Приливы, расписания судов и смены оборудования постоянно меняются: зачем портам нужны диспетчеризуемые зарядные ресурсы?

Практическое руководство по гибкой зарядке для электрифицированных портовых и терминальных операций

Порт — это не парковка для более тяжелых транспортных средств. Это производственная система, рабочая нагрузка которой может меняться час за часом. Судно может прибыть раньше, пропустить приливное окно, ждать причала или завершить грузовые операции позже запланированного. В то же время портовые тягачи, вилочные погрузчики, контейнерные перегружатели, машины технического обслуживания и электрическое строительное оборудование могут быть переназначены между причалами и сменами с очень небольшим уведомлением.

Эта операционная реальность создает проблему зарядки, которую легко недооценить. Вопрос не просто в том, достаточно ли у терминала зарядных устройств. Более важный вопрос заключается в том, доступна ли зарядная мощность в нужном месте, в нужное время, для оборудования, наиболее критичного для следующей задачи.

Для портовых операторов, логистических компаний и команд по электрификации терминалов это меняет роль зарядной инфраструктуры. Стационарная зарядная станция остается необходимой для предсказуемой базовой зарядки. Однако там, где расписания судов, рабочие зоны и циклы работы оборудования нестабильны, дополнительный уровень управляемой энергии может сократить холостой пробег, очереди и операционные риски. Именно здесь мобильное зарядное устройство Door Energy EV может стать частью более широкой стратегии энергоснабжения терминала, а не рассматриваться только как аварийный инструмент.

Примечание к данным: отраслевые данные, упомянутые в этой статье, основаны на общедоступных материалах из Индекса эффективности контейнерных портов Всемирного банка, программы IMO «Прибытие точно в срок» и программы Clean Ports Program порта Лос-Анджелеса. Примеры расчетов SOC, энергопотребления и машино-часов являются иллюстративными моделями планирования и не являются измерениями от конкретного терминала клиента. разрабатывает и производит мобильные системы зарядки с накоплением энергии для коммерческих и промышленных применений. Ее решения предназначены для требовательных сценариев эксплуатации, таких как помощь на дороге, тяжелые автопарки, строительные проекты, промышленные площадки под открытым небом и портовые терминалы. Для покупателей, оценивающих электрификацию, ценность такой системы заключается не в самом слове «мобильный». Ценность заключается в возможности перемещать энергию к задаче, когда задача не может ждать, пока инфраструктура энергоснабжения догонит.

I. Почему нестабильность расписания судов нарушает статические планы зарядки

Портовые операции строятся вокруг меняющихся ограничений

Индекс эффективности контейнерных портов Всемирного банка за 2023 год был построен на основе более чем 182 000 судозаходов, 238,2 миллиона перемещений контейнеров и около 381 миллиона TEU. Масштаб набора данных иллюстрирует, насколько крупным и сложным стал интерфейс «глобальное судно-порт». Он также подтверждает важный операционный момент: производительность порта зависит от скоординированного времени между судами, причалами, рабочей силой, оборудованием для обработки грузов и вспомогательной инфраструктурой.

Опубликованное исследование Международной морской организации (IMO) по прибытию «точно в срок» показало потенциал экономии топлива в среднем на 14,16% при оптимизации скорости на всем рейсе, 5,90% при оптимизации в последние 24 часа и 4,23% в последние 12 часов. Другое руководство IMO отмечает, что суда могут проводить до 9% своего времени в ожидании на рейде. Эти цифры сосредоточены на эффективности судов, но они отражают ту же управленческую задачу, с которой сталкиваются на суше: расписания динамичны, а лучшая координация сокращает потери времени.

Когда меняется расчетное время прибытия (ETA), план энергоснабжения терминала также может потребовать изменений. Электрический тягач, который должен был заряжаться между 15:00 и 17:00, внезапно может потребоваться у причала в 15:20. Вилочный погрузчик, который должен был закончить одну смену, может быть переназначен на другую операцию. Может быть открыта временная рабочая зона дальше от основного зарядного двора. В каждом случае первоначальный план зарядки может устареть за считанные минуты.

Проблема клиента — это не «отсутствие зарядного устройства», а «отсутствие энергии в нужный момент»

Это различие имеет коммерческое значение. Порт может владеть большим количеством стационарных зарядных устройств и при этом испытывать простои, связанные с зарядкой. Если эти зарядные устройства сконцентрированы в центральном дворе, в то время как оборудование работает у удаленных причалов, система может иметь достаточную установленную мощность на бумаге, но недостаточную полезную мощность в рабочей зоне.

