Socket di động cấp nguồn điện bờ cho tàu container tại Cảng Hamburg một cách nhanh chóng và linh hoạt

Yêu cầu: Giải pháp cấp điện linh hoạt trên cầu cảng, không phụ thuộc vào vị trí cập bến của tàu.

Tiêu chí: Cấp điện linh hoạt; di chuyển cáp tải nặng trên cầu cảng một cách an toàn, nhanh chóng và gọn gàng.

Ngành: Điện bờ (Shore power)

Thành công cho khách hàng: Hệ thống iMSPO cho phép di chuyển chính xác điểm kết nối điện bờ đến vị trí neo đậu của tàu. Nhờ đó, mức độ an toàn, hiệu quả vận hành và hiệu quả chi phí tại cảng được nâng cao.

Một tàu vận tải biển có nhu cầu sử dụng điện tương đương với một thị trấn nhỏ. Khi tàu cập cảng, lượng điện này thường được cung cấp bởi các máy phát điện diesel trên tàu, khiến các cảng biển trở thành một trong những nguồn phát thải khí nhà kính đáng kể. Cảng Hamburg cũng đang triển khai nhiều giải pháp nhằm giảm phát thải khí nhà kính tại các nhà ga của mình.

Điều này đang thay đổi nhờ công nghệ cấp điện bờ, trong đó tàu được cung cấp điện từ hệ thống kết nối đặt trên cầu cảng. Các tàu container được trang bị khả năng sử dụng điện bờ thường có tang cuốn cáp trên tàu, cho phép kết nối hai sợi cáp với hệ thống trên cầu cảng. Tuy nhiên, bài toán đặt ra là nếu vị trí tang cuốn cáp trên tàu không trùng khớp với vị trí điểm kết nối điện trên cầu cảng thì sao?

Cảng Hamburg cũng từng đối mặt với thách thức này. Việc lựa chọn một vị trí phù hợp để lắp đặt cố định ổ cắm điện bờ gần như là không khả thi.

Các tàu có kích thước và cấu hình khác nhau liên tục cập bến với tần suất cao. Lịch trình neo đậu được điều chỉnh linh hoạt hằng ngày để tối ưu hoạt động bốc dỡ hàng hóa. Các điểm kết nối điện bờ cố định trên cầu cảng sẽ giới hạn phạm vi kết nối, trong khi chiều dài kéo cáp cũng bị hạn chế.

Đồng thời, việc di chuyển các cáp điện kích thước lớn trên cầu cảng thường chậm chạp và kém hiệu quả. Cáp có thể nhanh chóng bị mài mòn do kéo lê trên mặt đất hoặc tạo thành nguy cơ vấp ngã khi nằm trên lối đi.

Vì vậy, cần một hệ thống linh hoạt cho giải pháp cấp điện bờ, đồng thời đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn IEC/IEEE 80005-1, Phụ lục D.

Phụ lục D quy định các yêu cầu cơ khí và điện, các giao thức an toàn cũng như quy trình thử nghiệm đối với hệ thống kết nối điện bờ điện áp cao trong các bến cảng container.

igus Mobile Shore Power Outlet (iMSPO) là "socket" di động đầu tiên cho phép kết nối tàu tại bất kỳ vị trí nào dọc cầu cảng trên quãng đường lên tới 400 m. Bến container Hamburg (CTH) hiện sử dụng ba hệ thống như vậy, hoạt động trên các hành trình 300 m, 150 m và 110 m.

Các hệ thống dạng mô-đun và có thể cấu hình linh hoạt này được sử dụng rộng rãi tại các bến container, bến tàu du lịch, bến RoRo và bến đa năng. Tại CTH, một hệ thống iMSPO được lắp trên kết cấu thép chế tạo riêng nhằm tận dụng không gian phía trên nhà ga. Giải pháp được phát triển đặc biệt cho những khu vực có không gian hạn chế phía trên tường chắn lũ và vẫn bảo đảm lối tiếp cận tự do đến các lối thoát hiểm khẩn cấp trên cầu cảng.

Vị trí lắp đặt trên cao của hệ thống cấp điện cùng các bộ phận chuyển động của xe đẩy chứa hộp ổ cắm luôn duy trì khoảng cách an toàn với mặt đất và nhân sự vận hành. Đồng thời, thiết kế này không cần phải tính đến vị trí của đệm chống va tàu và bảo đảm vận hành ổn định phía trên các khu vực quan trọng của nhà ga.

Các ray dẫn hướng được tích hợp trong kết cấu thép của iMSPO, nơi lắp đặt xe đẩy di động chứa hộp ổ cắm. Một hệ thống rol e-chain® được thiết kế cho hành trình dài và tải trọng lớn di chuyển bên trong hệ thống ray, bảo đảm dẫn hướng an toàn và đáng tin cậy cho cáp nguồn hoặc cáp động lực dọc cầu cảng, chẳng hạn như cáp động lực chainflex CFCRANE.

Xích dẫn cáp E4.56 đảm nhiệm đoạn dẫn hướng cáp cuối cùng đến tủ điện, trong khi các bộ căng cáp chainfix được lắp trên cáp nhằm kéo dài tuổi thọ sử dụng. Ngoài ra, hệ thống cảm biến tùy chọn còn có khả năng giám sát tình trạng của xích dẫn cáp và cáp điện.

Ngay khi tàu cập bến tại CTH, hệ thống iMSPO sẽ được di chuyển đến vị trí kết nối. Nắp bảo vệ của hộp ổ cắm được mở ra, cáp của tàu được kết nối, sau đó nắp được đóng và khóa lại để bảo đảm vận hành an toàn. Toàn bộ quy trình được điều khiển thông qua một bộ điều khiển duy nhất.

iMSPO cũng đã được thử nghiệm theo tiêu chuẩn IEC/IEEE 80005-1, tiêu chuẩn an toàn dành cho các hệ thống kết nối điện bờ điện áp cao.

Việc kết nối tàu với nguồn điện bờ có thể hoàn thành trong chưa đến 15 phút và chỉ cần tối đa hai nhân sự phía cầu cảng tham gia vận hành.

Nhờ đó, Cảng Hamburg đạt được mức độ linh hoạt tối đa trong vận hành, đồng thời giảm chi phí đầu tư, vận hành và bảo trì.