Hybride Marine-Power von Baumüller
30% weniger Dieselverbrauch bei deutlich höherer Leistung
Seit einigen Monaten ist ein neues Arbeitsschiff an der Nordseeküste unterwegs: die Trischen. Wirtschaftlich, umweltfreundlich und rundherum mit neuester Technik ausgestattet, beweist das neue Küstenarbeitsschiff, dass alternative Schiffsantriebe längst an Bord angekommen sind.
„Wir haben alle Anforderungen erfüllt“, freute sich Olaf Deter, Geschäftsführer der Schiffbaugesellschaft SET, als die Trischen im Mai 2019 getauft wurde. Nach über dreißig Jahren sollte die alte Trischen abgelöst werden. Neu war nicht nur das Schiff, sondern auch die Anforderungen, die der Auftraggeber, der Landesbetrieb für Küstenschutz, Nationalpark und Meeresschutz des Landes Schleswig-Holstein (LKN.SH), SET stellte. Sowohl die Größe als auch die Leistung und die Wirtschaftlichkeit des Schiffes sollten beim Neubau optimal sein. Das dieselelektrische Antriebssystem, das SET in Zusammenarbeit mit dem Antriebs- und Automatisierungsspezialisten Baumüller in die Trischen integriert hat, trug einen erheblichen Teil zu diesem Erfolg bei.
►Effizienz in Sicht! Hybride oder elektrische Schiffsantriebe sind kein Hexenwerk – das müssen Sie beachten
Das Schiff: Im Einsatz für den Küstenschutz
Die Trischen ist an der schleswig-holsteinischen Nordseeküste und den vorgelagerten Inseln und Halligen im Küstenschutz im Einsatz. Hauptaufgabe der Trischen ist es, Küstenschutzanlagen und Entwässerungsanlagen instand zu halten, so dass das Wasser aus dem Landesinneren ungehindert abfließen kann und die Fahrrinnen für die Schifffahrt frei bleiben. Dazu saugt sie Wasser an, das dann mit Injektionspumpen über Düsen in abgelagerte Sedimente injiziert wird, um diese zu lösen und auszuspülen. Bis zu 40.000 Liter Wasser pro Minute wirbeln so den Schlick auf, der dann von der Strömung abtransportiert wird. Außerdem kann das Schiff als Schlepper, zum Materialtransport zu den Inseln und an die Deiche oder für andere Sondereinsätze genutzt werden. Ein ungewöhnlicher Einsatz war der Transport von Robben: Die Crew der Trischen hat einige Tiere aus einer Aufzuchtstation in die freie Wildbahn entlassen.
Wirtschaftlich und leistungsfähig sollte es sein, das neue Schiff, mit einem maximalen Tiefgang von 1,05 Meter für den Einsatz im Wattenmeer. Die Anforderungen an den Tiefgang konnte SET mit einer Verbreiterung des Rumpfes erfüllen. Die Integration eines dieselelektrischen Antriebssystems macht die Trischen leistungsstark bei niedrigem Kraftstoffverbrauch und geringem Emissionsausstoß.
Das Arbeitsschiff Trischen: Hybride Marine-Power von Baumüller
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Der Antrieb: effizient und emissionsarm
Das hochmoderne dieselelektrische Antriebssystem der Trischen besteht aus zwei ScanDiesel-Power-Units mit einer Leistung von jeweils 368 kW und zwei elektrischen Fahrmotoren. Für die Umsetzung des elektrischen Antriebs- und Pumpensystems war der Antriebsspezialist Baumüller zuständig, der zusammen mit SET bereits mehrfach erfolgreich dieselelektrische Schiffe aufs Wasser gebracht hat.
Eine der zwei ScanDiesel-Power-Units, die die Leistung für den elektrischen Zwischenkreis liefern
Die Dieselmotoren liefern eine Gesamtleistung von 736 kW, die über einen AC-DC-Wandler in einen Zwischenkreis eingespeist wird. Der Zwischenkreis und das Bordnetz sind dabei für zusätzliche Sicherheit redundant aufgebaut, das heißt, dass das Schiff beim Ausfall einer Komponente mit halber Leistung weiter betrieben werden kann. An diesem redundanten Gleichstromzwischenkreis hängen zwei elektrische Fahrmotoren und alle anderen Verbraucher des Schiffes wie zum Beispiel die Motoren für die Injektionspumpen mit einer Leistung von 380 kW und das gesamte Bordnetz.