Возникающие потери могут проявляться в различных формах: транспортные средства, едущие пустыми в зоны зарядки, операторы, ожидающие свободного разъема, оборудование, покидающее сеанс зарядки раньше времени, или терминал, держащий дополнительные транспортные средства в резерве просто потому, что план зарядки неопределен. Следовательно, требование клиента — это не только мощность зарядного устройства. Это операционная доступность.

II. Реальная проблема электрификации порта: спрос на энергию перемещается вместе с работой

Циклы работы важнее суточного потребления энергии

Два терминала могут потреблять одинаковое количество киловатт-часов в день и при этом требовать совершенно разные зарядные системы. Один может иметь длительные окна парковки в ночное время и предсказуемые маршруты. Другой может работать круглосуточно, с короткими перерывами и частым переназначением оборудования. Во втором случае время и место спроса имеют такое же значение, как и общее энергопотребление.

По этой причине покупателям следует избегать расчета зарядной системы только по среднему суточному потреблению кВт⋅ч. Модель планирования также должна включать пиковый одновременный спрос, продолжительность каждого окна зарядки, расстояние между рабочими зонами и местами зарядки, количество транспортных средств, которые могут быть выведены из производства одновременно, и объем резервного заряда (SOC), необходимого для непредвиденных работ.

Таблица представляет собой иллюстративную модель планирования, а не измеренные данные от конкретного терминала. Ее цель — показать, почему концентрация 2760 кВт⋅ч восполнения в одно окно в конце смены может создать гораздо более высокие требования к инфраструктуре, чем распределение части этого спроса по более коротким рабочим перерывам.

Холостой пробег для зарядки — скрытая стоимость

Рассмотрим простой пример. Если одному транспортному средству требуется 30 минут на поездку туда и обратно в центральный зарядный двор, ожидание в очереди, подключение и возвращение в рабочую зону, эти полчаса — это не только неудобство зарядки; это потерянное продуктивное время оборудования. Если 30 транспортных средств совершают одну такую поездку в течение каждой из двух смен, терминал теряет 30 машино-часов в день. За 330 рабочих дней это составит 9900 машино-часов. Цифры иллюстративны, но логика затрат реальна.

Именно поэтому экономическое обоснование гибкой зарядки не должно оцениваться только по цене электроэнергии за кВт⋅ч. Более полный расчет включает в себя избежание холостого пробега, сокращение очередей, меньше перебоев в грузовых операциях, снижение зависимости от резервных транспортных средств и ценность поддержания обслуживания при недоступности стационарной зарядной точки или местного подключения к сети.

III. Что должны рассчитать покупатели портов перед добавлением новой зарядной инфраструктуры

Начните с задачи, а не с названия зарядного устройства для электромобилей

Распространенная ошибка при закупках — начинать с мощности с мобильным накопителем энергии не следует позиционировать как универсальную замену стационарной инфраструктуре. Если автопарк паркуется в одном и том же месте в течение восьми часов каждую ночь, а сеть имеет достаточную мощность, стационарная зарядка обычно остается самым простым базовым решением. Наиболее сильный аргумент в пользу мобильности появляется, когда у терминала есть несоответствие между тем, где установлена энергия, и тем, где операции фактически в ней нуждаются. и работать в обратном направлении. Портовые проекты должны начинаться с цикла работы. Покупатель сначала должен понять, что должно выполнить каждое транспортное средство, сколько энергии потребляет эта задача, где останавливается транспортное средство, как долго оно может оставаться неактивным и что произойдет операционно, если зарядка задержится.

Система мощностью 420 кВт не означает, что каждое подключенное транспортное средство получит 420 кВт. Фактическая мощность ограничена системой управления аккумулятором транспортного средства, максимальной скоростью приема заряда, состоянием заряда, температурой аккумулятора, кривой зарядки, состоянием разъема и условиями системы. Поэтому мощность зарядки следует рассматривать как диапазон возможностей, а не как гарантированную скорость сеанса.

Используйте «Минимальный SOC для задачи» вместо автоматической зарядки до 100%

На терминале с высокой загрузкой цель обычно не состоит в том, чтобы поддерживать полный заряд всех аккумуляторов. Цель состоит в том, чтобы обеспечить каждую критически важную задачу достаточным количеством энергии плюс практический операционный резерв. Если транспортному средству с SOC 35% требуется только 20% емкости аккумулятора для следующего задания, короткий сеанс зарядки может быть более ценным, чем ожидание, пока оно достигнет 100%.

Этот подход, основанный на задачах, может сократить время занятости зарядных устройств, распределить спрос в течение дня и уменьшить количество транспортных средств, которые должны одновременно покинуть производство. Он также дает управляемой зарядке четкую роль: заполнить разрыв между текущим SOC и требуемым SOC для задачи, когда оборудование уже ожидает или работает поблизости.

IV. Когда мобильное зарядное устройство для электромобилей создает большую ценность, чем просто добавление еще одной стационарной точки

Лучший сценарий использования — вариативность

Зарядное устройство для электромобилей с мобильным накопителем энергии не следует позиционировать как универсальную замену стационарной инфраструктуре. Если автопарк паркуется в одном и том же месте в течение восьми часов каждую ночь, а сеть имеет достаточную мощность, стационарная зарядка обычно остается самым простым базовым решением. Наиболее сильный аргумент в пользу мобильности появляется, когда у терминала есть несоответствие между тем, где установлена энергия, и тем, где операции фактически в ней нуждаются.Портовые операторы должны рассмотреть управляемый уровень, когда несколько из следующих условий появляются вместе: стационарные зарядные устройства часто стоят в очереди в пиковые периоды; оборудование проходит значительное расстояние только для зарядки; рабочие зоны меняются с назначением причалов; короткие окна простоя распространены, но длительные окна зарядки редки; новое электрическое оборудование добавляется быстрее, чем постоянная инфраструктура; или временные зоны работают до завершения модернизации сети.

Операционное условие

Проблема инфраструктуры становится все более важной по мере роста проектов по производству грузоподъемного оборудования с нулевым уровнем выбросов. Например, программа Clean Ports Program в порту Лос-Анджелеса включает 383 единицы грузоподъемного оборудования с нулевым уровнем выбросов и более 300 электрических зарядных устройств в рамках участвующих в проекте терминалов. Эти цифры демонстрируют масштаб, в котором зарядка переходит от темы пилотных проектов к основной проблеме инфраструктуры терминалов.

По мере расширения автопарков вопрос планирования меняется с «Где нам разместить несколько зарядных устройств?» на «Как координировать сотни зарядных событий, не нарушая производственный процесс?». Управляемый ресурс может помочь решить исключения, пики и временные ограничения, которые статичная сеть не всегда может эффективно поглотить.

V. Как Door Energy может поддержать стратегию управляемого энергоснабжения порта

Высокомощная возможность постоянного тока добавляет запас по планированию

Мобильные решения Door Energy для зарядки с накоплением энергии могут быть сконфигурированы для высокомощной зарядки постоянным током, причем выбранные системы достигают до 420 кВт. Практическая ценность этого потолка — это запас по планированию. Терминал может обслуживать различные классы транспортных средств, размеры аккумуляторов и окна зарядки в течение одной смены; более высокая доступная выходная мощность дает оператору больше гибкости, когда совместимое транспортное средство может принимать более высокую мощность.

Примечание к данным: отраслевые данные, упомянутые в этой статье, основаны на общедоступных материалах из Индекса эффективности контейнерных портов Всемирного банка, программы IMO «Прибытие точно в срок» и программы Clean Ports Program порта Лос-Анджелеса. Примеры расчетов SOC, энергопотребления и машино-часов являются иллюстративными моделями планирования и не являются измерениями от конкретного терминала клиента.мобильных систем зарядки с накоплением энергии Door Energy мощностью 420 кВт

.Принимаемая мощность со стороны транспортного средстваЭлектрификация портов вступает в более требовательную операционную фазу. Первый вопрос заключался в том, можно ли заменить дизельное оборудование электрическим. Следующий вопрос заключается в том, как десятки или сотни электрических активов могут получать энергию, не создавая нового производственного узкого места.

Международные портовые проекты должны проверять интерфейсы транспортных средств перед закупкой. Door Energy может предоставить конфигурации

CCS1 или CCS2

для соответствующих проектов, помогая поддерживать североамериканские и европейские парки транспортных средств. Применимые системы также поддерживают связь OCPP, которая может служить основой для мониторинга состояния, данных о сеансах зарядки и интеграции с платформами управления зарядкой.Для покупателя порта эти спецификации важны, потому что зарядный актив должен соответствовать автопарку и архитектуре управления, а не просто доставлять энергию. Несоответствие разъемов, закрытая связь или плохая видимость данных могут создать операционные проблемы, даже если само зарядное устройство имеет достаточную мощность.Door Energy предоставляет специальное руководство по

совместимости CCS1 и CCS2 для зарубежных проектов зарядки

.Актив также может поддерживать выбранные промышленные нагрузкиЭлектрификация портов вступает в более требовательную операционную фазу. Первый вопрос заключался в том, можно ли заменить дизельное оборудование электрическим. Следующий вопрос заключается в том, как десятки или сотни электрических активов могут получать энергию, не создавая нового производственного узкого места.

