива, морський транспорт, електричні судна

Анотація

Робота зосереджена на дослідженні сучасних технологій оптимізації суднових систем електропостачання суден. У ній розглянуто проблеми та фактори, що сприяють прогресу в цій галузі, такі як вплив морської галузі на навколишнє середовище та постійне зростання конкуренції. Наведено приклади найефективніших технологічних досягнень, включаючи світлодіодні системи освітлення, енергоефективні електродвигуни, частотно-регульовані приводи та гібридні джерела живлення. Проаналізовано стратегії, спрямовані на сприяння раціональному та відповідальному споживанню енергії, з ефективним управлінням системами накопичення енергії. Значна увага приділяється інтеграції альтернативних джерел енергії, таких як сонячна та вітрова енергія, та їх потенціалу для сприяння декарбонізації судноплавства та зменшення залежності від традиційних видів палива. Гібридні рушійні установки, системи рекуперації відпрацьованого тепла та сучасні системи управління енергетичним обладнанням досліджуються як комплексні та інтегровані підходи до оптимізації споживання енергії на суднах. Відзначається швидкий розвиток рішень для систем накопичення енергії, таких як літій-іонні акумулятори, які є дуже важливими для забезпечення ефективної та надійної роботи гібридних та повністю електричних суден з єдиною уніфікованою електроенергетичною системою. У статті наведено порівняльний аналіз розглянутих підходів до оптимізації на основі ключових критеріїв, таких як економія палива, рівень скорочення викидів, загальна надійність та економічна доцільність впровадження. Крім того, у статті ілюструється успішне застосування цих стратегій оптимізації на різних типах суден, від малих поромів до великих контейнеровозів та круїзних лайнерів. В окремому розділі представлено огляд останніх наукових досліджень та публікацій у цій галузі, а також майбутні тенденції та напрямки розвитку в оптимізації енергетичних систем суден, включаючи зростаючу роль цифровізації, автоматизації, використання штучного інтелекту, впровадження альтернативних видів палива

Біографії авторів

В.В. Поливода , Херсонська державна морська академія, м. Херсон

Кандидат технічних наук, доцент

С.О. Самойлов , Херсонська державна морська академія, м. Херсон

Здобувач ступеня PhD

Посилання

Hüffmeier J., Johanson M. State-of-the-Art Methods to Improve Energy Efficiency of Ships. Journal of Marine Science and Engineering. 2021. Vol. 9(4). Article 447. DOI: https://doi.org/10.3390/jmse9040447.

Mylonopoulos F., Polinder H., Coraddu A. A Comprehensive Review of Modeling and Optimization Methods for Ship Energy Systems. IEEE Access. 2023. Vol. 11. Pp. 32697–32707. DOI: https://doi.org/10.1109/access.2023.3263719.

Optimization-Based Power and Energy Manage-ment System in Shipboard Microgrid: A Review / P. Xie et al. IEEE Systems Journal. 2022. Vol. 16(1). Pp. 578-590. DOI: https://doi.org/10.1109/jsyst.2020.3047673.

Hong S. H., Kim D. M., Kim S. J. Power Control Strategy Optimization to Improve Energy Efficiency of the Hybrid Electric Propulsion Ship. IEEE Access. 2024. Vol. 12. Pp. 22534–22545. DOI: https://doi.org/10.1109/access.2024.3364374.

German-Galkin S., Tarnapowicz D. Energy Optimization of the ‘Shore to Ship’ System - A Universal Power System for Ships at Berth in a Port. Sensors. 2020. Vol. 20(14). Article 3815. DOI: https://doi.org/10.3390/s20143815.

Animah I., Adjei P., Djamesi E.K. Techno-economic feasibility assessment model for integrating hybrid renewable energy systems into power systems of existing ships: A case study of a patrol boat. Journal of Marine Engineering & Technology. 2022. Vol. 22(1). Pp. 22–37. DOI: https://doi.org/10.1080/20464177.2022.2087272.

Enhancing renewable energy utilization and energy management strategies for new energy yachts / Z. Wang et al. Heliyon. 2024. Vol. 10(18). Article e37863. DOI: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e37863.

İnal Ö.B., Koçak G. A Case Study on the Variable Frequency Drive for Ship Engine Room Ventilation. Marine Science and Technology Bulletin. 2023. Vol. 12(3). Pp. 252-258. DOI: https://doi.org/10.33714/masteb.1299692.

Scenario- and Optimization-Based Control of Marine Electric Power Systems. URL: https://torarnj.folk.ntnu.no/tib.pdf (дата звернення: 26.03.2025).

Challenges in the use of hydrogen for maritime applications / L. Van Hoecke. Energy & Environmental Science. 2021. Vol. 14(2). Pp. 815-843. DOI: https://doi.org/10.1039/d0ee01545h.

Seven fascinating hybrid ship trends that everyone needs to know about. URL: https://www.wartsila.com/insights/article/seven-fascinating-hybrid-ship-trends-that-everyone-needs-to-know-about (дата звернення: 26.03.2025)

Ways AI is Quietly Taking Over the Shipping Industry. URL: https://www.shipuniverse.com/15-ways-ai-is-quietly-taking-over-the-shipping-industry/ (дата звернення: 26.03.2025)

Riyadh M. Transforming the Shipping Industry with Autonomous Ships and Artificial Intelligence. Maritime Park Journal of Maritime Technology and Society. 2024. Vol. 3(2). Pp. 80-85. DOI: https://doi.org/10.62012/mp.v3i2.35386.

Artificial Intelligence in Maritime Transportation: A Comprehensive Review of Safety and Risk Management Applications / Durlik I., Miller T., Kostecka E., Tuński T. Applied Sciences. 2024. Vol. 14(18). Article 8420. DOI: https://doi.org/10.3390/app14188420.

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-10-30

Як цитувати

Поливода , В., & Самойлов , С. . (2025). Аналіз впровадження сучасних технологій для підвищення ефективності суднових електроенергетичних систем. Вісник Приазовського Державного Технічного Університету. Серія: Технічні науки, (51), 188–196. https://doi.org/10.31498/2225-6733.51.2025.344905

Номер

Розділ

151 Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології