Lastorientierte Optimierung der Energieprozeßführung in Schiffsmaschinenanlagen (SHOPSY, ET6)

 

Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Otto Geisler, Dr.-Ing. M. Napp
Mitarbeiter: Dipl.-Ing. S. Busch
Laufzeit: 01.01.1991-31.12.1994

Im Rahmen des F+E-Vorhabens "Ship Operation System" (SHOPSY) wurde im Insitut das Entwicklungsthema 6 (Energiemanagement-Systeme) bearbeitet.

Die Maschinenanlage eines Schiffes stellt ein sehr komplexes Energiesystem dar. Ihre Aufgaben sind neben dem Vortrieb die sichere Übernahme und Lagerung der Ladung sowie der Betrieb einer kompletten Wohnanlage mit der dazugehörigen Ver- und Entsorgung.

Für die Erfüllung dieser Aufgaben werden an Bord mechanische, elektrische und thermische Energie benötigt, deren Erzeugung und Verbrauch aufgrund weitgehender Kraft-Wärme-Kopplungen miteinander verknüpft sind.

Die Energieprozeßführung einer so komplexen Maschinenanlage muß insbesondere die Sicherheit und Wirtschaftlichkeit des Schiffsbetriebes berücksichtigen. Eine Optimierung erfordert daher eine systematische Betrachtung der gesamten Maschinenanlage.

Vor dem Hintergrund sinkender Besatzungszahlen steigt die Notwendigkeit, der Besatzung Orientierungshilfen für die Optimierung der Energieprozeßführung zur Verfügung zu stellen bzw. die Energieprozeßführung zu automatisieren. Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung eines Energiemanagement-Systems, das die spezifischen Randbedingungen des Transportmittels "Schiff" berücksichtigt.

Besonders geeignet für die Anwendung eines Energiemanagement-Systems erscheint das elektrische Netz an Bord von Schiffen. Durch eine weitgehende Gleichverteilung der Bordnetzbelastung kann eine Reduzierung der zu installierenden Generatorleistung erfolgen, wodurch auch Investitions- und Betriebskosten verringert werden. Eine Prognose von Lastspitzen ermöglicht es, besonders kritische Zustände (Blackout) zu vermeiden. Dazu wurde eine umfangreiche Messung an Bord eines Containerschiffes durchgeführt. Die Ergebnisse bestätigten die Durchführbarkeit des Vorhabens.