Sähkölautan akusto vaatii tehokkaan jäähdytyksen

Keltainen lautta-alus tekee lähtöä Paraisten lauttarannasta kohti Nauvoa. Ajoramppien nostosta aiheutuvien kolahdusten jälkeen aluksesta kuuluu vain potkurimoottorien hiljainen surina.

Tämä on Finferriesin eli Suomen Lauttaliikenteen hybridilautta Altera, joka kulkee lähes pelkästään satamassa alukseen ladatulla sähköllä. Akkujen rinnalla lautassa on varmistuksena dieselgeneraattorit.

”Altera on kulkenut yli 90-prosenttisesti ladatulla sähköllä. Dieselvoimaa tarvitaan vain poikkeuksellisissa sääoloissa tai jos lataamisessa on häiriötilanne”, Finferriesin tekniikka- ja projektijohtaja Mathias Karlsson sanoo.

Maan vilkkain lauttareitti hoidetaan sähköllä

Altera otettiin käyttöön vuonna 2022 ja sen sähköllä kulkeva sisaralus Elektra jo vuonna 2017. Molemmat liikennöivät 1,6 kilometrin reittiä Paraisten ja Nauvon välillä. Kyse on Saaristomeren ja koko maan vilkkaimmasta lauttareitistä, jolla kulkee vuosittain noin 600 000 ajoneuvoa.

104-metriseen Alteraan mahtuu enimmillään 92 henkilöautoa ja 375 matkustajaa. Täyssymmetrisen lautan molemmissa päissä on 950 kW:n sähkömoottorit, jotka pyörittävät 360 astetta pyöriviä potkurilaitteita. Tarvittaessa lisävoimaa saadaan kolmesta 420 kW:n dieselgeneraattorista.

Akusto koostuu litium-ioniakuista, joiden kapasiteetti on yhteensä 1,2 MWh. Se riittää kulkemaan Parainen–Nauvo-välin kuusi kertaa. Jokaisella rantautumisella akkuja kuitenkin ladataan noin viisi minuuttia.

Lataus tapahtuu laiturissa suoraan sähköverkosta niin, että laivan sähkövastakkeeseen laskeutuu suuri töpseli. Akkuja ladataan 1800 kW:n teholla.

Vesijäähdytys pitää akut oikeassa lämpötilassa

Litium-ioniakut tuottavat huomattavan määrän lämpöä, joten akuston lämmön hallinta on välttämätöntä suorituskyvyn, akkujen keston ja turvallisen käytön varmistamiseksi. Molemmissa aluksissa akkuhuoneissa on vesijäähdytys, joka pitää lämpötilan noin 20 Celsius-asteessa ympäri vuoden. ”Etenkin kesällä tehokas jäähdytys on välttämätön.”

Nestejäähdytteisen järjestelmän etu ilmajäähdytykseen verrattuna on tilansäästö, kun ilman kierrättämiseksi akkujen väliin ei tarvita suurta tyhjää tilaa. Järjestelmässä kiertävä vesi jäähdytetään vedenjäähdyttimellä.

Teknotherm on toimittanut Alteran kaikki jäähdytys- ja ilmanvaihtojärjestelmät. Erilliset chillerit jäähdyttävät kaksi akkuhuonetta (9,5 kW/huone). Akuille on erilliset chillerit (28 kW/huone). Talvella on mahdollista jäähdyttää akut pelkästään merivedellä jäähdytetyllä vedellä. Silloin chillerit ovat stand by -tilassa.

Jäähdytystä lautoilla tarvitaan myös miehistön tiloissa. Ohjaamossa tätä varten on ilmalämpöpumppu. Lisäksi suuret ikkunat ovat auringonsuojalasia, mikä vähentää jäähdytyksen tarvetta. Miehistön lepotilaa ja messiä jäähdytetään tarvittaessa ilmanvaihtojärjestelmän kautta.

Aluksessa on myös lämmön talteenotto, jossa muun muassa vedenjäähdyttimen hukkalämpö ohjataan sisätilojen lämmitykseen lämpöpumpun kautta.

Onnistunut siirtymä sähköiseen liikenteeseen

Elektra ja Altera rakennettiin puolalaisella Crist S.A. -telakalla. ”Molemmat lautat ovat olleet onnistuneita hankintoja. Uusien järjestelmien hankkiminen aina mietityttää, mutta olemme olleet positiivisesti yllättyneitä”, Karlsson sanoo.

Hänen mukaansa etenkin akkupuolella sähkölauttojen järjestelmissä on tapahtunut paljon kehitystä. Tämän huomaa, kun vertaa uudempaa Alteraa viisi vuotta vanhempaan sisaralukseen.

Noin vuosi sitten Finferries otti käyttöön kolmannen sähkökäyttöisen aluksen, joka on Alteraa ja Elektraa pienempi vaijerilossi. Se kulkee Nauvon ja Korppoon väliä.

Lisäksi yhtiöllä on meneillään hanke, jossa 1990-luvun puolivälissä rakennetun lautan tekniikka uudistetaan perusteellisesti ja dieselmoottorit korvataan sähkömoottoreilla. ”Uudistettavaan lauttaan tulee akusto, joka on ilmajäähdytteinen.”

Liikenne- ja viestintäministeriön pari vuotta sitten tekemän selvityksen mukaan akkujen hyödyntäminen laivojen voimansiirtojärjestelmissä on vielä vähäistä. Nykyinen akkuteknologia ei sovellu toistaiseksi pitkille tai keskipitkille reiteille, mutta lyhyen vesiliikenteen reiteillä lauttojen toimiminen sähköllä vähentää päästöjä ja käyttökustannuksia pitkällä aikavälillä.

Suomen ohella Ruotsi ja Norja ovat edelläkävijöitä lyhyiden matkojen lauttaliikenteen sähköistämisessä.