E-ferry Ellen - Fakta og skitser
El-færge projektet, E-ferry, er et fireårigt innovationsprojekt med det formål at designe, bygge og afprøve en 100 % eldreven, mellemstørrelse færge for passagerer og biler, lastbiler og anden last. Målet er at fremme energieffektiv, CO2 neutral og forureningsfri vandbåren transport på ø-ruter og i kystnære farvande i og udenfor Europa. El-færgeprojektet bygger på den Syddansk Vækstforum-støttede forundersøgelse, Green Ferry Vision.
Udviklingen af el-færgen er finansieret under Europa Kommissionens ‘Horizon 2020’ i samarbejde med Ærø Kommune. Der er bevilliget 113 millioner kroner fra den Europæiske Kommission under Horizon 2020, mens Ærø Kommune selv stiller med 105 millioner kroner til færgen og opgradering af havneanlæg i Søby samt anden infrastruktur i land. Kommunens udgifter til projektet vil være omtrent ligeligt fordelt mellem el-færgen og nye anlæg i land.
El-færgen, 'Ellen', har en rækkevidde der er 7 gange længere nogen anden fuldelektrisk bilfærge. På ruten mellem Søby og Fynshav sejler færgen op til 22 sømil (ca. 40 kilometer) tur-retur til ladestationen i Søby. Ellen kan egentlig sejle langt længere - således har operatøren, Ærøfærgerne, demonstreret to retur-ture uden en opladning. Men da operatøren ønsker at opretholde en høj frekvens, sejles batterierne ikke helt flade, i stedet sjat-lader Ellen batterierne hver gang hun er i Søby Havn i løbet af dagen. Det betyder at Ellen kan sejle op til 7 returture dagligt.
Ved at klikke på de grønne knapper nedenfor, kan du downloade forskellige oversigter, som kort giver et resume af centrale dele af el-færgeprojektet.
Links til oversigter i PDF-format
Ofte Stillede Spørgsmål
At bygge en Ellen II vil koste omkring 98,5 millioner kroner.
Det er en lille smule mere end hvis man købte en tilsvarende ny diselfærge. Men set over færgens levetid vil man spare penge ved at investere i en Ellen II, driftomkostningerne er nemlig meget lave for en elfærge ift. en dieselfærge.
E-ferry Ellen udleder ingen miljøskadelige stoffer under drift.
I forhold til en tilsvarende moderne dieselfærge sparer Ellen årligt miljøet for væsentlige udledninger. Hvis Ellen blev ladet fra det almindelige danske elnet sparede hun miljøet for disse udledninger:
CO2: 2.520,0 ton CO2
NOx: 4,3 ton NOx
SO2: 1,5 ton SO2
CO: 1,8 ton CO
Partikler: 0,5 ton partikler
Men da Ellen lader fra Ærøs elnet, som er 100 % grønt, sparer hun fatisk miljøet for 4000 ton CO2.
Den slanke og optimerede skrogform sikrer en meget lav hæk- og bovbølgedannelse fra elfærgen i fart. Dette er med til at reducere miljøbelastningen yderligere. Eldrift som fremdrivningsform er i øvrigt stort set lyd- og vibrationsløs.
Historisk set går batteridrift i ubåde og små passagerskibe over 100 år tilbage. Der har sejlet små elfærger og turbåde med passagerer i flere europæiske byer helt tilbage i den sidste del af 1800-tallet. I det sydfynske sejlede fra 1908 også en elektrisk færge til Thurø, dog ikke ved hjælp af batterier, men et luftkabel, der hang over færgen. I ubåde har batteridrift været en nødvendighed i neddykket tilstand indtil æraen for atom-ubåde begyndte i 1957 med den amerikanske ubåd Nautilus. I dette årtusinde har hensynet til især luften i byerne igen motiveret turbåde og kanalrundfarter til at gå over til ren eldrift.
Batteridrift af skibe er allerede en realitet i flere kystnære skibstyper, og har været brugt i hybride løsninger (diesel+batteridrift) i større skala siden 2012. Det er den teknologiske udvikling af nye litium-ion-batterier, der har drevet de seneste års hurtige udvikling.
Total projektsum: 228 mio. kr.
Maksimale EU-tilskud under Horizon 2020 rammeprogrammet til godkendte omkostninger: 113 mio. kr.
Ærø Kommunes betaling for landanlæg, ladestation, og ejerskab til el-færgen 110 mio. kr.
Den schweiziske stat yder støtte gennem projektpartneren, Leclanché: 6 mio. kr.
Ærøske og syddanske partnere samt underleverandører: Ca. 120 mio. kr.
Øvrige danske partnere samt underleverandører: Ca. 19 mio. kr.
Udenlandske partnere samt underleverandører: Ca. 86 mio. kr. (Underleverance af stålskrog fra Polen og underleverancer fra andre lande til Søby Værft. Batterier fra Schweiz og Tyskland. Elsystem hovedsagelig fra finske Visedo, men Visedo blev købt op af Danfoss i 2017.)
Ellen sejler mellem Søby på Ærø og Fynshav på Als, en distance på 10,7 sømil hver vej. Ellen sejler således omkring 40 kilometer pr. returtur og mellem ladninger.
I løbet af dagen sjatlader Ellen i Søby, hvor laderen står på rampen.
Færgelejet er desuden tilpasset Ellen i Faaborg, det vil sige at elfærgen også kan besejle ruten Søby - Faaborg.
Overfartstiden mellem Søby og Fynshav er på ca. 55 minutter. Dette har reduceret overfartstiden med over 10 minutter, i forhold til den tidligere færge på ruten.
