#Euromaritime #Eurowaterways

JOURNEE EUROPEENNE DU SHIPPING THE EUROPEAN SHIPPING DAY

15:00 – 16:30

Le navire tout électrique, quelles évolutions récentes ?The all electric vessel, what are the recent developments ?

#Euromaritime#Eurowaterways

Alain TOGNAResponsable France activité Marine et ports

Ports and Marine France ManagerABB France



EUROMARITIME, 02 FÉVRIER 2017

Le navire tout électriqueQuelles évolutions récentes ?

Alain Togna, Manager Marine § Ports

ABB: leader des technologies innovantes

Quoi

(Offre)

Pour qui

(Cllients)

Où(Implantations)

Utilités Industrie Transport & Infrastructure

~35% du CA ~40% du CA ~25% du CA

Niveau mondial

Asie, Middle East, Afrique 37% Amerique 30% Europe 33%

~$35 milliards CA ~100 pays ~135,000 employés

Energie et Automation

Produits 59% Systèmes 24% Services & logiciels 17%

25 ans

99,8% de disponibilité

700 000 tonnes de carburants

12 million heures en operation

25 types de navires équipés

Fonctionnement -35 à +35 °C

Power (MW) Azipod® C Azipod® D Azipod® X Azipod® V

2 – 4.7 2 – 7.5 7 – 22 6 – 17

Cooling Sea Air + Sea Air Air

Motor

technology

Permanent

magnet (PM)

PM & induction Synchronous Synchronous

Ice class Up to 1A Up to 1AS / PC6 Up to 1AS Up to PC1

Max thrust 93 t 125 t - -

BU Marine AZIPOD® family

1979

+ 27 %

© ABB GroupFebruary 10, 2017 | Slide 6

Onboard DC Grid Configuration overview

Traditional AC System

: Removed components

Onboard DC Grid

ES : Energy Storage

FC : Fuel Cell

: Developed components

Onboard DC Grid & Energy StorageABB Cable Layer Vessel

Vessel information

Other Information

State-of-the-art cable ship including the newest ABB

technology achieveing greater efficiency and precision.

The vessel is custom built according to ABB’s specifications

and will measure approx. 140m-long and 30m wide. It will

enhance the capacity of ABB’s submersible cable operations

while delivering optimum efficiency and accuracy.

ABB’s Onboard DC Grid Solution and scope

• Generators:

• Energy Storage:

• Propulsion:

• Thrusters:

• Automation:

6 x 2240kWe 1200-1800rpm

1 x 70kWh

3 x 1.9MW Azipods

2 x 925kW ACS800 Tunnel

1 x 880kW ACS800 Azimuth

PEMS with integrated VMS

• Vessel name:

• Vessel Type:

• Design:

• Yard:

• Year of delivery:

• Class/Notation:

• Owner:

TBA

Cable Layer

SALT 306 CLV

Kleven Yard BN 372

2017

DNV DP3

ABB Power Systems

• Advisory: RDS, EMMA, CM

• Energy Transfer: Fully automatic ABB Robotic system, two in each harbor

• Charging time: Harbor 1: 5 min 30s(minimum) Harbor 2: 9 min

• Charging power: Harbor 1: 11,2 MWHarbor 2: 10,35 MW

Onboard DC Grid & Energy StorageTycho Brahe & Aurora Energy Storage

Vessel information

Other Information

• Retrofit of existing system and install energy storage to

enable full battery based operation with Diesel backup

• Ferry operating between Helsingor (DK) - Helsingborg

(SWE)

• Shore side infrastructure for Battery charging

• Energy Storage onboard including transformers,

rectifiers, DC/DC converters for battery connections,

Power management upgrade and Energy Storage control

ABB’s Onboard DC Grid Solution and scope

• Generators:

• Energy Storage:

• Propulsion:

• Automation:

• Advisory:

-Remains as back-up

4x1040kWh (TBA)

4 x 1,5MW Azimuth thruster

PEMS with integrated VMS

RDS, EMMA

This project has received funding from the Innovation and Networks Executive Agency (INEA), Connecting Europe Facility, under grant agreement No. INEA/CEF/TRAN/M2014/1040935.”

Main Components in the delivery

ABB ABB ”Battery company” ABB

Robot Onboard DC Grid Batteries Energy Storage Control System

Xavier DE MONTGROSPrésident / President

AFBE (Association Française pour le Bateau Électrique)



Xavier de Montgros Président

www.bateau-electrique.com

Association Française pour le Bateau Electrique ◦ Créée en 1994 pour développer l'image et le marché du

bateau électrique

l'AFBE compte aujourd'hui de nombreux membres français et étrangers:◦ Parmi eux:

chantiers navals, Equipementiers Sociétés de conception, Intégrateurs, Operateurs, partenaires institutionnels, collectivités territoriales, particuliers.

