Progressing constraints on green house gas emissions lead to a sustainability trend,which greatly a↵ects the transport sector. Nowadays, companies show increasing interest indeveloping sustainable solutions.This thesis has been started thanks to a project given by Sj¨or¨addningss¨allskapet, themost relevant association that performs sea rescue operations in Swedish waters.Sj¨or¨addningss¨allskapet would like to explore the possibility of making their rescue boat fleetentirely carbon-free, hence more sustainable.What may provide a suitable solution is an electric drive train with hybrid energy storage,composed by a battery pack and a fuel cell stack. The research question is whether it wouldbe feasible to combine fuel cell stacks and battery packs to provide power to a fast smallboat.From a sketch of a rescue boat, the drive train design for such boat is studied in itsintegrity, from the water jet pump to the battery and fuel cell systems.The required power has been calculated empirically, using data from online tests on waterjet boats. Di↵erent tests have been considered, resulting in a mean power curve and a meanconsumption curve and allowing comparison between the hybrid electric drive train withan internal combustion engine drive train.Three profiles of speed, power and consumption have been assumed for the calculation ofthe required energy and hence rate the energy storage system. A design has been proposedin terms of fuel cell capacity and battery capacity.The propulsion unit, composed by the electric machine and water jet, has been studied,focusing on di↵erent electric drive technologies. Few conclusions on both the weight andsustainability requirements are discussed.A sustainability analysis is carried out in terms of CO2 emissions, through a life cycleassessment accounting for the environmental impact of the system during the whole lifecycle, from cradle to grave. / Ökande begränsningar för utsläpp av växthusgaser leder till en hållbarhetsutveckling, vilket påverkar transportsektorn kraftigt. Nuförtiden visar företag ett ökande intresse för att utveckla hållbara lösningar.Denna avhandling har startats tack vare ett projekt som ges av Sjöräddningssällskapet, den viktigaste föreningen som utför havsräddningsinsatser i svenska vatten.Sjöräddningssällskapet vill undersöka möjligheten att göra deras räddningsbåtflotta helt emissionfri, och därmed mer hållbar.Det som kan ge en lämplig lösning är ett elektriskt drivsystem med hybrid energilagring, sammansatt av ett batteripaket och en bränslecell-stapel. Forskningsfrågan är om det skulle vara möjligt att kombinera bränslecellstaplar och batteripaket för att driva en snabb liten båt.Från en skiss av en räddningsbåt studeras designen för en sådan båt i dess integritet, från vattenstrålpumpen till batteri och bränslecellsystem.Den erforderliga kraften har beräknats empiriskt med hjälp av data från onlinetest av vattenstrålbåtar. Olika tester har beaktats, vilket resulterar i en genomsnittlig e↵ektkurva och en genomsnittlig förbrukningskurva och möjliggör en jämförelse mellan det hybridelektriska drivsystemet med ett förbränningsmotordrivsystem.Tre profiler av hastighet, e↵ekt och förbrukning har antagits för beräkning av den erforderliga energin och därmed för energilagringssystemet. En design har föreslagits vad gäller bränslecellkapacitet och batterikapacitet.Framdrivningsenheten, sammansatt av den elektriska maskinen och vattenstrålen, har studerats med fokus på olika elektriska drivtekniker. Några slutsatser om både vikten och hållbarhetskraven diskuteras.En hållbarhetsanalys utförs med avseende på koldioxidutsläpp genom en livscykelbedömningsom redovisar systemets miljöpåverkan under hela livscykeln, från vagga till grav.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-266115 |
| Date | January 2019 |
| Creators | Andruetto, Claudia |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2019:646 |
Page generated in 0.0026 seconds