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Akkumulator- und Brennstoffzellennutzungfür ein lokal emissionsfreies Kanalschubboot in der Binnenschifffahrt

Ziele/Ideen

In der Schifffahrt wachsen die Anforderungen aus den Klimaschutzvorgaben in der letzten Zeit sehr schnell. Eine Umstellung auf emissionsarme Antriebe bzw. Energiespeicher ist eine Voraussetzung dafür, dass der Schiffsverkehr auf den Binnengewässern seinen notwendigen Beitrag zu den ambitionierten Klimaschutzzielen beitragen kann. Weiterhin werden Schiffsbe-treiber auch immer öfter durch die Kunden mit wachsenden Ansprüchen an die Umweltver-träglichkeit der Transporte konfrontiert.

Kurzbeschreibung

Akkumulator- und Brennstoffzellennutzungfür ein lokal emissionsfreies Kanalschubboot in der Binnenschifffahrt
Die Reduktion von Treibhausgas- und Geräuschemissionen in der Binnenschifffahrt lässt sich durch die Entwicklung innovativer elektrischer Antriebssysteme erreichen. Im Rahmen das Forschungsprojektes RiverCell/ Elektra wird für den Transport von Projektladung und Schüttgütern in Schubverbänden seitens der Technischen Universität Berlin und der Berliner Hafen- und Lagerhausgesellschaft mbh ein Schub-schiff mit hybrid-elektrischem Antriebsstrang entworfen. Dieses soll in einem Folgeprojekt gebaut, erprobt und in Dienst gestellt und somit eine Vorbildfunktion im Bereich des „Grünen Transportes“ darstellen. Neben den schiffstechnischen Heraufforderungen, wie der Auslegung des Antriebsstranges, des Ener-giesystemes sowie deren Integration in den dafür entwickelten Schiffskörper, haben auch Themen wie z.B. die notwendige Brennstoffinfrastruktur oder der Zulassungsprozess einen großen Anteil während des Entwurfsprozesses. Des Weiteren muss der Betrieb eines solchen Fahrzeuges sowohl an die Anforderung bezüglich der Transportaufgaben, aber auch auf die Randbedingungen des Energiesystemes angepasst werden. Im Falle des Schubschiffes ELEKTRA wird diesem Aspekt durch die Implementierung eines Fahrassistenten Rechnung getragen, welcher durch Routenplanung und aktueller Routenüberwachung den Energiebedarf überwachen und simulieren kann. Somit können Vorhersagen für Reichweite und Fahrzeiten getroffen werden und in Kombination mit einem Energie-Management-Systems einen sichern und erfolgreichen Betrieb gewährleisten.

Resultate

Ausgehend von den Ergebnissen des derzeit laufenden F&E-Projektes RiverCell/ELEKTRA wird die technische Auslegung zunächst wissenschaftlich validiert und die energietechnischen Anforderungen an den Demonstrator, d.h. Schubboot unter realen Einsatzbedingungen mit vorgekoppeltem Schubleichter, komplettiert. Hier muss zuerst das Verhältnis bei der Dimensi-onierung der Brennstoffzellen und Akkumulatoren untersucht werden. Zu diesem Zweck wird vor allem das Verhältnis der Strombereitstellung für den Antrieb durch NT- und HT-PEM-Brennstoffzellen und Akkumulatoren mittels Simulation variiert, um das bestmögliche Zu-sammenwirken im Betrieb bzgl. der Wirtschaftlichkeit zu erzielen. Die durchzuführenden Si-mulationen werden während der Erprobungszeit für den letztendlich gewählten Brennstoff-zellentyp validiert. Für die Bauvergabe des Versuchsträgers, d.h. Schubboot während der In-betriebnahme des neuartigen Antriebsystems bis zur Ablieferung, werden entsprechende Aus-schreibungsunterlagen angefertigt und der Ausschreibungstext formuliert. Nach der Vergabe des Neubauauftrages werden die Bauwerft und die Zulieferer durch die Antragsteller auf-grund der besonderen Spezifikationen des innovativen Versuchsträgers fachlich unterstützt, koordiniert und überwacht. Die Genehmigung und Abnahme des Versuchsträgers sowie des-sen Inbetriebnahme werden in Abstimmung mit den Behörden geplant und koordiniert. Nach einer erfolgreichen Inbetriebnahme wird der Versuchsträger zunächst im regionalen und über-regionalen Schiffsbetrieb ohne Schubleichter erprobt. Hierbei werden Leistungs- und Fahrda-ten gemessen und analysiert. Mittels der aufgenommenen Messdaten werden die im Entwurf getroffenen Annahmen überprüft, die entwickelten Methoden validiert und Korrekturen bzw. Justierungen vorgenommen.

Einreicher

Entwurf und Betrieb Maritimer Systeme, Technische Universität Berlin Herr Prof. Dr.-Ing. Gerd Holbach Salzufer 17-19, 10587 Berlin gerd.holbach@tu-berlin.de +49 / (0)30 314 214 17www.marsys.tu-berlin.de

Partner

Berliner Hafen- und Lagerhausgesellschaft mbH: Partner

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