электрическое строительное оборудование

могут создавать кратковременные требования к нагрузке в местах, где постоянное снабжение недоступно или неудобно. В зависимости от конфигурации системы оборудование Door Energy может обеспечивать питание переменного тока для утвержденных нагрузок, таких как электрические экскаваторы, водяные насосы и системы освещения.Это расширяет экономическое обоснование. Вместо того чтобы владеть одноцелевым аварийным зарядным устройством, клиент может рассматривать актив как мобильный источник энергии, который поддерживает как зарядку транспортных средств, так и выбранные временные промышленные нагрузки. Все требования к нагрузке, пусковые токи, коэффициент мощности и условия безопасности должны быть проверены во время проектирования проекта.Для связанных промышленных применений см.

руководство Door Energy по применению в строительстве и временному энергоснабжению

.Быстрое восполнение мобильного энергетического актива поддерживает многократное развертываниеЭлектрификация портов вступает в более требовательную операционную фазу. Первый вопрос заключался в том, можно ли заменить дизельное оборудование электрическим. Следующий вопрос заключается в том, как десятки или сотни электрических активов могут получать энергию, не создавая нового производственного узкого места.

источник зарядки постоянным током

примерно за один час или через источник переменного тока примерно за два часа. Фактическое время пополнения зависит от конфигурации, емкости аккумулятора, начального SOC, входной мощности и условий на площадке.Это создает полезный операционный шаблон для терминалов: пополнять мобильный энергетический актив в периоды низкого спроса, а затем развертывать его в зону высокого спроса, когда графики судов и оборудования становятся более напряженными. Другими словами, накопленная энергия может быть сдвинута по времени и местоположению, а не потребляться только там, где есть подключение к сети.Модульная конструкция имеет значение, потому что время простоя — это операционные расходы

Door Energy

также подчеркивает модульную конструкцию системы. В промышленных условиях непрерывной эксплуатации ремонтопригодность имеет прямую экономическую ценность. Конструкция, поддерживающая инспекцию и замену на уровне модулей, может сделать поиск и устранение неисправностей и обслуживание более практичными, чем архитектура, требующая обширной разборки при каждой проблеме.

Примечание к данным: отраслевые данные, упомянутые в этой статье, основаны на общедоступных материалах из Индекса эффективности контейнерных портов Всемирного банка, программы IMO «Прибытие точно в срок» и программы Clean Ports Program порта Лос-Анджелеса. Примеры расчетов SOC, энергопотребления и машино-часов являются иллюстративными моделями планирования и не являются измерениями от конкретного терминала клиента.Симуляция сценария: судно перемещается с 18:00 на 15:00

Предположим, терминал изначально ожидает судно в 18:00. Двенадцать электрических портовых тягачей назначены на операцию, и пять из них должны заряжаться между 15:00 и 17:00, чтобы они могли вступить в эксплуатацию с уровнем заряда выше целевого для терминала.

В 14:00 план причала меняется, и судно теперь ожидается в 15:00. Пять транспортных средств больше не могут следовать первоначальному двухчасовому окну зарядки. Статический план заставит оператора выбирать между задержкой оборудования, отправкой в эксплуатацию частично заряженных агрегатов, поиском заменяющих транспортных средств или прерыванием работы другой группы.

Управляемая стратегия может приоритизировать транспортные средства в соответствии с энергией, необходимой для следующей задачи, а не заряжать каждое транспортное средство одинаково.

Транспортное средство

Текущий SOC

не обязательно должно полностью заряжать все аккумуляторы. Его операционная цель — восстановить достаточно энергии для защиты следующей критически важной задачи. Это гораздо более сильное экономическое обоснование, чем измерение успеха только по количеству полных сеансов зарядки.Терминал может формализовать этот подход, используя приоритетную оценку, которая объединяет срочность задачи, текущий SOC, расстояние до стационарной инфраструктуры, ожидаемую продолжительность работы, доступность зарядного устройства и требования к резерву. С системами, подключенными через OCPP, и данными автопарка эта логика управления может становиться все более основанной на данных.Door Energy также опубликовала

анализ промышленных мобильных зарядных устройств для электромобилей, охватывающий портовые терминалы

, который может быть использован в качестве дополнительной справочной информации при оценке тяжелых условий эксплуатации.VI. Часто задаваемые вопросы: что должны знать покупатели портов и терминалов перед развертываниемВ1: Если у терминала уже есть стационарные зарядные станции, зачем добавлять мобильный зарядный ресурс?