Promouvoir la conception, la construction et l'utilisation du bateau électrique,

Inciter operateurs et communautés à équiper les plans et les voies d'eau en stations d'alimentation électrique,

Contribuer au respect de la nature et de l'environnement, air et eaux,

Etre le réfèrent des pouvoirs publics et organisme de normalisation,

Favoriser les échanges avec les organisations traitant des autres types de véhicules électriques,

Etablir des relations avec les associations étrangères homologues.

Président :Xavier de Montgros (Directeur associe ODC Marine)

Vice-présidents :Secrétaire : Philippe Pallu de la Barriere (Dirigeant Alternatives Energies)Joseph Beretta (Président de l'AVERE France)

Administrateurs : Erwan Grandpierre (Torqeedo) Jean Yves Dubourg (Transdev) Mathieu Herieau (Emerson Leroy-Somer) Marie Gorius (Alize électronique)

Membre d'honneur :Jean-Louis Aucouturier (Président honoraire Fondateur de l'AFBE)

Location: plusieurs milliers de bateaux en opérations

Voiliers 10 bateaux en service

◦ Un tour d’Europe des fleuves

◦ Un tour de méditerranée

◦ Un tour du monde

Des pénichettes, ou habitations

Environ 50 bateaux

en opérations

de 20 a 150 passagers ◦ Solaires

◦ Pur électriques

◦ Ou Hybrides

Bateaux de service◦ En développement Plongée, services des ports,…

# PAX Type KWmotors

KWhBatteries

BatteryType

KM Elec. Autonomy

Category navigation

Where in France

Delivered

150 Hybrid 2 x 20 74 Lead Acid 50 Fluvial St Etienne 2010

100 Hybrid 2 x 20 74 Lead Acid 50 Fluvial Flagnac 2011

150 DieselElectrical

2 x 55 2 GE de 2x120

Fluvial Lyon 2012

70 Electrical 2 x 35 260 Lead Acid 80 Fluvial Lyon 2014

# PAX Type KWmotors

KWhBatteries

BatteryType

KM Elec. Autonomy

Category navigation

Where in France

Delivered

85 Electric 2 x 20 kW 2x65kWh LiFePO4 140 km fluvial Paris 2013

35 (2) Electric 2x15kW 2x30kWh LiFePO4 60km maritime Les Sables 2013

96 (2 ) Hybridserie

2x110kW 2x85kWh LiFePO4 90 kM maritime Toulon 2014

30 Electric +Gen Set

2x15 kW 2x30kWh LiFePO4 60km maritime Concarneau 2015

20 Electric 15 kW 30kWh LiFePO4 40 km fluvial Cognac 2014

# PAX Type KW motors KWhBatteries

BatteryType

KM Elec. Autonomy

Category navigation

Where in France

Delivered

100 HybridParallel

2 x 75 KW2x 400 HP

70 LiFePO4 30 Maritime Corsica 2 x 20122013 , 2014

70 Electric 2 x 30 140 LiFePO4 80 Lake Evian 2013

50 Electric 2 x 30 140 LiFePO4 75 Lake Yvoire 2015

Simple & zero emission Autonomie & multi usage

Pas d’ émissions de gaz à effet de serre

Plus simple

Très efficace énergétiquement

Excellent pour

◦ Eaux fermées,

◦ Courtes distances 30 a 40 miles,

◦ Zéro émissions

Pas d’ émissions de gaz à effet de serre quand électrique

Grande vitesse quand cela est nécessaire

Très fiable deux réserves d’ énergies

Excellent pour ◦ Grandes distances

◦ Grande vitesse

◦ Multi énergies

24

Présentation générale

Économies d’énergie

Fiabilité accrue

Performances couple/vitesse

Faible augmentation de la température du rotor et rallongement de la durée de vie des roulements

Electronique Leroy Somerassociée parfaitement adaptée, garantissant les performances de l’ensemble moteur/variateur

Technologie éprouvée (+15 ans), brevetée, + de 10000 unités en service dans le monde

Dyneo®

Moteurs synchrones à aimants permanents

Haut rendement prouvé, dépassant les exigences équivalentes à l’IE4.

