Energistyrings- og kraftforsyningssystem

Denne oppgaven har tatt for seg utviklingen, byggingen og idriftsettelsen av et energistyringssystem (EMS) på en modell av en elektrisk forsyningslinje. I oppgaven ble det lagt vekt på å lage en modell av en moderne forsyningslinje for fartøy, slik at det kunne utvikles og implementeres et EMS for denne. Flere typer forsyninger ble vurdert, men til slutt falt valget på en hybrid DC-fordeling. Av økonomiske grunner var det ikke mulig å lage modellen nøyaktig slik en virkelig fordeling ville blitt bygget, men det ble lagt vekt på å komme prinsippmessig så nært som mulig. Det ble valgt å bruke en spenning på 12 V for DC-fordelingen. Denne spenningen ble valgt fordi det da var mulig å anskaffe delene som trengtes for modellen innenfor prosjektets budsjettramme på 20000Kr. Modellen består av et blybatteri, en kombinert batterilader/sinusinverter, en DC/DC-omformer, nødvendige kabler, samt komponenter som er nødvendige for målinger, beregninger og modellens el-sikkerhet. Det er i tillegg anskaffet et aggregat som kan brukes som spenningsforsyning. Modellen kan forsyne forbrukere som trenger 12 VDC, 24 VDC og 230 VAC. Et EMS-program ble programmert på en WAGO PLS. Dette programmet tar inn måleverdier fra sensorer på modellen, omformer og skalerer disse og presenterer resultatene i et skjermbilde som vises på en tilkoblet datamaskin. I dette skjermbildet kan man lett se hvordan energiflyten i modellen er. Man får oppgitt hvilke effekter som går i de forskjellige kablene, hvor mange wattimer som er på batteriet og estimater over hvor lenge modellen kan være operativ ved nåværende og fastsatte belastninger før den trenger å lades. Å måle energimengden i batteriet har vært en utfordring. Det har blitt gjennomført flere utladningstester og ved å bruke resultatene fra disse har det vært mulig å programmere en batteriestimator som, ved å måle strøm og spenning, gir ganske nøyaktige verdier for gjenværende driftstider. Modellen og programvaren viser at det er prinsipielt mulig å lage et energistyringssystem som kan måle energiflyter i en elektrisk fordeling og beregne gjenværende batteridriftstid. Dette anses som høy måloppnåelse med tanke på første del av oppgaveteksten. Etter å ha sett modellen og energistyringssystemet i drift er det vår mening at dersom Forsvaret en gang skal gå til anskaffelse av autonome fartøy vil man være godt tjent med å ha et EMS ombord. Et slikt system vil kunne gi informasjon som har direkte innvirkning på hvordan fartøyet kan operere. For bemannede fartøy vil det også kunne gi større handlingsrom fordi man kan frigjøre ressurser til å løse andre oppgaver enn å overvåke og estimere driftstider manuelt