Description succincte
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Documents annexés
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Objectifs du projet
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- Entwicklung eines neuen, vollhybriden Antriebs- und Energiesystem für Fahrgastschiffe in Bezugnahme eines neuen, systemischen Ansatzes.
- Umsetzung und ausführliche Erprobung des neu entwickelten Antriebs- und Energiesystem am neuen Fahrgastschiff der Schifffahrtsgesellschaft des Vierwaldstättersees (Projektname MS2017).
- Reduktion des Treibstoffverbrauchs bei Fahrgastschiffen um bis zu 17% (im Vergleich zu einem konventionellen Antriebssystem) und Downsizing relevanter Komponenten (v.a. Dieselmotoren), dank optimaler Abstimmung und Vernetzung aller Energieerzeuger und Energieverbraucher.
- Entwickeln allgemein gültiger Regel- und Steueralgorithmen, sowie Erarbeiten von Grundlagen für die Auslegung von Komponenten, mit dem Ziel der einfachen Anwendbarkeit auf andere Schiffe.
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Résumé des résultats (Abstract)
(Allemand)
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Bei Neuentwicklungen oder grösseren Umbauten von Binnenschiffen wird dem Energieverbrauch des Antriebs und der Bordsysteme immer grössere Aufmerksamkeit geschenkt. Bei konventionellen Schiffen muss die Leistung jedes Antriebsmotors oder Generators auf die maximal mögliche Spitzen-leistung ausgelegt werden. Dadurch sind die Wirkungsgrade der meist verwendeten Dieselmotoren im Kursbetrieb, mit sehr vielen transienten Vorgängen, nicht optimal sind.
Das in den Zwischenberichten 1 bis 2b [1] [2] [3] zu diesem Projekt [4] ausführlich beschriebene, hybride Energie- und Antriebssystem ermöglicht es bedeutend kleinere Komponenten in Kombination mit einem Energiespeicher (zum Brechen der trotzdem vorhandenen Spitzenlasten) zu verwenden. Durch die Ei-genheiten dieser Systemarchitektur, welche auf die Vernetzung aller möglichen Erzeuger und Verbrau-cher setzt, steigt die Effizienz aller wichtigen und jeweils optimierten Komponenten signifikant (Peak-Shaving-Konzept). Dadurch können sowohl Betriebs- wie auch Wartungskosten und die damit verbun-denen Abgas- und CO2-Emissionen erheblich gesenkt werden.
Dieser finale, sich v.a. auf eine längerfristige Messkampagne konzentrierenden Schlussbericht zeigt Treibstoffeinsparungen gegenüber Vergleichsschiffen, auf der gleichen oder ähnlichen Fahrstrecke von ca. 20-25%. Zu diesen Kosteneinsparungen können Einsparungen der Wartungskosten addiert werden.
Wegen der hohen Relevanz der sich an Bord befindlichen Komforteinrichtungen (HLK und Eventküche), wird das entsprechende Verhalten dieser Systeme besonders beleuchtet. Dabei kann festgestellt wer-den, dass in Bezug auf das HLK-System, bzw. dessen Regelung bedeutendes Optimierungspotential vorhanden ist (Bsp. Aufheiz-, Abkühlprozesse sowie Luftwechsel). Diese Optimierungen und die dank grosser Parametervariabilität vorhandenen Möglichkeiten beim hybriden Energie- und Antriebssystem des MS Diamant (Pilotschiff), lassen weitere Verbesserungen im zukünftigen Betrieb erhoffen (siehe dazu die Ausführungen unter 5).
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Résumé des résultats (Abstract)
(Anglais)
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When inland vessels are either overhauled or designed from scratch, the close evaluation and specific optimization of their energy consumption from onboard systems as well as propulsion is increasingly 3/43 Projekt 050, Martin Einsiedler, Shiptec AG important. On conventional ships, the rated power of every propulsion engine or generator must corre-spond to required peak power. For vessels that operate intensive, timetabled services and are only equipped with conventional diesel engine, this creates a degree of energy inefficiency due to suboptimal transient processes.
The hybrid energy and propulsion system described in detail in the interim reports 1 to 2b [1] [2] [3] for this project [4] allows the use of significantly smaller components in combination with an energy storage system. This makes it possible to break peak demand and more evenly distribute energy use/production. The system architecture is designed to maximize the energy efficiency of all components and improve the full integration of power producers and consumers. This enables a reduction of operation costs and maintenance expenses, while significantly lowering CO2 emissions.
This final report, which focuses mainly on a longer-term measurement campaign, shows fuel savings of approx. 20-25% compared to comparable ships on the same or similar operation. Savings in mainte-nance costs can be added to these cost savings.
Due to the high relevance of the comfort equipment on board (HVAC and event kitchen), the corre-sponding behavior of these systems is particularly highlighted.
It can be determined that there is a sig-nificant potential for optimization with regard to the HVAC system and its controller (e.g. heating and cooling processes as well linked air exchange). These optimizations and thanks to the great parameter variability in the hybrid energy and propulsion system of the MS Diamant (pilot ship), gives all possibili-ties for further improvements in future operation (see the comments under 5).
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Résumé des résultats (Abstract)
(Français)
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Dans le cas de nouveaux développements ou de transformation/rénovation importantes de bateaux de navigation intérieure, une attention croissante est accordée à la consommation d'énergie des systèmes de propulsion et de bord. Sur les navires conventionnels, la puissance de chaque moteur de propulsion ou générateur doit être conçue pour la puissance de crête maximale possible, ce qui signifie que le rendement des moteurs diesel les plus couramment utilisés n'est pas optimal lorsqu'ils fonctionnent sur le cours, avec de très nombreux processus transitoires.
Le système hybride d'énergie et de propulsion décrit en détail dans les rapports intermédiaires 1 à 2b [1] [2] [3] pour ce projet [4] permet l'utilisation de composants plus petits en combinaison avec un sys-tème de stockage d'énergie (pour briser les charges de pointe qui sont néanmoins présentes). En raison des caractéristiques de cette architecture de système, qui repose sur la mise en réseau de tous les générateurs et consommateurs possibles, l'efficacité de tous les composants importants et respective-ment optimisés augmente considérablement (concept d'écrêtage des pointes). Ainsi, les coûts d'exploi-tation et d'entretien, ainsi que les émissions de gaz d'échappement et de CO2 qui y sont liées, peuvent être réduits de manière significative.
Ce rapport final, qui se concentre principalement sur une campagne de mesure à plus long terme, montre des économies de carburant d'environ 20 à 25 % par rapport à des navires comparables sur les mêmes routes ou des routes similaires. A ces économies de coûts peuvent s'ajouter des économies sur les coûts de maintenance.
En raison de la grande importance des équipements de confort à bord (CVC et cuisine événementielle), le comportement correspondant de ces systèmes est particulièrement mis en évidence. On peut cons-tater qu'il existe un potentiel d'optimisation important en ce qui concerne le système CVC et sa régula-tion (p. ex. processus de chauffage et de refroidissement et échange d'air). Ces optimisations et les possibilités offertes par le système hybride d'énergie et de propulsion du MS Diamant (projet pilote) grâce à la grande variabilité des paramètres, font espérer de nouvelles améliorations dans l'exploitation future (voir les commentaires sous 5).
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Publications / Résultats
(Allemand)
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Documents annexés
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