DE102009015198A1

DE102009015198A1 - A method for determining in real time a momentary energy transfer size of a ship

Info

Publication number: DE102009015198A1
Application number: DE200910015198
Authority: DE
Inventors: Gerd-Michael Dr. Würsig; Malte Freund
Original assignee: GERMANISCHER LLOYD AG
Current assignee: FREUND, MALTE, DR.-ING., DE; WUERSIG, GERD-MICHAEL, DR., DE
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-10-14
Also published as: WO2010112195A2; WO2010112195A3

Abstract

Um ein Verfahren zum Bestimmen in Echtzeit mindestens einer momentanen Energieumsatzgröße (5, 6) eines mit mindestens einer Antriebsvorrichtung (7) versehenen Schiffs, umfassend eine Messung mindestens einer momentanen Betriebskenngröße (2, 3) des Schiffes sowie eine Auswertung der gemessenen Betriebskenngröße (2, 3) in Echtzeit, anzugeben, welches einen möglichst geringen messtechnischen Aufwand beinhaltet und zudem einfach verschiedene Schiffstypen angepasst werden kann, wird vorgeschlagen, dass die Betriebskenngröße (2, 3) eine Leistungsausgangsgröße (2, 3) mindestens einer Antriebsvorrichtung (7) ist, wobei die Auswertung unter Zugrundelegung eines mathematischen Modells (1) der Antriebsvorrichtung (7) und/oder wesentlicher Verbraucher des Schiffs durchgeführt wird.A method for determining in real time at least one instantaneous energy conversion variable (5, 6) of a ship provided with at least one drive device (7) comprising a measurement of at least one instantaneous operating characteristic (2, 3) of the ship and an evaluation of the measured operating characteristic (2, 3) in real time, which involves the least possible metrological effort and also can be easily adapted to different types of ships, it is proposed that the operating characteristic (2, 3) is a power output (2, 3) at least one drive device (7) the evaluation is carried out on the basis of a mathematical model (1) of the drive device (7) and / or essential consumers of the ship.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen mindestens einer momentanen Energieumsatzgröße eines mit mindestens einer Antriebsvorrichtung versehenen Schiffs, umfassend eine Messung mindestens einer momentanen Betriebskenngröße des Schiffes sowie eine Auswertung der gemessenen Betriebsgröße.The The present invention relates to a method for determining at least a momentary energy conversion size of a comprising at least one drive device provided ship a measurement of at least one current operating characteristic of the ship and an evaluation of the measured farm size.

Nachstehend umfaßt der Begriff Antriebsvorrichtung sowohl eine Maschine, die den Schiffspropeller antreibt, als auch jedes Hilfsaggregat an Bord des Schiffes.below the term drive device includes both a machine, which propels the propeller, as well as any auxiliary unit on board the ship.

Mit einem gattungsgemäßen Verfahren wird üblicherweise als Energieumsatzgröße ein Brennstoffverbrauch oder ein Abwärmefluss bestimmt. Dies erfolgt gemäß Stand der Technik durch eine direkte Messung des Brennstoffflusses als momentane Betriebskenngröße, beispielsweise mit Hilfe von Flügelradzählern. Die direkte Messung der Volumenströme der unterschiedlichen Brennstoffarten an Bord ist jedoch mit Nachteil aus verschiedenen Gründen technisch schwierig. Beispielsweise ist eine Messung mit Flügelradzählern von der Temperatur und Viskosität des Brennstoffs abhängig. Die auf Schiffen üblicherweise eingesetzten Brennstoffe, also insbesondere Schweröl (HFO) und Marinedieselöl (MDO) liegen zudem meist inhomogen im Tank vor. Ferner werden die Brennstoffe üblicherweise ständig zirkuliert, wobei nur ein Teil des zirkulierenden Brennstoffs an die Maschine abgegeben wird. Um den zur Verbrauchsmessung allein ausschlaggebenden Anteil, der tatsächlich an die Maschine abgegeben wird, zu messen, muss etwa jeweils ein Flügelradzähler sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts des Kraftstoffeinlasses angebracht werden. Eine Messung des Brennstoffvolumenflusses, der den Verbrauch angibt, muss dann anhand einer Differenzbildung mit den entsprechenden Fehlerquellen erfolgen.With A generic method is usually as an energy conversion quantity a fuel consumption or a waste heat flux. This is done according to state the technique by a direct measurement of the fuel flow as current operating characteristic, for example with Help of vane meters. The direct measurement the volume flows of different types of fuel on board, however, is disadvantageous for various reasons technically difficult. For example, a measurement with impeller meters depends on the temperature and viscosity of the fuel. The commonly used on ships fuels, ie in particular heavy fuel oil (HFO) and marine diesel oil (MDO) are also mostly inhomogeneous in the tank. Furthermore, the Fuels usually circulate constantly, with only a portion of the circulating fuel to the machine is delivered. To the only for consumption measurement crucial Proportion that is actually delivered to the machine, To measure, for example, must each be an impeller both upstream and downstream of the Fuel inlet are attached. A measurement of the fuel volume flow, which indicates the consumption must then be based on a difference done with the appropriate sources of error.

Die genannten Umstände machen auch Messungen, die die im Tank verbleibende Brennstoffmenge bestimmen, schwierig.The These circumstances also make measurements in the tank determine the remaining amount of fuel, difficult.

Die genannten Probleme der Messung machen zudem eine Anpassung der Messeinrichtungen an verschiedene Schiffstypen aufwendigThe In addition, the problems of the measurement mentioned make an adaptation of the measuring devices elaborate on different types of ships

Die US 2007/0143090 A1 beschreibt ein System zum Untersuchen des Leistungsmanagements eines Schiffes, wobei dieses System sowohl die Maschinendaten als auch die elektrischen Daten beeinflussen kann. Dazu ist eine Simulationseinrichtung vorgesehen, die ein simuliertes Leistungs-Verbrauchsystem und ein simuliertes Leistungs-Erzeugungsmodul darstellt, wobei die simulierten Daten mit den tatsächlichen Daten verglichen werden. Durch Vergleich wird festgestellt, ob die simulierten Daten mit den tatsächlichen Daten übereinstimmen. Bei dem bekannten System werden neben Maschinendaten und elektrischen Leistungsdaten auch Umgebungsdaten und daraus resultierende lokale Kräfte berücksichtigt. Der Simulator gemäß dem Stand der Technik ermöglicht es, die Eingangsdaten unabhängig von den tatsächlichen Schiffsdaten zu bearbeiten und zu berechnen, wonach anschließend die tatsächlichen Schiffsdaten verändert und optimiert werden können. Das bekannte System betrifft somit ein Hilfsmittel zum Überprüfen von Leistungsregeleinrichtungen an Bord. Es eignet sich jedoch nicht zur Messung von Energieumsatzgrößen des Schiffes in Echtzeit.The US 2007/0143090 A1 describes a system for examining the power management of a ship, which system can affect both the machine data and the electrical data. For this purpose, a simulation device is provided, which represents a simulated power consumption system and a simulated power generation module, wherein the simulated data is compared with the actual data. By comparison, it is determined if the simulated data matches the actual data. In the known system, environmental data and resulting local forces are taken into account in addition to machine data and electrical performance data. The simulator according to the prior art makes it possible to process and calculate the input data independently of the actual ship data, after which subsequently the actual ship data can be changed and optimized. The known system thus relates to an aid for checking power control devices on board. However, it is not suitable for the measurement of energy quantities of the ship in real time.

Die WO 2007/017908 beschreibt ein System zum Erzeugen eines Simulationsmodells eines Schiffes, das zur Optimierung des Brennstoffverbrauchs vorgesehen ist. Zunächst wird ein errechnetes Simulationsmodell des Schiffes aufgrund von vorgegebenen Angaben erzeugt. In dem bekannten Simulationsmodell werden mehrere Gleichungen berücksichtigt, unter anderem Gleichungen, die die Maschinendaten und die Grundkomponenten bzw. Strukturen des Schiffes angeben. Aus diesen Daten werden dann gemäß Stand der Technik die Werte berechnet, um den Brennstoffverbrauch des Schiffes zu optimieren, wobei die simulierten Parameter mit den vorgegebenen Parametern verglichen werden. Das bekannte System soll dazu dienen, bereits in der Konstruktionsphase eines Schiffes die Betriebsparameter zu optimieren. Eine Messung von Energieumsatzgrößen des Schiffes im Betrieb in Echtzeit ist nicht vorgesehen.The WO 2007/017908 describes a system for generating a simulation model of a ship intended to optimize fuel consumption. First, a calculated simulation model of the ship is generated based on given information. In the known simulation model, several equations are considered, including equations that specify the machine data and the basic components or structures of the ship. From these data, the values are then calculated according to the prior art in order to optimize the fuel consumption of the ship, wherein the simulated parameters are compared with the predetermined parameters. The known system is intended to optimize the operating parameters already in the design phase of a ship. A measurement of energy quantities of the ship in real-time operation is not provided.

Da die momentanen Energieumsatzgrößen wie Brennstoffverbrauch und Abwärmefluss von entscheidender Bedeutung für die Zustandsüberwachung eines Schiffes während der Fahrt sind, besteht ein Bedarf einem Verfahren, welches die Bestimmung von Energieflüssen in Echtzeit mit geringem Aufwand, möglichst wenigen, messtechnisch leicht zu ermittelnden Eingangsgrößen ermöglicht und zu dem einfach an unterschiedlichste Schiffstypen anpassbar ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein derartiges Verfahren vorzuschlagen.There the current energy sales quantities such as fuel consumption and waste heat flow crucial for the condition monitoring of a ship during When driving, there is a need for a method which the Determination of energy flows in real time with low Effort, as few as possible, easily to be measured Allows input variables and to the easily adaptable to different types of ships. task The present invention is to propose such a method.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, indem die Betriebskenngröße eine Leistungsausgangsgröße mindestens einer Antriebsvorrichtung ist, wobei die Auswertung unter Zugrundelegung eines mathematischen Modells der Antriebsvorrichtung und/oder wesentliche Verbraucher des Schiffs durchgeführt wird. Erfindungsgemäß kann mit Vorteil eine aufwendige, mit den oben beschriebenen technischen Problemen behaftete direkte Messung des Brennstoffverbrauchs oder der Abwärme entfallen. Stattdessen wird anhand technisch wesentlich einfacher messbarer Parameter betreffend einen Leistungsausgang beispielsweise der Hauptmaschine unter Hinzuziehung eines mathematischen Modells auf eine momentane Energieumsatzgröße zurückgeschlossen. Das mathematische Modell kann erfindungsgemäß empirische und/oder theoretische Parameter und Zusammenhänge aller relevanten Systeme an Bord des Schiffs beinhalten. Eine Anpassung des Modells an unterschiedliche Schiffstypen ist durch einfaches Anpassen von Parametern, beispielsweise auf Softwareebene, möglich. Die als Eingröße dienenden Messwerte von Leistungsausgangsgrößen liegen bei üblichen Schiffen bereits in einer Form vor, die eine weitere Auswertung anhand des mathematischen Modells technisch problemlos realisierbar macht.The above object is achieved according to the invention in a method of the type mentioned, in that the operating parameter is a power output variable of at least one drive device, the evaluation being carried out on the basis of a mathematical model of the drive device and / or essential consumers of the ship. According to the invention can advantageously account for a complex, afflicted with the technical problems described above direct measurement of fuel consumption or waste heat. Instead, it is concluded on the basis of technically much easier measurable parameters relating to a power output, for example, the main engine with the aid of a mathematical model on a momentary energy conversion variable. According to the invention, the mathematical model may include empirical and / or theoretical parameters and relationships of all relevant systems on board the ship. An adaptation of the model to different ship types is possible by simply adjusting parameters, for example at the software level. The measuring values of power output variables serving as inputs are already available in a form for conventional ships, which makes further evaluation technically feasible without problems on the basis of the mathematical model.

