HANSA 10-2017

Schiffstechnik | Ship Technology
Hybrid ist nur ein Schritt
Dank Hybridtechnologie ist die Fährverbindung zwischen Dänemark und Deutschland
sauberer und effzienter geworden. Hybrid ist jedoch nur ein Schritt auf dem Weg zum Ziel
der emissionsfreien Verbindung. Von Felix Selzer
Ein Jahr ist die »Berlin« mit Kapazitäten
für 460 Pkw oder 96 Lkw sowie
1.300 Passagiere der Reederei Scandlines
nun zwischen Rostock und Gedser in Betrieb.
Nach einer Neukonzeptionierung
des Antriebs der Fähren »Berlin« und
»Copenhagen« fährt Scandlines auf der
Route nun mit Hybridtechnologie – mittlerweile
mit Erfolg. »Die Kinderkrankeiten
sind ausgeräumt aber die Erprobung
und Weiterentwicklung der Technik gehen
weiter«, sagt Kapitän Jörg Ellner.
Eine Stunde und 45 Minuten dauert
eine Fahrt, nach 15 Minuten im Hafen
geht es wieder auf See. In Rostock muss
das Schiff zudem einmal komplett gedreht
werden. Volle Kraft kann für rund 50 Minuten
gefahren werden. Daraus ergibt
sich ein diversifiziertes Lastprofil für die
Motoren. Die Dieselgeneratoren auf einer
konventionellen, dieselelektrisch betriebenen
Fähre liegen hier zwischen 40 und
55% auf See und 8 bis 9% im Hafen. »Ein
Dieselmotor unter 70% läuft aber nicht
effzient«, sagt Ellner. Auf der »Berlin«
liegt die Auslastung der Dieselmotoren
konstant zwischen 85 und 90%, sowohl
auf dem offenen Meer als auch im Hafen.
Möglich macht das das Hybridsystem.
Weil dieses auf »Berlin« und »Copenhagen«
nicht von Anfang an eingeplant
war, ist der Aufbau etwas speziell. Einer
der drei Motoren, die über das Getriebe
den mittleren Hauptpropeller antreiben,
kann zusätzlich zur Stromerzeugung und
damit für das Laden der Batterien genutzt
werden. Zusätzlich versorgt ein normaler
Diesel-Generator-Satz das Bordnetz und
lädt bei Bedarf die Batterien mit, kontrolliert
durch die Siemens-Steuerung.
Bei niedriger Last wird die überschüssige
Energie der Hauptmaschinen in den
Batterien gespeichert. Bei kurzzeitigen
Lastspitzen, z.B. beim Manövrieren im
Hafen, wird die gespeicherte Energie für
die beiden Azipull-Antriebe von Rolls-
Royce, jeweils angetrieben von einem
3.500 kW-Elektromotor, am Heck und für
die Bugstrahler genutzt, erreicht aber auch
alle anderen elektrischen Verbraucher. Im
Hafen läuft nur noch ein Diesel und das
Electrical Supply System (ESS). »Was die
Maschine nicht leisten kann, wird von der
Batterie zugebuttert«, erklärt Ellner.
Der Verstellpropeller wird auf See zugekoppelt,
wenn das Schiff die Reisegeschwindigkeit
von 21 bis 23 kn erreichen
muss. Die Elektromotoren der Azipull-
Antriebe können auch nur über das Batteriesystem
mit Energie versorgt werden.
Im Falle eines Maschinenausfalls könnte
das Schiff so für 30 Minuten rein elektrisch
betrieben werden und manövrierfähig
bleiben.
Zum Einsatz kommen Caterpillar-Diesel
vom Typ MaK 9M32CCR mit 4.500 kW.
Zwei treiben über ein Getriebe den zentralen
Verstellpropeller mit 3,5 m Durchmesser
an. Am Getriebe hängt auch der
Dritte 4.500 kW-Diesel mit Generator und
speist bei Bedarf die Batterie. An Bord sind
hier zwei sogenannte Arrays. Array 1 besteht
aus sechs »Packs« bestehend aus jeweils
21 Batterien, Array 2 aus fünf solcher
»Packs«, 231 Batterien insgesamt also. »Jedes
Pack und jedes Array hat sein eigenes
Steuerungssystem«, erklärt Chief Juri
Keppler und rechnet vor: »Jedes Pack liefert
eine Spannung von 48 V, das macht
pro Pack 1.080 V. Alles in Reihe geschaltet
erhalten wir eine Batteriespannung von
6.600 V und eine Leistung von 4,5 MWh.«
Die Batterien kommen vom kanadischen
Hersteller Corvus Energy, die Steuerungsund
Kontrolltechnik von Siemens. Das Unternehmen
zeichnet für das gesamte Powermanagement
verantwortlich, darunter
fällt auch das Energiemanagement für die
Hotellasten. Siemens übernahm außerdem
das Kabel-Engineering an Bord.
Für einen geringeren Verbrauch ist
auch der Rumpf der Fähre optimiert worden.
Weil die maximale Wassertiefe im
Revier nur 24 m beträgt, kommt bei einem
Tiefgang von 5,30 m der Schallow
Water Effect besonders zum Tragen.
Das Hybridkonzept der »Berlin«
Das ESS steuert Energiespeicherung und Versorgung
der elektrischen Verbraucher
Fotos: Felix Selzer
50 HANSA International Maritime Journal – 154. Jahrgang – 2017 – Nr. 10