Elektriske skip møter en tydelig begrensning: Batteriene rekker bare så langt før fartøyene må snu og gå tilbake til land for å lade. Det har gjort det vanskelig å få fart på elektrifiseringen til sjøs.
Nå mener ingeniører ved SINTEF at de har demonstrert en løsning som kan endre dette. De har testet et trådløst ladesystem som gjør det mulig for elektriske fartøy å lade mens de ligger på havet, og som kan hente strøm direkte fra havvind.
Tradisjonelle ladekontakter er laget for stabile forhold. For å overføre strøm effektivt kreves fast og tørr metallkontakt. Til havs er det nærmest umulig å sikre. Bølger, strøm og vind gjør at både skipet og en eventuell ladeplattform beveger seg kontinuerlig. Selv små skjevheter kan gi stor mekanisk belastning på kontakter, redusere kontakten eller avbryte overføringen.
Når en elektrisk forbindelse brytes i det strømmen går, kan det i tillegg oppstå lysbue. Det innebærer risiko for skade på utstyr og i verste fall farlige situasjoner.
Sjøvann forsterker utfordringene. Saltvann leder strøm godt og er sterkt korroderende for metaller som blir eksponert. Saltbelegg og oksidasjon kan over tid svekke kontaktene, øke motstanden og bidra til overoppheting eller feil. Vanlige ladeløsninger er heller ikke konstruert for gjentatt kontakt med vann, og fukt i en kontakt kan gi kortslutning og skade på isolasjon.
Summen av dette har gjort klassisk lading offshore både upraktisk og risikabelt. Derfor har SINTEF valgt en annen tilnærming: å fjerne den fysiske kontakten helt.
Løsningen bygger på induktiv energioverføring, altså samme grunnprinsipp som trådløs lading av mobiltelefoner, men utviklet for langt høyere effekt og tøffere miljø. En spole i ladeplattformen skaper et varierende magnetfelt ved hjelp av vekselstrøm. En mottakerspole om bord i fartøyet utnytter magnetfeltet til å indusere strøm, uten at det trengs kabler eller åpne kontakter mellom skip og stasjon.
Spolene er kapslet inn i vanntette materialer som skal tåle salt, alger og fukt. Når det ikke finnes åpne elektriske kontaktflater, reduseres også faren for korrosjon betydelig. Den forseglede utformingen gjør dessuten at systemet kan håndtere små, kontinuerlige bevegelser mellom fartøy og ladepunkt uten at ladingen stopper.
– Vi har testet en mulig løsning som fungerer nesten som en vanlig elektrisk kontakt. Men vi kan unngå alle problemene fordi vi overfører strømmen induktivt ved å kapsle selve pluggen inn i materialer som tåler nesten hva som helst, sier Giuseppe Guidi, seniorforsker i SINTEF.
Forskerne understreker at dette ikke handler om å «skalere opp» forbrukerteknologi. For å få stabil induktiv lading med effekt på nivået som kreves offshore, har det vært nødvendig med spesialutviklede kabler, styringssystemer som begrenser energitap, og elektromagnetiske komponenter bygget for krevende forhold.
Teknologien inngår i et større konsept for infrastruktur. Ocean Charger-prosjektet, ledet av verftsselskapet VARD sammen med en sammenslutning av maritime aktører med grønn profil, ble startet i 2023. Målet er å utvikle en fullskala ladeløsning til havs som reduserer behovet for at fartøy må tilbake til land for å lade.
Modellen tar utgangspunkt i offshore knutepunkter som samler inn strøm fra nærliggende vindturbiner. Når vindproduksjonen er lav, skal mellomlagring sørge for at lading fortsatt kan være tilgjengelig.
– OSS-huben fungerer som et elektrisk knutepunkt ute på havet, som samler strøm fra vindturbinene og gjør det mulig å lade fartøy direkte, uten å reise til land, sier Håvard Vollset Lien, prosjektleder for Ocean Charger i VARD.
På lengre sikt ser man for seg et nettverk av slike knutepunkter langs kysten, med Norge som et naturlig startpunkt. Tanken er at kompatible fartøy kan stoppe og lade underveis på ruten, på samme måte som kjøretøy kan planlegge etter tilgjengelige ladestopp på land.
Blant dem som kan ha mest å vinne, er fartøy der det er særlig tidkrevende og kostbart å avbryte operasjoner for å dra til kai. Det kan for eksempel gjelde servicefartøy knyttet til offshore virksomhet, drift og vedlikehold av infrastruktur til havs, og maritim beredskap og myndighetsoppgaver.
Dersom et slikt nettverk skaleres, kan det også påvirke hvordan elektriske og hybride fartøy designes. Operatører trenger i så fall ikke dimensjonere batterikapasiteten ut fra verst tenkelig retur til land, men kan planlegge seilinger rundt planlagte ladestopp.
Vollset Lien har pekt på hvordan dette kan se ut i praksis:
– Kanskje vil det en dag bli et vanlig syn at elektriske servicefartøy og kystfartøy lader batteriene sine ute på havet og ute i skipsleia.
Om visjonen blir virkelighet avhenger av hvor raskt infrastrukturen kan bygges ut, og hvor bredt teknologien blir tatt i bruk. Men for første gang fremstår en av de største tekniske hindringene som et problem med en troverdig løsning.
