Hybridization and electrification of log rafting auxiliary vessel
Koivisto, Rasmus (2025)
Katso/
Sisältö avataan julkiseksi: 16.12.2026
Diplomityö
2025
School of Energy Systems, Sähkötekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20251216119976
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20251216119976
Tiivistelmä
Energy efficiency and emission reduction are important goals in shipping industry, as it is one of the growing sources of greenhouse gases. Many vessels use old diesel engines at poor efficiency, which causes large amount of wasted energy. This is the core reason why hybridization of marine vessels has gained interest in past years.
The objective of this thesis is to investigate hybridization and electrification of log rafting auxiliary vessel. Research is done by literature review of different energy sources, components and hybrid topologies to design a initial solution model for a potential new generation auxiliary vessel. Hybrid topologies are simulated with different control strategies using MATLAB Simulink.
Hybridization of auxiliary vessel was done with series hybrid topology, which reduced the fuel consumption up by 36 % and operating costs dropped by 22 %. Using high power low capacity battery with diesel generator set was deducted to be most applicable way to hybridize log rafting auxiliary vessel. Fully electric vessel was also simulated which was 75 % more efficient. Energiatehokkuus ja päästöjen vähentäminen ovat tärkeitä tavoitteita merenkulkualalla, koska merenkulkuala on yksi kasvavimmista kasvihuonekaasujen lähteistä. Monet alukset käyttävät vanhoja dieselmoottoreita heikolla hyötysuhteella, mikä aiheuttaa suuren määrän hukkaenergiaa. Tämä on keskeinen syy siihen, miksi merialusten hybridisaatio on herättänyt kiinnostusta viime vuosina.
Tämän opinnäytetyön tavoitteena on tutkia uiton apualusten hybridisaatiota ja sähköistystä. Tutkimus tehdään kirjallisuuskatsauksen avulla eri energialähteistä, komponenteista ja hybriditopologioista, jolloin voidaan suunnitella alustava ratkaisumalli mahdolliselle uuden sukupolven apualukselle. Hybriditopologioita simuloidaan erilaisilla säätöstrategioilla käyttäen MATLAB Simulinkia.
Apualuksen hybridisaatio tehtiin sarjahybriditopologialla, mikä vähensi polttoaineenkulutusta jopa 36 %:lla ja käyttökustannuksia 22 %:lla. Suuritehoisen ja pienikapasiteettisen akun käyttö dieselgeneraattorin kanssa pääteltiin sopivimmaksi tavaksi hybridisoida uiton apualus. Täyssähköinen apualus simuloitiin myös, joka oli jopa 75 % energiatehokkaampi.
The objective of this thesis is to investigate hybridization and electrification of log rafting auxiliary vessel. Research is done by literature review of different energy sources, components and hybrid topologies to design a initial solution model for a potential new generation auxiliary vessel. Hybrid topologies are simulated with different control strategies using MATLAB Simulink.
Hybridization of auxiliary vessel was done with series hybrid topology, which reduced the fuel consumption up by 36 % and operating costs dropped by 22 %. Using high power low capacity battery with diesel generator set was deducted to be most applicable way to hybridize log rafting auxiliary vessel. Fully electric vessel was also simulated which was 75 % more efficient.
Tämän opinnäytetyön tavoitteena on tutkia uiton apualusten hybridisaatiota ja sähköistystä. Tutkimus tehdään kirjallisuuskatsauksen avulla eri energialähteistä, komponenteista ja hybriditopologioista, jolloin voidaan suunnitella alustava ratkaisumalli mahdolliselle uuden sukupolven apualukselle. Hybriditopologioita simuloidaan erilaisilla säätöstrategioilla käyttäen MATLAB Simulinkia.
Apualuksen hybridisaatio tehtiin sarjahybriditopologialla, mikä vähensi polttoaineenkulutusta jopa 36 %:lla ja käyttökustannuksia 22 %:lla. Suuritehoisen ja pienikapasiteettisen akun käyttö dieselgeneraattorin kanssa pääteltiin sopivimmaksi tavaksi hybridisoida uiton apualus. Täyssähköinen apualus simuloitiin myös, joka oli jopa 75 % energiatehokkaampi.