محاكاة ودراسة إستخدام المحلل الكهربائي في منظومة الدفع البحري

Abstract

ملخص :

     تستعرض هذه الدراسة إمكانية تحسين كفاءة أنظمة الدفع البحري المستدامة باستخدام المحلل الكهربائي كبديل للبطاريات التقليدية لتخزين الطاقة المهدورة الناتجة عن محرك الاحتراق الداخلي. تتمثل المشكلة الأساسية في محدودية كفاءة البطاريات البحرية التقليدية وتحدياتها المرتبطة بقصر عمرها، وارتفاع تكاليف صيانتها، وثقل وزنها. لذا يتمثل الهدف الرئيسي للدراسة في تعزيز استهلاك الطاقة في السفن عبر تحويل الطاقة الزائدة إلى هيدروجين وتخزينها، مما يتيح استخدامها لاحقاً لتشغيل خلايا الوقود البحرية ويقلل الاعتماد على الوقود الأحفوري. تم في هذه الدراسة تبني ظروف تشغيل محرك ديزل نوع Sulzer6RTA38 التابع لشركة Sulzer Brothers LTD السويسرية ويعتبر من نوع المحركات البطيئة السرعة، ليتم بذلك تصميم ومعايرة نموذج لهذا المحرك في البرنامج العالمي Aspen Plus  ، وللوصول إلى ما هو مستهدف من منظومة دفع متكاملة تم إضافة نموذج للمحلل الكهربائي القلوي Alkaline Electrolysis (AK) بنموذج المحرك ليشكلا نموذج لمنظومة واحدة أطلق عليها مسمى منظومة الطاقة الخضراء . وقد توصلت الدراسة إلى أن استخدام المحلل الكهربائي القلوي لا يتيح فقط تخزين الطاقة بكفاءة، بل يمكن أيضاً من خفض الجهد المطلوب لتفكيك جزيئات الماء H2O  عند ارتفاع درجة حرارة التشغيل، مما يقلل من استهلاك الطاقة الكلي.  وبمعنى أخر تمثل هذه الدراسة خطوة مهمة نحو تبني حلول الطاقة النظيفة في القطاع البحري، ويعزز من جهود التحول إلى أنظمة أكثر استدامة وأقل انبعاثات ضارة.

Simulation And Study Using Electrolyzers In The Marine Propulsion System

Areej mohammed ammar¹ , Abdullatif bashir bin musa ²

Department Of Marine Engineering And Floating Platforms - Faculty Of Engineering , University Of Tripoli, Tripoli, Libya^1,2

ar.amar@uot.edu.ly , a.mousa@uot.du.ly

Abstract:

    This study reviews the possibility of improving the efficiency of sustainable marine propulsion systems by using electrolyzers as an alternative to traditional batteries to store wasted energy generated by the internal combustion engine. The main problem is the limited efficiency of traditional marine batteries and the challenges associated with their short lifespan, high maintenance costs, and heavy weight. Therefore, the main goal of the study is to enhance energy consumption in ships by converting excess energy into hydrogen and storing it, which allows it to be used later to operate marine fuel cells and reduces dependence on fossil fuels.In this study, the operating conditions of a Sulzer Brothers 6RTA38 diesel engine were adopted. LTD It is considered a type of slow-speed engine from Switzerland, so a model of this engine was designed and calibrated in the global Aspen Plus program. To achieve the goal of an integrated propulsion system, a model of the alkaline electrolysis (AK) was added to the engine model to form a model of a single system called Named Green energy system. The study found that using an alkaline electrolyzer not only allows for efficient energy storage, but also enables the effort required to break down water molecules (H2O) to be reduced when the operating temperature rises, which reduces overall energy consumption. In other words, this study represents an important step towards adopting clean energy solutions in the maritime sector, and enhances efforts to transition to more sustainable systems with less harmful emissions.