Technologie de rotor à aimants utilisant les mécanismes éprouvés des

moteurs asynchrones

Rendement constant sur large plage de vitesse, ce qui permet d’optimiser la

puissance des batteries (risque de surdimensionnement avec technologie

asynchrone)

Compacité et poids réduit par rapport à la technologie asynchrone

BV Type Approval

Efficacité exceptionnelle sur toute la gamme de vitesse

Mode moteur et/ou générateur avec électronique de pilotage associée pour fonctionnement PTI/PTO

Couple optimal sur toute la gamme de vitesse

Applications courantes

Propulsion principale

diesel/électrique

Propulsion hybride

Propulsion 100% électrique

Auxiliaires

Tendances

Rendement encore accru en vitesse variable

Gain de compacité et d’intégration

Torqeedo Gmbh www.torqeedo.com

[email protected]

Source: Torqeedo

- Fondé en Février 2005- Leader Mondial de la propulsion électrique dans le

nautisme- Présent dans plus de 40 pays dans le monde- Gamme équivalente de 1 à 80 CV

- Deep Blue : Gamme Professionnelle - La synthèse de puissance et de système

parfaitement intégré allié à un concept de sécurité innovant.

- Haut voltage (345V)- Equivalent de 40 (33Kw) à 80CV (66 Kw)- En version hors bord – In-bord – Saildrive- Batterie Lithium haute capacité garantie 9 ans

Développent du marche grâce à la sécurisation par la Norme ISO16315 régulant les systèmes de propulsion électrique.

Demandes de plus en nombreuses des villes pour des solutionspropres

Evolution des batteries permettant sous une dizaine d’annéesd’améliorer de façon très significative les performances en termed’autonomie - puissance.

Intégration progressive de solutions hybrides hydrogènes ou gaznaturel

…

Des solutions qui ont fait leur preuves Solaire, Electrique, Hybride série ou parallèle Pour différents usages Fluvial ou Maritime.

Bateaux Electriques: une Réalité

Rejoignez nous a’ l’AFBE

Stéphane GONNETANDFondateur et directeur Associé / Founder and associate Director

ODC Marine



LA PROPULSION INNOVANTE

AU SERVICE DES ARMATEURS

QUI SOMMES NOUS ?

FOCUS PROPULSION 100% ELECTRIQUE

FOCUS PROPULSION HYBRIDE PARALLÈLE

LA VEDETTE À PASSAGERS DU FUTUR odcmarine.com

[email protected]

ODC Marine QUI SOMMES NOUS ?Un chantier Naval Aluminium

Situé à Dalian CHINE depuis 2006

Capital 100% français

Une Gamme qui s’élargit

Vedettes à Passagers

Bateaux de Plongée

Bateaux d’Intervention

Navires de Pêches

Navires de Services

3 associés français, 60 collaborateurs, 50 bateaux livrés, 2

ruptures Technologiques, depuis 10 ans

Un partenaire de financement :

• 2 moteurs électriques, 2 contrôleurs refroidis par eau douce

• 2 packs batteries lithium fer phosphate 288V ou 388V

• 2 BMS équilibrant actifs

• 2 chargeurs de batteries lithium

Définition du système

FOCUSPROPULSION100% Electrique

• Cruising 80% de la vitesse de carène approx 5 à 6 nœuds

• Autonomie 6h entre deux recharges approx 35 NM

• Recharge en 8h sur 220V ou 380V selon puissance

• Eaux protégées, fluvial, côtiers, etc.

Cas d’applicationFOCUS PROPULSION 100% Electrique

Des batteries plus légères, moins volumineuses, moins chères, avec une plus

longue durée de vie, avec une plus grande rapidité de charge et décharge

Il faudra multiplier par 25 la capacité pour couvrir un programme 20 nœuds

journalier (il faut 25 fois plus d’énergie pour passer de 6 nœuds à 20 nœuds sur

un bateau de 18 m) 2030 ?

L’avenir

Chez ODC Marine environ 11 000 € / place jusqu’à 22 m 200 pax

• 2 moteurs électriques, 2 contrôleurs refroidis par eau douce

• 2 packs batteries lithium fer phosphate 288V ou 388V

• 2 BMS équilibrant actifs

• 2 chargeurs de batteries lithium

• 2 moteurs diesel

• 2 chaises d’hybridation

Définition du système

FOCUSPROPULSIONHybride Parallèle

• Vmax 20 nœuds au diesel

• Cruising 80% de la vitesse de carène approx 5 à 6 nœuds

• Autonomie 2h entre deux recharges approx 12 NM

• Recharge en 8h sur 220V ou 380V selon puissance et sur diesel

• Sortie de port, traversée de zones protégées, etc.

Cas d’application

FOCUS PROPULSION HYBRIDE PARALLELE

Disparition 2030 ?