Insbesondere ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die momentane Energieumsatzgröße ein Brennstoffverbrauch und/oder ein Abwärmefluss.Especially is the instantaneous in the inventive method Energy sales size a fuel consumption and / or a waste heat flow.

In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die Leistungsausgangsgröße eine elektrische Leistungsgröße mindestens eines von der/den Antriebsvorrichtung(en) angetriebenen elektrischen Generators und/oder eine mechanische Betriebskenngröße mindestens einer Antriebsvorrichtung. Messungen der mechanischen und elektrischen Ausgangsleistung sind technisch erheblich einfacher durchführbar als eine direkte Messung des Brennstoffdurchsatzes. Zudem werden diese Größen üblicherweise auf Schiffen ohnehin in Echtzeit gemessen. Die genannten Größen können im Rahmen der Erfindung sowohl für eine Hauptmaschine als auch für Hilfs- und Nothafendieselaggregate gemessen werden und zur Bestimmung der gewünschten Energieumsatzgröße anhand des mathematischen Modells herangezogen werden.In advantageous embodiment of the invention Method includes the power output an electrical output of at least one driven by the / the drive device (s) electric generator and / or a mechanical operating characteristic at least a drive device. Measurements of mechanical and electrical Output power is technically much easier to carry out as a direct measurement of fuel flow. In addition, will be these sizes usually on ships measured in real time anyway. The sizes mentioned can in the context of the invention both for a Main engine as well as for auxiliary and emergency diesel generators be measured and to determine the desired energy conversion size be used on the basis of the mathematical model.

Zweckmäßigerweise ist in Ausgestaltung der Erfindung die mechanische Betriebskenngröße eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment. Sowohl Drehzahl als auch Drehmoment werden bei modernen Schiffen in Echtzeit gemessen, so dass die genannten Größen als Eingang für das erfindungsgemäße mathematische Modell zwecks Auswertung zur Bestimmung der gewünschten Energieumsatzgröße herangezogen werden können. Die Kenntnis einer gemessenen Drehzahl und des gemessenen Drehmoments ermöglicht zudem mit Vorteil die Berechnung einer mechanischen Momentanleistung, welche ihrerseits innerhalb des mathematischen Modells zur Berechnung eines momentanen Brennstoffverbrauchs oder einer momentanen Abwärmeleistung benutzbar ist.Conveniently, is in an embodiment of the invention, the mechanical operating characteristic a speed and / or torque. Both speed and Torque is measured on modern ships in real time, so that the mentioned sizes as input for the mathematical model according to the invention in order Evaluation for determining the desired energy conversion size can be used. The knowledge of a measured Speed and the measured torque also allows Advantageously, the calculation of a mechanical instantaneous power, which in turn within the mathematical model for calculation a current fuel consumption or a momentary waste heat output is usable.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die elektrische Leistungskenngröße eine elektrische Wirkleistung und/oder eine elektrische Scheinleistung. Die genannten Größen können im Rahmen der Erfindung technisch problemlos ermittelt werden und stehen üblicherweise bei modernen Schiffen ohnehin als Messgrößen zur Verfügung. Erfindungsgemäß ist es besonders günstig, wenn die genannten elektrischen Größen für alle an Bord des Schiffes befindlichen Aggregate, also sowohl die Hauptmaschine als auch sämtliche Hilfsmaschinen, gemessen werden, um als Eingangsgröße für das mathematische Modell zwecks Berechnung der gesuchten Energieumsatzgröße zu fungieren. Die gemessene Wirkleistung kann in dem mathematischen Modell direkt als Bilanzgröße behandelt werden.In further advantageous embodiment of the invention Procedure is the electrical performance characteristic an electrical active power and / or an electrical apparent power. The sizes mentioned may be in the context the invention are technically easily determined and are usually in modern ships anyway as measured variables for Available. It is particular according to the invention favorable if the said electrical quantities for all on board the ship aggregates, ie both the main engine and all auxiliary machinery, be measured as an input to the mathematical model for the purpose of calculating the required energy conversion quantity to act. The measured active power can be in the mathematical Model can be treated directly as a balance sheet size.

