Συγκριτική μελέτη για τη χρήση συνεχούς ρεύματος (DC) σε δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας πλοίου μεταφοράς υγροποιημένου φυσικού αερίου (LNG) - Γαρύφαλλος, Ιάκωβος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ναυτικής Μηχανολογίας, 2016)
Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η εφαρμογή προηγμένων συστημάτων ισχύος σε πλοία. Αρχικά, παρουσιάζονται διάφορες προηγμένες τεχνολογίες παραγωγής ισχύος, εξελιγμένες διαμορφώσεις μετασχηματιστών καθώς και μοντέρνα συστήματα αποθήκευσης της παραγόμενης ισχύος και βελτίωσης της ποιότητάς της. Γίνεται αναφορά επίσης σε ορισμένα συστήματα εξοικονόμησης ενέργειας, ενώ στη συνέχεια δίνονται συγκεκριμένα παραδείγματα εφαρμογών συνεχούς ρεύματος (DC). Το επόμενο κεφάλαιο της εργασίας έχει ως θέμα τη μεταφορά και τη διανομή της ηλεκτρικής ισχύος, δίνοντας ιδιαίτερη σημασία στα συστήματα συνεχούς ρεύματος, καθώς και στα DC μικροδίκτυα. Γίνεται αναφορά στην ευστάθεια και την προστασία των συστημάτων, ενώ πραγματοποιείται και μια σύγκριση μεταξύ των συστημάτων συνεχούς (DC) και εναλλασσόμενου (AC) ρεύματος. Το θεωρητικό μέρος ολοκληρώνεται με την παρουσίαση των βασικών χαρακτηριστικών, των πλεονεκτημάτων και των μειονεκτημάτων 4 διαφορετικών συστημάτων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και πρόωσης πλοίων, τα οποία θα εξεταστούν στη συνέχεια της διπλωματικής εργασίας. Τα υπόλοιπα κεφάλαια της διπλωματικής εργασίας αποτελούν το υπολογιστικό μέρος, όπου διεξάγονται προσομοιώσεις στο υπολογιστικό πακέτο Matlab/SIMULINK R2015b της εταιρίας Mathworks, με σκοπό τη σύγκριση των δικτύων AC και DC στο περιβάλλον ενός πλοίου μεταφοράς υγροποιημένου φυσικού αερίου (LNG). Τα συστήματα μελετήθηκαν σε δυο καταστάσεις λειτουργίας, τη φόρτωση και την εκφόρτωσή του (CARGO_UNLOAD_LOAD) και την πορεία στην θάλασσα με τους αντίστοιχους ελιγμούς (PORTOUT_SEAGOING). Τα εξεταζόμενα δίκτυα για την παραγωγής της απαιτούμενης ηλεκτρικής ενέργειας είναι ένα AC και ένα DC. Επίσης σε κάθε κατάσταση λειτουργίας με το αντίστοιχο εξεταζόμενο δίκτυο χρησιμοποιήθηκαν 1, 2 και 3 γεννήτριες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Στη συνέχεια επιχειρείται η οικονομοτεχνική αξιολόγηση 4 συστημάτων πρόωσης και παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας για το πλοίο, το έχει τη δυνατότητα ανάκτησης των ατμών φυσικού αερίου που διαρρέουν από τις δεξαμενές μεταφοράς του (GAS MODE). Στη συνέχεια προτάθηκαν τέσσερα διαφορετικά συστήματα, τα οποία θα συγκριθούν σε οικονομική βάση, ώστε να αξιολογηθεί η βιωσιμότητα της κάθε επένδυσης. Τα κύρια συστήματα που εξετάστηκαν είναι: DIESEL ELECTRIC PROPULSION, FULL POWER CONVERTER AC SYSTEM, DC SYSTEM και VARIABLE FREQUENCY AC SYSTEM. Τέλος παρουσιάζονται τα συμπεράσματα και οι μελλοντικές προοπτικές σχετικά με την εφαρμογή προηγμένων DC συστημάτων ισχύος σε πλοία.