التحديات والمقترحات بخصوص تحديد عدد وقدرة المولدات الكهربائية في السفن ذات الدفع الكهربائي مقارنة مع السفن ذات الدفع التقليدي

الملخص

في هذه الورقة البحثية تمت مناقشة الابعاد التصميمية في اختيار عدد المولدات والقدرة الأسمية لكل مولد، والقدرة الإجمالية لمحطة التوليد؛ وهي المجموع الكلي لقدرة جميع المولدات إلا واحد. يعتبر اختيار العدد الأمثل تحدياً كبيراً ومهماً من الناحية التصميمية والعملية والمعرفية، ويجب أن يوازن بين تلبية الحاجة للقدرة الكهربائية في حدها الأقصى وبين التحميل الأمثل من ناحية الاستهلاك النوعي للوقود في حدها الأدنى. نظراً لأن بعض الحمولات على السفينة البحرية قد تتغير بشكل عشوائي والأخرى بشكل اضطراري فإن هذا الموضوع يدخل تحت حساب الاحتمالات الرياضياتية لتعيين المشاركة الزمنية بين الأحمال بغرض تعيين القيمتين القصوى والأدنى. عدم تعيين القيمة القصوى بشكل جيد سيسبب في عجز عن امداد الطاقة بالشكل المطلوب وبالتالي سينعكس سلباً على الوظيفية للقطعة البحرية، وتحقيق مهامها المرجوة منها، وخصوصا في الحالات الحرجة والتي قد تؤثر سلباً على السلامة البحرية. عدم تعيين القيمة الأدنى للقدرة المطلوبة سيكون له أثر على الاستهلاك النوعي للوقود وبالتالي فله جانب اقتصادي يضر بالتنافس في السوق العالمي نظراً لزيادة الكلفة التشغيلية، أيضاً له علاقة في زيادة وثيرة الأعطال بمحركات الديزل الدافعة للمولد. نظراً للتطور التقني الحادث في منظومات الدفع فإن حيثيات وقواعد التصميم قد تختلف بشكل كبير عليه وجب وضع مقارنة بين الحالتين (سفينة بدفع تقليدي، وسفينة بدفع كهربائي). بعض المعضلات التي قد تواجه المصمم في سفن الدفع التقليدي تختفي تماماً في الدفع الكهربائي ليحل محلها معضلات من نوع اخر؛ مثلاً في نطاق ظهور التوافقيات العليا (بمفهوم فورييه) وكذلك مشاكل مرتبطة مع التوافق الكهرومغناطيسي. لهذا الغرض تم عمل تشبيه حاسوبي في برنامج الماتلاب مع وضع حلول عملية توضح إمكانية اجتياز هذه المشاكل في الشبكات الحديثة.

الكلمات المفتاحية— منظومات الدفع الكهربائية، منظومات القوى، العواكس الجهدية، المرشحات الفعالة، عدد وقدرة المولدات.