Optimal operation of refrigerated container ships with electric propulsionOptimal operation of refrigerated container ships with electric propulsionΒέλτιστη λειτουργία ηλεκτροκίνητων πλοίων μεταφοράς ψυχόμενων εμπορευματοκιβωτίων Διπλωματική Εργασία Diploma Work 2024-09-062024enIn this diploma thesis, a case study of an electrically propelled containership with refrigerated containers is presented. The electric power generation system is made by generator sets, while the propulsion system is full electric. Ships implementing electric propulsion along with a well programmed energy management system can show significant fuel consumption reduction and at the same time compliance with the environmental constraints. The goal is for the ship to conclude a predefined voyage, while keeping the inner temperature of every refrigerated container in the ship bounded as well as to do that while the total operation cost is minimized. The ship must also complete the voyage at a predefined time, and maintain the emissions below a certain limit, that is indicated by some standard for the maritime industry indexes (EEOI, CII). A Multi Agent System (MAS) was formulated so that refrigerated container temperatures remain bounded and the environmental and technical constraints hold. Various operational scenarios were examined to obtain the minimum total cost. The most economical scenario proved to be the one that minimizes the cost of electricity generation, through the parallel regulation of the ship's speed and the electric power consumption of the refrigerated containers, in an optimal way.Σε αυτήν την εργασία, παρουσιάζεται η μελέτη ενός ηλεκτροκίνητου φορτηγού πλοίου το οποίο μεταφέρει ψυχόμενα εμπορευματοκιβώτια. Το σύστημα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας αποτελείται από ηλεκτροπαραγωγά ζεύγη, ενώ το προωστήριο σύστημα είναι πλήρως εξηλεκτρισμένο. Πλοία που εφαρμόζουν την ηλεκτροπρόωση σε συνδυασμό με ένα άρτια προγραμματισμένο σύστημα διαχείρισης ενέργειας μπορούν να εμφανίσουν σημαντική μείωση στην κατανάλωση καυσίμου και την ίδια χρονική στιγμή συμμόρφωση με τους περιβαλλοντικούς περιορισμούς. Ο στόχος είναι το πλοίο να διεκπεραιώσει ένα προκαθορισμένο ταξίδι, διατηρώντας παράλληλα την εσωτερική θερμοκρασία κάθε ψυχόμενου εμπορευματοκιβωτίου εντός ορίων, ενώ το συνολικό κόστος λειτουργίας να ελαχιστοποιείται. Το πλοίο πρέπει επίσης να ολοκληρώσει το ταξίδι σε προκαθορισμένο χρονικό διάστημα και να διατηρήσει τις εκπομπές κάτω από ένα συγκεκριμένο όριο, το οποίο υποδεικνύεται από κάποιους συνηθισμένους για την ναυτιλιακή βιομηχανία δείκτες (EEOI,CII). Ένα Πολυπρακτορικό Σύστημα (MAS) δημιουργήθηκε ούτως ώστε οι θερμοκρασίες των ψυχόμενων εμπορευματοκιβωτίων να παραμένουν εντός ορίων και οι περιβαλλοντικοί και τεχνικοί περιορισμοί να καλύπτονται. Εξετάστηκαν διάφορα λειτουργικά σενάρια για την εύρεση του ελάχιστου συνολικού κόστους. Το οικονομικότερο σενάριο αποδείχθηκε αυτό που ελαχιστοποιεί το κόστος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, μέσω της παράλληλης ρύθμισης της ταχύτητας του πλοίου και της κατανάλωσης ηλεκτρικής ισχύος των ψυχόμενων εμπορευματοκιβωτίων, με βέλτιστο τρόπο. Διπλωματική εργασία που εκπονήθηκε για την εκπλήρωση των προϋποθέσεων λήψης Διπλώματος Ηλεκτρολόγου Μηχανικού και Μηχανικού Υπολογιστών (ΗΜΜΥ) στο Πολυτεχνείο Κρήτηςhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/Πολυτεχνείο Κρήτης::Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών ΥπολογιστώνKoumaniotis_Epameinondas_Dip_2024.pdfChania [Greece]Library of TUC2024-09-06application/pdf9.3 MBembargo Koumaniotis Epameinondas Κουμανιωτης Επαμεινωνδας Kanellos Fotios Κανελλος Φωτιος Stavrakakis Georgios Σταυρακακης Γεωργιος Tsekouras, George Πολυτεχνείο Κρήτης Technical University of Crete Refrigerated containers Ship scheduling Emissions limitation Optimization Energy management