Eine andere günstige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass Umgebungsparameter, insbesondere eine Luftfeuchte und/oder eine Lufttemperatur und/oder Seewassertemperatur und/oder eine Kühlwassertemperatur und/oder eine Luftfeuchte im Maschinenraum und/oder eine Lufttemperatur im Maschinenraum und/oder eine Ladelufttemperatur und/oder ein Ladeluftdruck und/oder eine Kühlwassertemperatur am Ladeluftkühlergemessen werden und bei der Auswertung berücksichtigt werden. Im Rahmen der Erfindung können die genannten Umgebungsparameter in das mathematische Modell einfließen, um die rechnerische Bestimmung der gesuchten Energieumsatzgröße anhand der gemessenen Leistungsausgangsgrößen zu verfeinern.A another favorable embodiment of the invention provides that environmental parameters, in particular a humidity and / or an air temperature and / or seawater temperature and / or a cooling water temperature and / or a humidity in the engine room and / or an air temperature in the engine room and / or a charge air temperature and / or a charge air pressure and / or a cooling water temperature at the charge air cooler and be taken into account in the evaluation. in the Within the scope of the invention, the mentioned environmental parameters into the mathematical model, to the mathematical model Determination of the sought energy conversion value to refine the measured power output variables.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird noch verbessert, wenn in dem mathematischen Modell der Antriebsvorrichtung eine Anzahl spezifischer Bezugs-Brennstoffverbrauchswerte hinterlegt ist, welche einer ansprechenden Anzahl Wertepaare für Leistung und Drehzahl innerhalb eines, insbesondere vom Hersteller des Antriebsvorrichtung, ermittelten Kennfelds bei, insbesondere durch eine Norm, vorgegebenen Bedingungen hinsichtlich Luftdruck und/oder Umgebungstemperatur und/oder Seewassertemperatur und/oder Ladelufttemperatur und/oder Ladeluftdruck zugeordnet ist. Häufig geben Maschinenhersteller spezifische Verbrauchswerte, also den Kraftstoffverbrauch in Gramm je erzeugter Kilowattstunde mechanischer Energie, zur Charakterisierung der Maschine an. Die Angabe erfolgt im Einklang mit internationalen Standards, beispielsweise der ISO 3046-1 , bei Normbedingungen. Die Normbedingungen betragen beispielsweise gemäß der zitierten Norm 1 bar Luftdruck, 45°C Umgebungstemperatur sowie eine Seewassertemperatur von 32°C. Die erfindungsgemäß in dem Modell hinterlegten spezifischen Bezugs-Brennstoffverbrauchswerte können in einer Matrix innerhalb des Modells abgelegt sein, wobei beispielsweise die Leistung in Zeilen und die Drehzahl in Spalten angegeben ist. Zwischen den auf diese Weise tabellierten Werten kann interpoliert werden, außerhalb der Werte kann im Rahmen der Erfindung erforderlichenfalls extrapoliert werden. Die genannten Werte sollten sich zweckmäßigerweise, um eine Extrapolation zu vermeiden, innerhalb des vom Hersteller der Maschine vorgegebenen Kennfelds befinden und dieses möglichst gut abdecken. Anstelle von oder zusätzlich zu Herstellerangaben bezüglich des Kennfels kann das Kennfeld auch durch zuvor an einem Prüfstand ermittelte Meßdaten und/oder durch Literaturdaten und/oder anhand von Simulationen, insbesondere Kreisprozeßsimulationen, bestimmt werden.The method according to the invention is further improved if a number of specific reference fuel consumption values are stored in the mathematical model of the drive device, which corresponds to an appealing number of value pairs for power and rotational speed within a characteristic map determined by the manufacturer of the drive device, in particular by a standard, predetermined conditions with respect to air pressure and / or ambient temperature and / or seawater temperature and / or charge air temperature and / or charge air pressure is assigned. Often machine manufacturers give specific consumption values, ie the fuel consumption in grams per kilowatt hour of mechanical energy generated, for the characterization of the machine. The information is in accordance with international standards, such as ISO 3046-1 , under standard conditions. The standard conditions are, for example, according to the cited standard 1 bar air pressure, 45 ° C ambient temperature and a seawater temperature of 32 ° C. The specific reference fuel consumption values stored in the model according to the invention can be stored in a matrix within the model, wherein, for example, the power is given in rows and the rotational speed in columns. Interpolation can be made between the values tabulated in this way, outside the values can be extrapolated if necessary within the scope of the invention. The values mentioned should expediently be located within the characteristic diagram specified by the manufacturer of the machine in order to avoid extrapolation and should cover this as well as possible. Instead of or in addition to manufacturer information regarding the Kennfels the map can also be determined by previously determined on a test bench measurement data and / or by literature data and / or by means of simulations, especially cycle process simulations.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass zur Auswertung der Bezugs-Brennstoffsverbrauchswert in Abhängigkeit von gemessenen Umgebungsparametern anhand eines empirischen Zusammenhangs, insbesondere entsprechend einer Norm, in einen momentanen spezifischen Brennstoffverbrauchsfeld umgerechnet wird. Beispielsweise ist in der Norm ISO 3046-1 im Einzelnen anhand empirisch ermittelter tabellierter Parameter und Formeln angegeben, wie eine Anpassung der unter Normbedingungen ermittelten Werte für den spezifischen Verbrauch auf tatsächliche Umgebungsbedingungen erfolgen kann. Eine von den Erfindern vorgenommene Validierung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigte eine ausgezeichnete Übereinstimmung mit direkt ermittelten Verbrauchswerten.A preferred embodiment of the invention provides that, for evaluation, the reference fuel consumption value is converted into an instantaneous specific fuel consumption field as a function of measured ambient parameters on the basis of an empirical relationship, in particular in accordance with a standard. For example, in the Standard ISO 3046-1 in detail on the basis of empirically determined tabulated parameters and formulas, how an adaptation of the values determined under standard conditions for the specific consumption to actual ambient conditions can take place. A validation of the method according to the invention carried out by the inventors showed an excellent agreement with directly determined consumption values.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in dem mathematischen Modell ein, insbesondere empirisch und/oder durch Simulationsrechnungen ermittelter, konstanter Zahlenwert für einen mechanischen Wirkungsgrad mindestens einer Antriebsvorrichtung hinterlegt. Erfindungsgemäß konnte ermittelt werden, dass die Ermittlung eines momentanen Brennstoffmassenstroms und/oder einer momentanen Abwärmemenge mit hinreichender Richtigkeit durchführbar ist, wenn der mechanische Wirkungsgrad als von den sonstigen Betriebs- und Umgebungsparametern unabhängige, konstante Größe angesetzt wird. Diese Vorgehensweise ist auch durch die Norm ISO 3046 nahegelegt.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, a constant numerical value for a mechanical efficiency of at least one drive device is stored in the mathematical model, in particular empirically and / or determined by simulation calculations. According to the invention, it was possible to determine that the determination of an instantaneous fuel mass flow and / or a momentary waste heat quantity can be carried out with sufficient accuracy if the mechanical efficiency is set as a constant constant independent of the other operating and environmental parameters. This approach is also through the Standard ISO 3046 suggested.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in dem mathematischen Modells Parametersätze für unterschiedliche Brennstoffarten hinterlegt sind und es wird bei der Auswertung jeweils der dem verwendeten Brennstoff zugeordnete Parametersatz benutzt. Auf diese Weise lässt sich mit Vorteil berücksichtigen, dass in vielen Fällen sowohl Schweröl (HFO) als auch Marinedieselöl (MDO) verwendet wird. Zweckmäßig ist es im Rahmen der Erfindung, wenn Werte für beispielsweise den Heizwert, die Wärmekapazität usw. gesondert für jede auf dem Schiff in die Berechnung einzubeziehende Kraftstoffart hinterlegt sind.In further advantageous embodiment of the invention Method are parameter sets in the mathematical model are deposited for different fuel types and it is in the evaluation of each of the fuel used assigned parameter set used. That way consider with advantage that in many cases both heavy fuel oil (HFO) and marine diesel oil (MDO) is used. It is useful in the context of the invention, if values for, for example, the calorific value, the heat capacity, etc. separately for any type of fuel to be included in the calculation on the ship are deposited.

