Vận tải đường biển đóng một vai trò quan trọng trong vận tải thế giới và chiếm gần 90% hàng hóa được vận chuyển trên toàn cầu. Hiện tại, ước tính hàng hóa được vận chuyển tăng gấp 3 lần so với thời điểm hiện tại, nguyên nhân là do sự phát triển nhanh chóng của thị trường Châu Á trong đó có Việt Nam. Sự gia tăng số lượng tàu vận tải cùng với việc neo đậu thường xuyên dẫn đến ảnh hưởng tiêu cực từ tàu, thuyền đến môi trường trên đất liền và trong cảng, bao gồm cả ô nhiễm không khí đặc biệt là ở các cảng nằm trong vùng lân cận của các khu đô thị có người ở. Đối với các thành phố cảng lớn, lượng khí thải từ các tàu/thuyền neo đậu tại cảng sẽ trở thành nguồn gây ô nhiễm không khí chính tại các thành phố này. Tàu/thuyền gây ra khí thải dưới các hình thức: NO_x, SO₂, các vật chất dạng hạt, CO và CO₂ gây nguy hiểm… Ngoài ra, trong khi neo đậu tại cảng, tàu/thuyền cần có điện để duy trì đèn, hệ thống sưởi, làm mát và các chức năng thiết yếu khác của tàu. Thông thường, nguồn điện này được cung cấp bằng cách chạy các động cơ phụ sử dụng nhiên liệu diesel của tàu.

“Shore power” được hiểu là giải pháp cấp điện cho hoạt động của tàu/thuyền trong thời gian tàu neo đậu tại cảng (cold ironing) hoặc điện thay thế trong hàng hải, là quá trình cung cấp điện từ bờ cho tàu khi tàu cập cảng, do đó cho phép tắt động cơ phụ của tàu và ngừng đốt nhiên liệu diesel. Do đó, “shore power” là một cách hiệu quả để giảm lượng khí thải và cải thiện chất lượng không khí tại địa phương. Ngoài ra, đây là cách cung cấp cho các chủ tàu một giải pháp thay thế cho việc chạy động cơ phụ trợ diesel khi cập cảng, công nghệ điện trên bờ cũng giúp giảm chi phí nhiên liệu của chủ tàu.

Hình 1: Hình ảnh minh họa giải pháp “Shore Power”

Nguồn điện cấp từ bờ đến tàu (Shore to ship power supply) được sử dụng để thay đổi giá trị tần số của nguồn điện để cấp nguồn điện 440V, 460V, 480V, 575V, 600V, hoặc 690V, tần số 60Hz hoặc 50 Hz cho các hệ thống và tàu thuyền đậu tại cảng. Vấn đề chính phải đối mặt khi kết nối hệ thống cung cấp điện của tàu với lưới điện trên đất liền chính là lưới điện với các cấp điện áp và tần số khác nhau cũng như do thiếu tiêu chuẩn của lưới điện. Vì vậy, ngành sản xuất và cung cấp năng lượng phải tìm lời giải cho bài toán khó này. Có thể nói biến tần chính là thiết bị phù hợp để giải quyết vấn đề cấp điện từ bờ cho các tàu. Đây là giải pháp của Đức và được sản xuất dựa trên tiêu chuẩn Châu Âu. Các giải pháp “Shore to ship power supply” công suất 200kVA, 250kVA, 300kVA, 500kVA, 1000kVA sử dụng công nghệ IGBT, không dùng máy biến áp hoặc bổ sung thêm biến áp cách ly, các bộ biến đổi công nghệ cao được thiết kế tiên tiến có thể được sử dụng trong các ứng dụng quân sự, nhà máy lọc dầu và nhà máy điện. Bộ cấp nguồn này là hệ thống biến tần mô hình cấu trúc chuyển đổi kép theo thời gian thực, được sản xuất với công nghệ hàng đầu, công nghệ IGBT và PWM, bộ vi xử lý và công nghệ điều khiển DSP cho điện đầu ra có dạng sóng sine chuẩn.

Giải pháp “Shore to ship power supply” nhằm bảo vệ và cung cấp hệ thống tần số đầu vào 50Hz – 60Hz và đầu ra 50Hz – 60Hz – 400Hz như trung tâm dữ liệu, hệ thống truyền thông, thiết bị y tế, thiết bị đo lường và cả văn phòng có các thiết bị kỹ thuật được dùng mục đích kỹ thuật. Tủ điện tiêu chuẩn được thiết kế có khả năng bảo vệ IP20, tùy theo yêu cầu mà có thể tùy chỉnh sản xuất theo yêu cầu của khách hàng các cấp bảo vệ cao hơn như IP54, IP55, IP65. Bộ cấp nguồn và chuyển đổi tần số từ bờ đến tàu được đặt trong container để tiện di chuyển và sử dụng tại bất cứ đâu tại cảng và nơi neo đậu tàu.

Hình 2: Hình ảnh minh họa tủ nguồn

“Shore to ship power supply” được thiết kế và cung cấp chất lượng nguồn mạnh mẽ và tiết kiệm năng lượng. Giải pháp này đảm bảo tính liên tục ngay cả trong trường hợp mất nguồn điện. “Shore to ship power supply” có hiệu suất cao và chi phí vận hành thấp.

Thông số kỹ thuật của bộ cấp nguồn và chuyển đổi tẩn số từ bờ đến tàu:

• Công nghệ điều khiển DSP cho việc cấp nguồn từ bờ đến tàu
• Tổng méo hài dòng điện thấp (<1%)
• Hệ số công suất đầu vào cao (>0,99)
• Hiệu suất cao trên 94%
• Dải điện áp đầu vào rộng từ 140 – 280 V(L-N) (tùy chọn)
• Bảo vệ ngắn mạch và quá tải
• Tùy chọn số lượng ắc quy nếu cần cấp nguồn bằng ắc quy
• Ghi lại được 500 sự kiện và có bản ghi tham số chi tiết
• Có chế độ vận hành thường và dự phòng
• Dễ dàng nâng cấp hệ thống nguồn
• Bảng điều khiển, hiển thị LCD
• Có thể kết nối song song các bộ cấp nguồn có dải định mức khác nhau
• Kích thước nhỏ gọn và dễ dàng bảo trì sửa chữa
• Kết nối mạng dễ dàng quản lý thiết bị
• Có khả năng tắt nguồn khẩn cấp
• Khả năng tương thích với máy phát điện hoàn hảo
• Có khả năng tùy chỉnh tần số.