О1: Потому что стационарная и управляемая зарядка решают разные операционные задачи. Стационарная инфраструктура эффективна для предсказуемой базовой зарядки. Мобильный ресурс более полезен, когда расписания судов меняются, рабочие зоны меняются, зарядные устройства стоят в очереди, или оборудование не может позволить себе время в пути, необходимое для возвращения в центральный зарядный двор. Наиболее сильная архитектура часто представляет собой комбинацию обоих.

В2: Может ли Door Energy заменить все стационарные зарядные устройства в порту?

О2: Как правило, это не является целью. Если транспортные средства имеют длительные и предсказуемые периоды парковки, стационарные зарядные устройства остаются очень практичными. Door Energy более ценна как гибкий слой для пиковых нагрузок, исключений, временных рабочих зон, аварийной поддержки и зарядки по возможности вблизи задачи.

В3: Какова максимальная мощность зарядки постоянным током, доступная от Door Energy?

О3: Выбранные системы Door Energy могут обеспечивать выходную мощность постоянного тока до

420 кВт

. Однако фактическая мощность зарядки определяется аккумулятором транспортного средства, BMS, SOC, температурой, кривой зарядки и условиями системы. Покупателям следует рассчитывать размер решения исходя из циклов работы транспортного средства и пределов приема, а не предполагать, что каждый сеанс будет работать на максимальной номинальной мощности.В4: Должны ли портовые транспортные средства всегда заряжаться до 100%?О4: Не обязательно. Для оборудования с высокой степенью использования целевой SOC, основанный на задаче, может быть более эффективным. Если следующая работа требует только определенного количества энергии плюс резерв, короткая зарядка по возможности может вернуть транспортное средство в эксплуатацию раньше и освободить зарядную мощность для другого агрегата.

В5: Какие зарядные интерфейсы доступны для международных проектов?

О5: Соответствующие конфигурации Door Energy поддерживают

CCS1 и CCS2

, что позволяет сопоставлять проекты с распространенными североамериканскими и европейскими требованиями к транспортным средствам. Совместимость по-прежнему должна быть подтверждена для конкретных моделей транспортных средств в целевом парке перед развертыванием.В6: Как мобильное зарядное оборудование само себя перезаряжает?О6: В зависимости от конфигурации и условий на площадке системы Door Energy могут быть пополнены от источника зарядки постоянным током примерно за один час или от источника переменного тока примерно за два часа. Фактическое время пополнения зависит от размера аккумулятора, входной мощности и начального SOC.

В7: Может ли система подавать питание на оборудование, кроме транспортных средств?

О7: Применимые конфигурации могут обеспечивать питание переменного тока для утвержденных временных нагрузок, таких как электрические экскаваторы, насосы и освещение. Для портовых проектов инженеры-электрики должны проверять непрерывную мощность, пусковой ток, рабочий цикл, заземление, защиту и условия окружающей среды перед подключением промышленных нагрузок.

В8: Почему

модульная конструкция

имеет значение в порту?О8: Порты работают по жесткому графику, поэтому время технического обслуживания становится операционными расходами. Door Energy использует философию модульной конструкции для облегчения обслуживания и замены на уровне модулей, что может упростить обслуживание и сократить время простоя по сравнению с системами, к которым трудно получить доступ или которые трудно ремонтировать.В9: Как покупатель может определить, стоит ли оценивать управляемую зарядку?

О9: Ищите повторяющиеся симптомы: оборудование стоит в очереди на зарядку, транспортные средства проходят значительное расстояние только для пополнения энергии, изменения судов часто нарушают окна зарядки, временные рабочие зоны не имеют достаточного доступа к сети, или рост парка электромобилей опережает постоянную инфраструктуру. Если несколько из этих условий возникают одновременно, проблема может заключаться в гибкости зарядки, а не просто в количестве зарядных устройств.

Дополнительные ответы о совместимости продуктов, настройке и технической поддержке доступны на

странице часто задаваемых вопросов Door Energy

.VII. Заключение: следующим узким местом в порту может стать управление энергоснабжением, а не количество зарядных устройствЭлектрификация портов вступает в более требовательную операционную фазу. Первый вопрос заключался в том, можно ли заменить дизельное оборудование электрическим. Следующий вопрос заключается в том, как десятки или сотни электрических активов могут получать энергию, не создавая нового производственного узкого места.

Ответ редко будет заключаться в одной технологии. Стационарные зарядные устройства подходят для предсказуемого, повторяющегося спроса. Модернизация сети и хранение энергии в аккумуляторах могут укрепить мощности объекта. Цифровое планирование может уменьшить конфликты. Управляемый слой зарядки затем мож