Wertvoller Partner bei der Umsetzung war für SET das Baumüller Tochterunternehmen Baumüller Anlagen-Systemtechnik GmbH & Co. KG. Der Spezialist für alternative Marine-Antriebssysteme bringt langjährige Erfahrung in der 
Einer der zwei elektrischen Fahrantriebe vom Typ Baumüller-DST2, die aus dem Zwischenkreis gespeist werden und direkt die Propeller antreibenAusstattung von Schiffen mit und konnte so das gesamte Projekt von der Auslegung über die Programmierung des HMI und des Energiemanagements bis hin zur erfolgreichen Inbetriebnahme kompetent begleiten. Angetrieben wird die Trischen von zwei wassergekühlten Baumüller Torquemotoren vom Typ DST2 mit einer jeweiligen Leistung von 210 kW. Die Torquemotoren konnten angesichts des knappen Bauraums vor allem durch ihre hohe Leistungsdichte und große Kompaktheit punkten. Für die Pumpenmotoren fiel die Wahl auf wassergekühlte DS2-Synchronmotoren von Baumüller. Zudem kamen Komponenten von Danfoss und Omron zum Einsatz. Schaltschrankbau und Verdrahtung übernahm ebenfalls die Baumüller Anlagen-Systemtechnik, die mit einem speziellen Schaltschranklayout die ambitionierten Ziele hinsichtlich der Kompaktheit erfüllen konnte, da im Maschinenraum wenig Platz zur Verfügung stand. Nach der Programmierung der Steuerung und des Energiemanagements begleitete Baumüller SET als zentraler Ansprechpartner für die elektrische Antriebstechnik bis zur erfolgreichen Inbetriebnahme.
Dieselelektrisch: die Vorteile
Das Antriebssystem der Trischen ist ein serieller Hybridantrieb, bei dem die Dieselmotoren den Generator antreiben und die Elektromotoren direkt den Antrieb der Schiffsschrauben übernehmen. Der wichtigste Vorteil hierbei: Der Verbrennungsmotor wird stets im optimalen Wirkungsgrad bei minimalem Verbrauch und Schadstoffausstoß betrieben. So sinkt der Kraftstoffverbrauch im Vergleich zum herkömmlichen Dieselantrieb bei zusätzlich gesteigerter Leistung um 30 Prozent. Die zusätzliche Leistung erhöht die Arbeitsgeschwindigkeit deutlich, die neue Trischen kann so das Arbeitspensum von früher zwei bis drei Wochen nun schon in einer Woche erledigen. Eine moderate Marschfahrt des Schiffes ist schon mit nur einem Diesel möglich. Damit ist die neue Trischen im Vergleich mit ähnlichen Schiffen in Sachen Effizienz, Emissionen sowie Betriebs- und Wartungskosten ganz vorne mit dabei.
Aufbau des seriellen Hybridantriebssystems, das Kosten senkt und Emissionen reduziert
Deutlich verbessert hat sich außerdem die Manövrierfähigkeit. Zum einen, weil die „alte“ Trischen nur ein Ein-Schrauben-Schiff war und das neue Schiff zwei Propeller und ein Bugstrahlruder hat, zum anderen wegen des verbesserten Reaktionsverhaltens der Elektromotoren. Spezielle Softwarefunktionen machen es möglich, das Fahr- und Ansprechverhalten des Antriebssystems je nach Kundenwunsch oder für eine optimale Schonung der Mechanik anzupassen. Vor allem im Arbeitsmodus machen sich zudem die höhere Laufruhe und der niedrigere Geräuschpegel an Bord bemerkbar. „Das Schiff fährt sich einwandfrei, da fahren wir jeden Tag gern zur Arbeit“, freut sich Christian Thiel, der Kapitän der Trischen und lobt die Zuverlässigkeit des Antriebssystems.
Fazit: Alternativen lohnen sich
Die Umstellung von Arbeitsschiffen, Schleppern, Binnenschiffen und Yachten auf hybride Antriebssysteme ist kein Neuland mehr. Antriebsspezialisten wie die Baumüller Gruppe mit Sitz in Nürnberg haben über die letzten Jahre viel Erfahrung gesammelt und können mit verschiedenen Lösungen unterschiedlichste Anforderungen zielgerichtet erfüllen. 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.