Ellen sejler typisk med en hastighed omkring 12,6 knob.
Ellen lades i sin hjemhavn i Søby. Laderen hedder Nector, den er produceret af Mobimar.
Laderen står på rampen i færgelejet. Det betyder at når rampen nedsænkes på dækket af Ellen følger den Ellens bevægelser, selv hvis der er vind eller bølger i havnen. Dette skaber en ideel kontakt mellem lader og færge.
Samtlige batterier kan i princippet lades på en time, men i praksis oplades batterierne langsommere, for at undgå at slide unødigt på batterierne.
Laderen har 4 ladelinjer, og kan levere en peak charge på 4,4 MW. Der lades med 4800 ampere, 1200 ampere pr. ladelinje.
Det er omkostningstungt at etablere en ladestation, derfor valgte E-ferry at designe Ellen med en stor batterikapacitet så hun kan sejle den lange distance frem og tilbage uden at have behov for at lade.
Ærøs seks 2 MW vindmøller producerer mellem 125 % og 140 % af øens elforbrug. Det vil sige at strømmen til Ellen i høj grad kommer fra lokale vindmøller.
Når vinden ikke blæser, vil elektriciteten komme gennem søkablet til Ærø. Dette kabel har rigelig overskudskapacitet til at kunne håndtere Ellens strømforbrug.
For at undgå unødvendig vægt og vindmodstand er vogndækket delvist åbent. Da der ikke er overdækning ligger passagersalonen i højre side af færgen, på niveau med både vogndækket og vandspejlet. Placeringen af passagersalonen i niveau med vogndækket har en række fordele:
- Passagerer slipper for elevator og trapper
- Passagerer oplever minimal vippen ved bølgegang
- Det er nemmere at afsøge passagerområder ved nødstilfælde
- Det mindre vindareal giver bedre manøvreegenskaber og mere stabilitet
- Der spares vægt i konstruktionen
- Salonen er tæt ved udskibningsstedet med direkte adgang til redningsflåder
Vogndækket er kun delvist overdækket. Denne konstruktion er valgt af en række årsager:
- Der spares vægt i konstruktionen.
- Kravet om at installere vogndæksventilation undgås.
- Kravet om at installere en inderport agter for bovvisiret undgås.
- Det er ikke hensigtsmæssigt, da Ellen ikke har en landklap ombord.
- Med en bovhøjde på 5,45 meter er røgvand (vandsprøjt) ikke et problem i forhold til andre åbne færger.
Virkningsgraden af batteri- og elsystemet i E-ferry er meget bedre end for en konventionel færge med forbrændingsmotorer. Energieffektiviteten er på 85 %, fra transformer til propel. Det betyder, at der genereres meget lidt spildvarme til opvarmning af el-færgen.
Derfor indvindes al varme fra batterier, konvertere og elmotorer. Men i perioder suppleres der med en varmepumpe, der ved hjælp af batteristrøm trækker ekstra varme ud af søvand og luft.
Desuden er der indbygget ekstra isolering i skibets aptering (saloner m.v.).
Elfærgen har en samlet batterikapacitet på 4.3 MWh, hvilket svarer til ca. 28.000 plæneklipper-batterier eller batterierne i 50 Tesla S elbiler.
Vægten af batterierne er på i alt 56 tons, fordelt i to helt adskilte batterirum.
Elfærgen er desiget med ekstra batterikapacitet. Udover at holde reservestrøm til nødsituationer, medvirker overskuddet i kapacitet til at de enkelte batterierne ikke lades og aflades så hurtigt, dermed slides de mindre. Således sikres det at batterierne har op til 10 års levetid.
Elfærgen lader gennem et kraftigt stik, der tilsluttes fuldautomatisk ved hjælp af en robotarm, når færgen kommer i havn i Søby. Laderen har 4 ladelinjer, og kan levere en peak charge på 4,4 MW. Der lades med 4800 ampere, 1200 ampere pr. ladelinje.
På grund af den kraftige lader kan samtlige batterier i princippet lades på en time, men i praksis oplades batterierne langsommere, for at undgå at slide unødigt på batterierne.
Elfærgen vil altid, ligesom en dieselfærge, have en reservekapacitet, der sikrer, at den kan nå i havn eller deltage i brandslukning i mange timer, også selv hvis sektioner af batteripakken svigter.
Risikoen for, at elfærgen kommer til at ligge stille i søen vurderes at være lavere end for en tilsvarende konventionel færge med dieselfremdrift.
Maskin- og batterirum er hver delt op i to vandtætte rum, der ligger beskyttet centralt i færgen.
Temperaturen i elfærgens batterier er afgørende for såvel sikkerheden som batteriernes levetid og ydeevne. Selve de fysiske valg af den store batteripakke, og den termisk langsomme batteritype, sikrer en relativt lille opvarmning af batteripakkerne arbejdsdagen igennem. Desuden sikrer designet af E-ferry en optimal og redundant (flerdobbelt) kontrol af batteriernes temperatur. Dertil kommer fire lag af kontrolsystemer.
På celleniveau er hver lille battericelle sikret med en fysisk sikring. Samtidig er hver batteripakke sikret med såvel fysiske sikringer som elektronisk styret temperaturkontrol af batteripakken via en række sensorer og et kølesystem.
Hver batteristreng forsynes gennem en konverter, der hele tiden kan tilpasse den individuelle strøm til og fra denne streng. Endelig har elfærgen et overordnet batteri- og el-styringssystem, der aktivt forsøger at forudsige behov og temperaturudviklinger i alle undersystemer via kendskab til arbejdsdagens operationsprofil.
