Anbieter energiesparender Hafenausrüstung weisen darauf hin, dass die rasante Entwicklung der globalen Logistik den Warenverkehr in Häfen beschleunigt hat. Große Hafenanlagen müssen während des Betriebs entsprechende vertikale Bewegungen ausführen, was viel Energie verbraucht und gleichzeitig große Mengen erneuerbarer Energie erzeugt. Nur durch die Entwicklung energiesparender und emissionsreduzierender Technologien für große Hebezeuge können wir Chinas Anforderungen an Energieeinsparung und Emissionsreduzierung erfüllen.
Anwendung energiesparender und verbrauchsreduzierender Technologien im Hauptstromkreis und im Stromkreissteuerungsmodus
Die interne Hauptstromkreisstruktur großer Hebezeuge in Häfen verwendet üblicherweise einen dreiphasigen Halbbrücken-Spannungswandler. Der Gleichrichter dieses Halbbrücken-Spannungswandlers ist topologisch aufgebaut und zeichnet sich durch eine hohe Stabilität der Wechselstrom-Spannungsstruktur aus. Er verfügt über keinen Neutralleiter und arbeitet in einer dreiphasigen symmetrischen internen Struktur. Der dreiphasige Halbbrücken-Spannungswandler kann während des Betriebs gleichzeitig von sechs IGBT-Leistungsschaltern gesteuert werden und bietet eine hohe Betriebssicherheit. Durch den Einbau eines Netzmessfilters in die Gleichrichtertopologie können Oberschwingungen höherer Ordnung mithilfe externer Geräte des Gleichrichters beobachtet werden. Die spezifische Leistung des Hauptstromkreises wird durch den Gleichrichtungsfaktor beeinflusst. Auf der Wechselstromseite des Hauptstromkreises wird ein Stromnetz mit der gleichen Stromkreisspannung verwendet. Bei Umkehrung des spezifischen Leistungsfaktors weicht der Strom auf der Wechselstromseite des Hauptstromkreises um etwa 180° von der spezifischen Leistung ab.
Um beim Bau von großen Hebezeugen Energie zu sparen und den Energieverbrauch zu reduzieren, können geeignete Technologien zur Steuerung von Strom und Spannung im Hauptstromkreis eingesetzt werden. Beim Betrieb der Maschinen wird der ursprüngliche dreiphasige Halbbrücken-Spannungsregler, d. h. der ursprüngliche PWM-Gleichrichter, durch einen PI-Regler ersetzt. Die Stromparameter an den Drehachsen des Gleichrichters werden so angepasst, dass der Wechselstrom in einen konstanten Gleichstrom umgewandelt wird. Dadurch lässt sich das gesamte Stromkreissystem fehlerfrei einstellen. Durch die Anpassung des Stroms im Hauptstromkreis kann das Ziel der Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung erreicht werden. Der Regelungsmodus des Stromkreises kann ebenfalls durch die Steuerung der Stromstärke geändert werden. Die Regelung des Stromkreises kann mithilfe der Konstantstromtechnologie angepasst werden. Im Betrieb von großen Hebezeugen erfasst die Filterkapazität im Stromkreis die Spannung und Spannung anhand der Blindleistung.
Eine präzise Messung und Erfassung der Spannungsamplitude ist ebenfalls möglich. Der Energiewert des ursprünglichen Stromkreises kann durch die Stromfrequenz des internen Stromkreises verändert werden, sodass der vom Stromkreis gesteuerte Energiewert konstant bleibt. Dies gewährleistet, dass der Strom auf der Wechselstromseite Wirkstrom ist, verbessert die Stabilität des Stromkreissystems und sichert den Betriebszustand des Leistungsfaktors. Die Einrichtung der Kommunikationstechnik trägt ebenfalls zur Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung bei. Kommunikationsmodus und Stromstärke der Kommunikationsgeräte in der Stromkreissteuerung werden hauptsächlich vom Hauptsteuerungssystem geregelt. Im Rahmen der Kommunikationssteuerung kann der Hauptstromkreis Blindleistungsbefehle senden, um die Verbindung herzustellen und die Blindleistungskompensation anzuwenden. Dies ermöglicht nicht nur Energieeinsparungen und Verbrauchsreduzierungen bei großen Hebezeugen während des Baubetriebs, sondern wirkt sich auch positiv auf die Stabilität des internen Stromkreissystems großer Hebezeuge aus.
