Wirtschaftlich und leistungsfähig: Dieselelektrische Antriebe


Dieselelektrische Hybridantriebe sind neben vollelektrischen Lösungen die Technik der Wahl, wenn es darum geht, Schiffe wirtschaftlich, umweltfreundlich und mit neuester Technik auszustatten.

Alternativ planen lohnt sich: So profitieren Fähren von der verbesserten Manövrierfähigkeit, Yachten von der niedrigen Lärmbelastung und Arbeitsschiffe von der höheren Leistung. Betreiber können sich über geringere Kraftstoffkosten und die Umwelt über den geringeren Emissionsausstoß freuen.

Baumüller ist Partner für Werften, Systemintegratoren und Schiffseigner und auch selbst Lieferant von Komplettsystemen.

Mehr Effizienz durch elektrischen Betrieb mit Dieselgeneratoren

Bei einem dieselelektrischen Hybridantrieb werden die Schiffsschrauben bei elektrischem Betrieb durch umrichtergespeiste Synchronmotoren angetrieben, die ihre Energie aus Dieselgeneratoren erhalten. Zahlreiche Vorteile machen die Kombination aus Dieselmotor und Elektromotor besonders attraktiv für die Schifffahrt. So können neben einer deutlichen Verringerung des Kraftstoffverbrauchs, in fließendem Gewässer um bis zu 28 %, auch Lärm und Vibration reduziert werden.

Das Arbeitsschiff Trischen: Hybride Marine-Power von Baumüller

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Ein weiterer Vorteil liegt in der Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades des Dieselmotors. So benötigen beispielsweise Schiffe, die auf offener See präzise manövrieren oder einen festen Einsatzort halten müssen, eigentlich nur eine geringe Leistung. Bei einem reinen Dieselantrieb reduziert sich in diesem Fall die Drehzahl im Vergleich zur vorhergehenden schnelleren Richtungsfahrt massiv. Somit arbeitet der Motor nicht in seinem optimalen Wirkungsgradbereich. Wird dagegen bei dieser Situation der Elektroantrieb genutzt, regelt der Frequenzumrichter über dem Synchronmotor direkt die Drehzahl der Propeller, die dadurch viel langsamer laufen können. Da Elektromotoren auch bei niedrigen Drehzahlen einen hohen Wirkungsgrad erreichen, spart der elektrische Betrieb Treibstoff.

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Parallelhybrid und seriell Hybrid: Antriebssysteme mit optimalen Wirkungsgrad

Grundsätzlich gibt es für Schiffsantriebe zwei Möglichkeiten, ein dieselelektrisches Antriebssystem zu gestalten. Der Parallelhybrid, bei dem Diesel- und Elektromotoren synchron geschaltet werden um die volle Leistung zu erreichen, kommt nur noch gelegentlich zum Einsatz. Stand der Technik ist der serielle Hybrid, bei dem der Elektromotor alleine den Antrieb der Schrauben übernimmt. Der Verbrennungsmotor treibt dabei den Generator an, der die elektrische Energie bereitstellt. Er kann durch seine komplette Entkopplung vom Fahrantrieb dabei in einem sehr guten Wirkungsgrad betrieben werden. Außerdem bietet die serielle Variante die Möglichkeit, das Schiff vollelektrisch und damit mit Null Emissionen anzutreiben, was sich besonders bei Hafenfahrten lohnt. Im Parallelhybrid wäre dies nur mit einem weiteren Dieselgenerator mit allen daraus folgenden Kosten, z.B. für Partikelfilter, möglich.

Dieselelektrischer Antrieb Schema

Beispiel für den Aufbau eines dieselelektrischen Systems, das Kosten senkt und Emissionen reduziert

30% weniger Dieselverbrauch bei deutlich höherer Leistung

Küstenarbeitsschiff Trischen

Hybride Marine-Power von Baumüller

Wirtschaftlich und leistungsfähig sollte es sein, das neue Schiff, mit einem maximalen Tiefgang von 1,05 Meter für den Einsatz im Wattenmeer. Die Integration eines dieselelektrischen Antriebssystems macht die Trischen leistungsstark bei niedrigem Kraftstoffverbrauch und geringem Emissionsausstoß.

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Dieselelektrisch: die Vorteile

Kombination High-Torque-Motor und DieselantriebDer DST2-High-Torque-Motor wird bei einem dieselelektrischen Antrieb als elektrischen Fahrmotor genutzt und von einem Dieselmotor gespeistZahlreiche Vorteile machen die Kombination aus Dieselmotor und Elektromotor besonders attraktiv für Schiffsantriebe. So können neben einer deutlichen Verringerung des Kraftstoffverbrauchs, auch Lärm und Vibrationen reduziert werden.

Die Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades durch Leistungsreduzierung des Dieselmotors, also der Fahrt im optimalen Drehzahlbereich, spart Treibstoff. Der elektrische Betrieb hat aber noch einen weiteren Vorteil: Die verbesserte Manövrierfähigkeit, die sich durch das konstante Drehmoment der Elektromotoren ergibt. Schon bei geringen Drehzahlen steht das volle Moment zur Verfügung, das zahlt sich aus, beim Manövrieren im Hafen oder beim An- und Ablegen.

System-Know-how

Baumüller bringt in seinen Antriebssystemen für Schiffe vorwiegend Synchronmotoren zum Einsatz. Diese punkten mit geringer Baugröße und vergleichsweise niedrigem Gewicht und vor allem einem hohen Wirkungsgrad. Sie eignen sich damit besonders gut für den mobilen Einsatz.

Komplettlösung für dieselelektrisches AntriebssystemDie System-Engineering Experten von Baumüller erstellen Komplettlösungen für dieselelektrische Antriebssysteme

Weit über die Komponenten hinaus ist Baumüller außerdem Systempartner. Die System-Engineering Experten von Baumüller erstellen zusammen mit Partnern wie z.B. Batterieherstellern, Komplettlösungen für das Antriebs- und Automatisierungssystem und statten das Schiff u.a. unter Verwendung von hauseigenen Torquemotoren, Umrichtern und Steuerungen aus. Die Baumüller-Komplettlösung umfasst dabei Elektromotoren, Umrichter, skalierbare Lithium-Ionen Batterien mit Energiemanagementsystem, Schaltschränke, Strahlruder- und Propellersteuerungen.

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