Im Rahmen der Erfindung kann mit Vorteil zur Auswertung des momentanen Abwärmeflusses ein, insbesondere vom Hersteller der Antriebsvorrichtung, empirisch ermittelter, auf die mechanische Leistung der Antriebsvorrichtung bezogener Abgasmassenstrom und eine gemessene momentane mechanische Leistung der Antriebsvorrichtung(en) sowie eine gemessene Seewassertemperatur zugrundegelegt werden. Wenn im Rahmen der Erfindung darüber hinaus ein mittlerer Wert für die spezifische Wärmekapazität cp des Abgases, insbesondere für stöchiometrisch Verbrennungsgase, hinterlegt ist, lässt sich der momentane Abwärmestrom bestimmen. Außerdem kann im Rahmen der Erfindung in dem mathematischen Modell ein vom Hersteller angegebener auf die mechanische Leistung bezogener Abgasmassenstrom hinterlegt sein, der bei der Berechnung der gesuchten momentanen Energieumsatzgröße berücksichtigt werden kann. Anstelle von oder zusätzlich zu Herstellerangaben können auch zuvor an einem Prüfstand ermittelte Meßdaten und/oder Literaturdaten und/oder anhand von Simulationen bestimmte Daten zugrundegelegt werden.in the The scope of the invention may be advantageous for the evaluation of the current Waste heat flow, in particular from the manufacturer of the drive device, empirically determined on the mechanical performance of the drive device related exhaust gas mass flow and a measured instantaneous mechanical Power of the propulsion device (s) and a measured seawater temperature be based on. If within the scope of the invention above an average value for the specific heat capacity cp of the exhaust gas, in particular for stoichiometric Combustion gases, deposited, can be the current Determine waste heat flux. In addition, in the frame of the invention in the mathematical model specified by the manufacturer deposited on the mechanical power related exhaust gas mass flow be in the calculation of the sought momentum energy sales size can be taken into account. Instead of or in addition to manufacturer specifications can also be previously on a test bench determined measurement data and / or literature data and / or based certain data are used as a basis for simulations.