Nutzung von Energierückkopplungsgeräten zur Einführung energiesparender und verbrauchsreduzierender Technologien
Große Hebezeuge transportieren Container zum Verladen von Gütern während Bauarbeiten. Für den Einsatz dieser Baumaschinen, wie beispielsweise Reifenkrane, wird üblicherweise ein fester Containerlagerplatz genutzt. Die interne Ausrüstung besteht hauptsächlich aus großen und kleinen Fahrzeugen sowie Hebezeugen. Ein Frequenzumrichter wird im Container installiert, um den Stromfluss zu steuern. Zur Geschwindigkeitsanpassung wird der Frequenzumrichter umgekehrt montiert, wobei der Gleichstromzwischenkreis im Container als Steuerpunkt dient. Die Bremsmethode wurde von der herkömmlichen Bremsmethode auf einen Bremswiderstand umgestellt. Dies ist das Funktionsprinzip der Energierückführung für große Hebezeuge während Bauarbeiten.
Im Energierückkopplungssystem kommen energiesparende und verbrauchsreduzierende Technologien zum Einsatz. Durch die Umgestaltung des ursprünglichen Energierückkopplungssystems und die Steuerung des Schützes lassen sich das ungeregelte Gleichrichtersystem und das Energierückkopplungssystem flexibel einstellen. Während des Betriebs von Maschinen werden Energierückkopplungssystem und ungeregeltes Gleichrichtersystem entsprechend angepasst. Im Falle eines Unfalls oder einer Störung an großen Hebezeugen kann der Schalter des ungeregelten Gleichrichtersystems sofort abgeschaltet werden. Das Energierückkopplungssystem kann auch zur Inspektion eingesetzt werden, um Schäden an großen Hebezeugen durch Geräteausfälle zu vermeiden. Es trägt außerdem zur Sicherheit der Bauarbeiter bei und verbessert die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Hafenbetriebs. Untersuchungen an großen Hebezeugen in Häfen ergaben, dass die Installation von Energierückkopplungssystemen in 75-Tonnen-Schiffsladern und der Einsatz ungeregelter Stromsysteme in Stahlplatten-Schiffsladern sinnvoll sind. Im Vergleich zeigte sich, dass Schiffslader mit ungeregelten Stromsystemen und Energierückkopplungssystemen deutlich weniger Strom einsparen als solche ohne diese Systeme. Bauarbeiten können so innerhalb kurzer Zeit um mehr als 35 % des Stromverbrauchs reduziert werden.
Die oben genannte vergleichende Studie hat gezeigt, dass der Einbau von Energierückkopplungssystemen in große Hebezeuge Einblicke in den Betriebszustand der Maschinen ermöglicht und gleichzeitig den Stromverbrauch senkt. Dadurch wird das Ziel der Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung erreicht. Durch die Installation von Energierückkopplungssystemen in Containern können Bediener den Zustand der internen Komponenten der mechanischen Ausrüstung jederzeit überwachen. Werden Störungen an den internen Geräten festgestellt, kann umgehend das zuständige Fachpersonal zur Inspektion und Reparatur hinzugezogen werden. Dies vermeidet Konstruktionsfehler aufgrund von Instabilitäten im Containersystem, reduziert die Häufigkeit von Nacharbeiten und trägt somit zu einer gewissen Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung bei.
Durch die Erforschung von Energierückkopplungssystemen konnte die interne Struktur herkömmlicher Großhebezeuge verbessert werden. Dies reduziert Fehler bei Montagearbeiten und steigert die Arbeitseffizienz dieser Geräte erheblich. Experimente haben gezeigt, dass die Installation von Energierückkopplungssystemen auf großen Schiffen, Lade- und Entlademaschinen sowie großen Reifenmontiermaschinen in Häfen es den Bedienern ermöglicht, den internen Zustand der Maschinen jederzeit zu überwachen. Dies verbessert nicht nur die Arbeitseffizienz der Großhebezeuge, sondern wirkt sich auch positiv auf die Wirtschaftlichkeit von Häfen aus und trägt in gewissem Maße zur Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung bei.
Mit der kontinuierlichen Entwicklung des chinesischen Außenhandels steigt der Energie- und Materialbedarf im Hafenbetrieb. Der Einsatz energiesparender und verbrauchsreduzierender Technologien für Großhebeanlagen in Häfen entspricht dem grundlegenden Bewusstsein für Energieeinsparung in der modernen Gesellschaft und der Strategie der nachhaltigen Entwicklung. Diese Technologien lassen sich im Hauptstromkreis und in der Stromkreissteuerung implementieren, indem der Strom der mechanischen Anlagen mittels externer Gleichrichter angepasst wird. Zusätzlich können Energierückkopplungsgeräte installiert werden, um den internen Zustand der Anlagen permanent zu überwachen, Bedienungsfehler zu reduzieren, die Genauigkeit der Großhebeanlagenmontage zu verbessern und so das Ziel der Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung zu erreichen.