L’avenir

Chez ODC Marine environ 11 000 € / place jusqu’à 22 m 200 pax

LA VEDETTE À PASSAGERS DU FUTUR

odcmarine.com

[email protected]

Expérience Passager de haut niveau

Maintenabilité des composants simple et rapide

Faible impact environnemental

Bateau connecté (ensemble des informations de la flotte

regroupées, exportées et sauvegardées)

• Maintenance préventive

• Analyse des incidents

• Management des personnels

Xavier FONTENEAUDr. Ingénieur développement / Dr. Engineer development

ECA EN



Philippe NOVELLIDirecteur Général / Director-General

ECA EN

Armel LAINÉIngénieur commercial / Sales Engineer

ECA EN

Euromaritime 2017

February 2nd 2017

FONTENEAU Xavier- PhD, development Engineer in Power Electronics

THE ALL-ELECTRIC VESSEL, WHAT ARE THE RECENT DEVELOPMENTS?

ECAGROUP

Semiconductor technology

ECA Group targets SiC converters

Electrical Propulsion System powered by Fuel Cell

Conclusions

CONTENTS

The All-Electric Vessel, what are the recent developments


MARITIMEDEFENCE & SECURITY

AEROSPACE TRAINING SIMULATION

ENERGY & INDUSTRIAL EQUIPMENT

COMPREHENSIVE SOLUTIONS FOR

THE SAFETY OF GOODS AND PEOPLE

ToulonECA SA

ECA RSMECA ROBOTICSECA DYNAMICS

ECA DRONE

ToulouseECA CNAI

ECA SINTERS

MontoirECA CNAI

CouëronECA EN

EN MOTEURS

LannionECA FAROS

ParisECA ROBOTICS

MontpellierECA ROBOTICS

BrestECA ROBOTICS

Genova-ITALYECA SINDEL

SINGAPOREESFE Pte.Ltd

Tulsa - USASIMULATOR SYSTEMS INTERNATIONAL

Capitola – USATRITON Imaging, Inc.

Belém– BRASILECA SINDEL DO BRASIL

New York - USA1ROBOTICS

FRANCE


LEGENDESUR 2 LIGNES

Variable speed drivesDC-DC Static convertersDC-AC Static converters

400 Hz – 28 VDC Converters Propulsion systems

POWER ELECTRONICS PRODUCTS

Racked Variable Speed Drives


Si Thyristor

1st GENERATION

Si IGBT & MOSFET

2nd GENERATION

Wide Band Gap Materials, Silicon Carbide

SiC MOSFET

3th GENERATION

Railway: Z8800

Variable speed driveAutomotive


Photovoltaic Static converter

Passengers ship: hirondelle (KEOLYS Bordeaux)

Railway: N700 Shinkansen

SEMICONDUTOR TECHNOLOGY EVOLUTION


SiC instead of Si: Lossreduction

Increase autonomy(Same battery volume)

Battery reduction(same operating conditions)

Cooling system reduction(weight/volum reduction)

Power source

Power converter

Increase switching frequency(MLI filter reduction)

These benefit can be plural.

SEMICONDUTOR TECHNOLOGY EVOLUTION

Electrical characteristics CVS 60kVA Value Unity

Input Voltage, VDC 360 VDC

Line to line output voltage, Uout 115 VRMS

Maximum output current, IRMS 300 ARMS

Switching frequency, Fsw 10 - 25 kHz

CVS 60kVA integrating SiC modules

Electrical characteristics of a CVS 60kVA

Schematic of the 60kVA converter

Preload

+

Input

filter

TransformerOutput

filter


32% Losses reduction same operating conditions on the CVS(+2.9% efficiency over existing converter)

ECAGROUP TARGETS SIC CONVERTER

Motor driveUp to 500kWHydrogen Power

converter


Participant:

Fuellcell

Battery(120kWh)

ELECTRICAL PROPULSION SYSTEM POWERED BY FUEL CELL

Center of excellence:Support:

Silicon Carbide (SiC) is already a SUSTAINABLE SOLUTION and is progressively replacing

Si component.

The benefits in embedded systems are PLURALS: efficiency, compacity, weight

reduction, noise discretion,

ECA Group is PIONEER in MASTERING this technology and develops innovative new

static converters range for the vessels and submarines next generation.

This technology is particularly adapted for electrical ships.

CONCLUSIONS


www.ecagroup.com

http://www.ecagroup.com/

JOURNEE EUROPEENNE DU SHIPPING THE EUROPEAN SHIPPING DAY

15:00 – 16:30



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