Mit Vorteil kann erfindungsgemäß in dem mathematischen Modell eine Wirkungsgradkennlinie eines elektrischen Generators hinterlegt sein. Die Wirkungsgradkennlinie kann in Abhängigkeit von der gemessenen elektrischen Leistung für eine ebenfalls in dem Modell, beispielsweise als Konstante, hinterlegte Phasenverschiebung implementiert sein. Es können im Rahmen der Erfindung aber auch Wirkungsgradkennlinien für verschiedene Leistungen und verschiedene Phasenverschiebungen hinterlegt sein. Dies ist vorteilhaft, wenn eine Phasenverschiebung messtechnisch erfasst wird.With Advantage can according to the invention in the mathematical Model an efficiency curve of an electric generator be deposited. The efficiency curve can depend on from the measured electrical power for one too in the model, for example as a constant, deposited phase shift be implemented. However, within the scope of the invention also efficiency curves for different services and various phase shifts be deposited. This is advantageous if a phase shift detected by measurement becomes.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird noch verbessert, wenn eine Leistungsausgangsgröße mindestens eines Hilfsaggregats des Schiffes gemessen wird, wobei das mathematische Modell das Hilfsaggregat umfasst.The inventive method is still improved if a power output is at least one Auxiliary unit of the ship is measured, the mathematical Model includes the auxiliary unit.

Im Rahmen der Erfindung können die Verbraucher beispielsweise Kühlungsvorrichtungen für einen Laderaum des Schiffes und/oder Schmierölpumpen umfassen. Außerdem sind Kühlungspumpen, Brennstoffpumpen, Turbolader und ähnliches in den Messungen und/oder dem mathematischen Modell berücksichtigbar. Die ISO 3046 enthält eine Auflistung von Hilfsverbrauchern, welche in für den Betrieb erforderliche und andere unterteilt ist.Within the scope of the invention, the consumers may comprise, for example, cooling devices for a cargo hold of the ship and / or lubricating oil pumps. In addition, cooling pumps, fuel pumps, turbochargers and the like can be considered in the measurements and / or the mathematical model. The ISO 3046 contains a list of auxiliary consumers, which is divided into required for operation and others.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Auswertung der gemessenen Betriebskenngröße (2, 3) in Echtzeit durchgeführt. Die Auswertung der gemessenen Größen anhand des mathematischen Modells erfolgt also unmittelbar nach der Meßwertaufnahme. Unter einer Bestimmung in Echtzeit wird im Rahmen der vorliegenden Patentanmeldung aber auch eine Messung verstanden, mit der z. B. anhand einer zeitlichen Mittelung von innerhalb eines vorgegebenen Meßintervalls mit einer vorbestimmten Abtastrate gemessenen Meßdaten laufend eine gesuchte Energieumsatzgröße bestimmt wird. Der Vorteil einer Auswertung in Echtzeit liegt darin, daß das bestimmungsgemäße Verfahren auf diese Weise auch beispielsweise an Bord des Schiffes zur Bestimmung der momentanen Energieumwandlungsgrößen verwendet werden kann und möglicherweise auch herkömmliche Meßeinrichtungen für den Brennstofffluß oder den Wärmefluß entbehrlich macht.In an advantageous embodiment of the invention, the evaluation of the measured operating characteristic ( 2 . 3 ) in real time. The evaluation of the measured quantities on the basis of the mathematical model thus takes place immediately after the acquisition of the measured value. Under a provision in real time is understood in the context of the present patent application but also a measurement with the z. B. on the basis of a time averaging measured within a given measuring interval at a predetermined sampling rate measurement data continuously a desired energy conversion size is determined. The advantage of an evaluation in real time is that the intended method can be used in this way, for example on board the ship to determine the instantaneous energy conversion variables and possibly also makes conventional measuring devices for the fuel flow or heat flow unnecessary.

Die Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beispielhaft beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Figuren der Zeichnung zu entnehmen sind.The Invention is in a preferred embodiment below With reference to a drawing described by way of example, where further advantageous details to refer to the figures of the drawing are.

Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.functionally the same parts are provided with the same reference numerals.

Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:The Figures of the drawing show in detail:

1: Blockdiagramm zur schematischen Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens; 1 : Block diagram for a schematic illustration of the method according to the invention;

2a: detaillierte Veranschaulichung eines Datenflussdiagramms eines mathematischen Modells zur Verwendung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren; Modellen für die Hilfs- und Notaggregate. 2a FIG. 4 is a detailed illustration of a data flow diagram of a mathematical model for use with the method according to the invention; FIG. Models for the auxiliary and emergency units.

