Порівняльний аналіз стратегій управління режимами головного двигуна контейнеровоза на маршруті Порт-Саїд – Порт-Кланг

Є.В. Калініченко

doi:10.31498/2225-6733.53.2.2026.359956

Автор(и)

Є.В. Калініченко Одеський національний морський університет , Україна https://orcid.org/0000-0003-2898-7313

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.53.2.2026.359956

Ключові слова:

енергоефективність судна, головний двигун, slow steaming, Constant Speed, Constant RPM, каскадний ефект, CII, JIT Arrival, MAN B&W, контейнеровоз

Анотація

Стаття присвячена порівняльному аналізу стратегій управління режимами роботи головного двигуна контейнерного судна під час океанського переходу в умовах змінних гідрометеорологічних факторів. Актуальність дослідження зумовлена посиленням міжнародних вимог до енергоефективності морського транспорту та скорочення викидів парникових газів. У роботі розглянуто три основні стратегії управління режимом головного двигуна: підтримання сталої швидкості судна (Constant Speed), сталих обертів двигуна (Constant RPM) та сталого рівня навантаження (Constant Load). Дослідження виконано для двох контейнеровозів різних поколінь – CMA CGM VIRGINIA з двигуном MAN B&W 10K98MC-C (MC-серія) та THALASSA PATRIS з двигуном MAN B&W 11S90ME-C9.2 (ME-серія) – на маршруті Порт-Саїд – Порт-Кланг, який характеризується значною зміною течій у зимовий період. Аналіз виконано на основі розрахункової моделі, що використовує пропелерний закон для системи «двигун – гвинт фіксованого кроку» та характеристики питомої витрати палива малооборотних двигунів. У результаті дослідження встановлено наявність каскадного ефекту для двигунів MC-серії при застосуванні стратегії Constant Speed: зниження обертів у зоні сильних попутних течій може призводити до активації допоміжних блоуерів і додаткового дизель-генератора, що нівелює 38–50% очікуваної економії палива. Показано, що стратегія Constant RPM забезпечує більш стабільний режим роботи двигуна та дозволяє утримувати його в зоні мінімальної питомої витрати палива. Для двигунів ME-серії різниця між стратегіями є менш вираженою. Отримані результати свідчать, що для контейнерних суден з двигунами MC-серії на маршрутах зі змінними гідрометеорологічними умовами найбільш ефективною є стратегія Constant RPM у поєднанні з концепцією Just-in-Time Arrival. Запропонований підхід дозволяє забезпечити стабільний режим роботи головного двигуна, зменшити сумарну витрату палива та покращити показники вуглецевої інтенсивності судна відповідно до вимог сучасних міжнародних екологічних стандартів. Отримані результати можуть бути використані при плануванні режимів експлуатації контейнерних суден та під час розроблення заходів підвищення енергоефективності у межах системи управління енергетичною ефективністю судна (SEEMP)

Посилання

Калініченко Є. В., Шумило О. С., Кауров М. В. Розробка моделі управління енергоефективністю судна на різних етапах його життєвого циклу. Technology Transfer: Fundamental Principles and Innovative Technical Solutions. 2021. С. 17–20. DOI: https://doi.org/10.21303/2585-6847.2021.002176.
Деякі питання підвищення енергоефективності суден шляхом вдосконалення методів навігації: монографія / Є. В. Калініченко та ін.; за ред. Є.В. Калініченка. Таллінн: Scientific Route OÜ, 2025. DOI: https://doi.org/10.21303/978-9908-9706-4-6.
Kuiken K. Diesel engines for ship propulsion and power plants. London : The Institute of Marine Engineering, Science and Technology, 2012. 608 p.
Woodyard D. Pounder’s marine diesel engines and gas turbines. 9th ed. Oxford : Butterworth-Heinemann, 2009. 912 p.
MAN Energy Solutions. Basic principles of ship propulsion. IMO. MEPC.337(76). Guidelines on the operational carbon intensity indicators (CII) and the rating mechanisms. London : International Maritime Organization, 2021.
IMO. MEPC.364(79). 2022 Guidelines on the reference lines for use with operational carbon inten-sity indicators. London : International Maritime Organization, 2022.
IMO. MEPC.346(78). 2022 Guidelines on the Ship Energy Efficiency Management Plan (SEEMP). London : International Maritime Organization, 2022.
Psaraftis H. N., Kontovas C. A. Speed models for energy-efficient maritime transportation: A taxonomy and survey. Transportation Research Part C: Emerging Technologies. 2013. Vol. 26. Pp. 331–351. DOI: https://doi.org/10.1016/j.trc.2012.09.012.
Fagerholt K., Laporte G., Norstad I. Reducing fuel emissions by optimizing speed on shipping routes. Journal of the Operational Research Society. 2010. Vol. 61. No. 3. Pp. 523–529. DOI: https://doi.org/10.1057/jors.2009.77.
Cariou P. Is slow steaming a sustainable means of reducing CO₂ emissions from container shipping? Transportation Research Part D: Transport and Environment. 2011. Vol. 16. No. 3. Pp. 260–264. DOI: https://doi.org/10.1016/j.trd.2010.12.005.
Lindstad H., Asbjørnslett B. E., Strømman A. H. Reductions in greenhouse gas emissions and cost by shipping at lower speeds. Energy Policy. 2011. Vol. 39. No. 6. Pp. 3456–3464. DOI: https://doi.org/10.1016/j.enpol.2011.03.044.
Notteboom T., Vernimmen B. The effect of high fuel costs on liner service configuration in container shipping. Journal of Transport Geography. 2009. Vol. 17, no. 5. Pp. 325–337. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jtrangeo.2008.05.003.
Ronen D. The effect of oil price on containership speed and fleet size. Journal of the Operational Research Society. 2011. Vol. 62, no. 1. Pp. 211–216. DOI: https://doi.org/10.1057/jors.2009.169.
Copenhagen : MAN Energy Solutions, 2022. 56 p.
MAN Energy Solutions. Project guide – MC/MC-C marine engines. Copenhagen : MAN Energy Solutions, 2020.
IMO. Just-in-Time Arrival Guide – Barriers and potential solutions. London : International Mari-time Organization, 2020.
BIMCO, International Chamber of Shipping. Shipping and world trade: the vital link. Brussels : BIMCO, 2023.
Hyundai Maritime Research Institute. Trim Optimization Tests for 13,800 TEU Class Container Carrier (2614–9, 2623–6): Report No. HMRI-2013-AB-011. Ulsan: HMRI, 2013. 76 p.