In 1 ist das Verfahren zum Bestimmen in Echtzeit mindestens einer momentanen Energieumsatzgröße eines Schiffs gemäß der Erfindung bezüglich des zugrundeliegenden Grundprinzips veranschaulicht. Zentraler Bestandteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein mathematisches Modell 1. In der 1 ist das Modell nur schematisch angedeutet. Das Modell ist typischerweise in einem Rechner implementiert. Durch Pfeile sind Eingangs- und Ausgangsgrößen skizziert. Pfeile, die in Richtung des mathematischen Modells 1 zeigen, sind Eingangsgrößen des mathematischen Modells 1. Pfeile, die von dem mathematischen Modell 1 wegzeigen, sind Ausgangsgrößen des mathematische Modells.In 1 the method for determining in real time at least one instantaneous energy transfer variable of a ship according to the invention is illustrated with respect to the underlying basic principle. A central component of the method according to the invention is a mathematical model 1 , In the 1 the model is only indicated schematically. The model is typically implemented in a computer. Arrows indicate input and output quantities. Arrows pointing in the direction of the mathematical model 1 show, are input variables of the mathematical model 1 , Arrows taken from the mathematical model 1 show away, are output variables of the mathematical model.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren umfassen die wesentlichen Eingangsgrößen des mathematischen Modells 1 eine momentane mechanische Leistung 2 der Schiffsaggregate. Die mechanische Leistung 2 wird dabei im Rahmen des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens messtechnisch an der Hauptmaschine und den Hilfs- und Nothafendieselmaschinen ermittelt. Als weitere wesentliche Eingangsgröße des mathematischen Modells 1 fungiert die elektrische Leistung 3. Die elektrische Leistung 3 wird ebenfalls im Rahmen des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens messtechnisch ermittelt. Die Messung erfolgt dabei an allen Generatoren des Schiffs. Schließlich dienen als wesentliche Eingangsgröße des mathematischen Modells 1 die Umgebungsbedingungen 4. Die Umgebungsbedingungen 4 werden ebenfalls messtechnisch ermittelt. Insbesondere umfassen die Umgebungsbedingungen die Luftfeuchte, die Lufttemperatur, die Seewassertemperatur, die Kühlwassertemperatur, die Luftfeuchte im Maschinenraum und die Lufttemperatur im Maschinenraum.According to the method according to the invention, the essential input variables of the mathematical model comprise 1 a momentary mechanical power 2 the ship's aggregates. The mechanical power 2 In this case, in the exemplary embodiment of the method according to the invention, measurement is determined by measurement on the main machine and the auxiliary and emergency diesel engines. As a further essential input of the mathematical model 1 the electric power acts 3 , The electric power 3 is also determined by measurement in the context of the embodiment of the method according to the invention. The measurement takes place on all generators of the ship. Finally serve as the essential input of the mathematical model 1 the environmental conditions 4 , The environmental conditions 4 are also determined metrologically. In particular, the ambient conditions include the humidity, the air temperature, the seawater temperature, the cooling water temperature, the humidity in the engine room and the air temperature in the engine room.

Anhand der Eingangsgrößen mechanische Leistung 2, elektrische Leistung 3 sowie Umgebungsbedingungen 4 werden gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Hilfe des mathematischen Modells 1 als Ausgangsgrößen ein momentaner Brennstoffverbrauch 5 sowie ein momentaner Abwärmefluss 6 ermittelt.Based on the input parameters mechanical power 2 , electrical power 3 as well as environmental conditions 4 be according to the inventive method using the mathematical model 1 as output variables a current fuel consumption 5 as well as a momentary waste heat flow 6 determined.

Daneben kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der genannten Eingangsgrößen ein Status 7 des erzeugten Schubs ermittelt werden.In addition, in the context of the method according to the invention on the basis of the mentioned input variables, a status 7 of the thrust generated.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit eine indirekte Bestimmung der Ausgangsgrößen Brennstoffverbrauch 5 sowie Abwärmefluss 6 in Echtzeit, ohne diese Größen direkt zu messen. Vielmehr beruht die erfindungsgemäße Bestimmung dieser Größen auf einer messtechnisch vergleichsweise einfachen Bestimmung der Umgebungsbedingungen 4 sowie der mechanischen Leistung 2 aller an Bord befindlichen Maschinen sowie der elektrischen Leistung 3 der von den an Bord befindlichen Maschinen angetriebenen Generatoren.The inventive method thus enables an indirect determination of the output quantities fuel consumption 5 as well as waste heat flow 6 in real time without directly measuring these quantities. On the contrary, the determination according to the invention of these variables is based on a metrologically comparatively simple determination of the ambient conditions 4 as well as the mechanical performance 2 all machines on board and electrical power 3 the Ge driven by the onboard machines generators.

Einzelheiten einer bevorzugten Ausführung eines mathematischen Modells 1 zur Verbesserung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sind anhand der 2a und 2b erläutert. In dem Datenflussdiagramm beziehen sich die 2a und 2b auf ein- und dasselbe Flussdiagramm des Modells 1. Die Aufteilung auf die 2a und 2b erfolgte lediglich aus Platzgründen. In 2a sind im Wesentlichen eine Hauptmaschine 7 und die zugehörigen Anlagenteile modelliert. 2a zeigt ein Modell eines Tanks 8 für Schweröl (HFO-heavy fuel oil). Der als Ausgangsgröße des Modells 1 zu bestimmende HFO-Massenstrom 9 ist der schematisch gezeigten Hauptmaschine 7 zugeführt. Zusätzlich sieht das mathematische Modell 1 die Möglichkeit einer weiteren Brennstoffversorgung der Hauptmaschine 7 aus einem MDO-Tank 10 vor, welcher Marinedieselöl (MDO) enthält. Der MDO-Tank 10 ist im unteren Teil des Flussdiagramms, dargestellt in 2b, zu erkennen. Die Versorgung der Hauptmaschine 7 aus dem MDO-Tank 10 ist mathematisch modelliert über einen MDO-Massenstrom 11 zur Hauptmaschine 7. Im Modell 1 sind jeweils gesondert für den HFO-Tank 8 Brennstoffeigenschaften hinterlegt. Insbesondere ist ein unterer Heizwert Hu für jede Brennstoffsorte hinterlegt.Details of a preferred embodiment of a mathematical model 1 for improvement with the method according to the invention are based on the 2a and 2 B explained. In the data flow diagram, the 2a and 2 B on one and the same flowchart of the model 1 , The division on the 2a and 2 B took place only for reasons of space. In 2a are essentially a main engine 7 and modeled the associated plant components. 2a shows a model of a tank 8th for heavy fuel oil (HFO-heavy fuel oil). The as the output of the model 1 to be determined HFO mass flow 9 is the main engine shown schematically 7 fed. Additionally sees the mathematical model 1 the possibility of another fuel supply to the main engine 7 from an MDO tank 10 which contains marine diesel oil (MDO). The MDO tank 10 is in the lower part of the flowchart, shown in 2 B to recognize. The supply of the main engine 7 from the MDO tank 10 is mathematically modeled via an MDO mass flow 11 to the main engine 7 , In the model 1 are each separately for the HFO tank 8th Fuel properties deposited. In particular, a lower heating value Hu is stored for each type of fuel.

Im in 2a gezeigten oberen Teil des Flussdiagramms ist zu erkennen, dass eine von der Hauptmaschine 7 erzeugte Nutzleistung P_Nutz sowie eine Drehzahl n_HM als Eingangsgrößen in dem mathematischen Modell 1 berücksichtigt sind. Mit Bezugszeichen 12 ist ein Getriebe in dem Modell 1 bezeichnet. In dem Getriebemodell sind folgende Eigenschaften des Systems implementiert: 1. verlustbehaftete Leistungsübertragung zwischen Hauptmaschine, Propellerwelle und Wellengenerator, 2. Transformation der Hauptmaschinendrehzahl auf Propellerdrehzahl, 3. Abwärmestrom als Differenz zwischen ein- und ausgehenden Leistungen.Im in 2a As shown in the upper part of the flowchart, it can be seen that one of the main engine 7 generated useful power P_Nutz and a speed n_HM as input variables in the mathematical model 1 are considered. With reference number 12 is a gearbox in the model 1 designated. In the transmission model, the following characteristics of the system are implemented: 1. Lossy power transmission between main engine, propeller shaft and shaft generator, 2. Transformation of the main engine speed to propeller speed, 3. Waste heat flow as difference between incoming and outgoing power.

Ein von der Hauptmaschine 7 über das Getriebe 12 angetriebener Hauptgenerator SG ist ebenfalls in dem mathematischen Modell modelliert. Als Eingangsgröße für das Modell des Hauptgenerators SG dient eine aus einem Drehmoment und einer Drehzahl der Hauptmaschine 7, welche jeweils gemessen wurden, ermittelte mechanische Leistung unter Berücksichtigung der Wirkung des Getriebes 12. Ausgangsgrößen des Modells des Hauptgenerators SG sind eine, ebenfalls durch Messung bestimmte, elektrische Leistung P_e sowie eine Abwärme Qdot_ab.One from the main engine 7 over the transmission 12 driven main generator SG is also modeled in the mathematical model. As an input to the model of the main generator SG is one of a torque and a speed of the main engine 7 , which were each measured, determined mechanical power, taking into account the effect of the transmission 12 , Output variables of the model of the main generator SG are an electrical power P_e, also determined by measurement, and a waste heat Qdot_ab.

Das Modell der Hauptmaschine 7 berücksichtigt als Eingangsgrößen einen Luftdruck P_ER im Maschinenraum, den HFO-Massenstrom 9, mdot_br, sowie verschiedene mit T_in bezeichnete Temperaturen. Unter der Bezeichnung T_in werden die Seewassertemperatur, die Umgebungstemperatur sowie die Temperatur im Maschinenraum zusammengefaßt. Ein Abgaswärmstrom der Hauptmaschine ist mit Q_Abgas bezeichnet. Ein Abgasmassenstrom mdot_Abgas ist vom Hersteller der Hauptmaschine 7 angegebenen und von diesem empirisch ermittelten Werten entnommen und in dem Modell der Hauptmaschine 7 hinterlegt. Anstelle von oder zusätzlich zu den Herstellerangaben können im Rahmen der Erfindung auch auf andere Weise ermittelte Daten zugrundelegt werden. Mit 13 ist in der 2a ein Kesselmodell zur Erwärmung des Thermalöls bezeichnet. Im Rahmen der Erfindung kann auch ein Modell des Dampfkreislaufs berücksichtigt werden. Die an das Thermalöl übertragene Wärmeleistung Qdot_tOel_mess wird im Rahmen der Erfindung durch das mathematische Modell aus dem Thermalölmassenstrom mdot_MDO (bestehend aus Marinedieselöl aus dem MDO-Tank 10), der temperaturabhängigen spezifischen Wärmekapazität von MDO, welche in dem Modell hinterlegt ist und der Thermalöltemperatur berechnet. Der Massenstrom mdot_MDO ergibt sich aus dem gemessenen Strom der Kesselpumpe und aus dem vom Hersteller der Kesselpumpe zur Verfügung gestellten Kennfeld. Die Temperaturen T_u (Umgebungstemperatur) und T_nK (Temperatur nach Kessel) gehen als Messgrößen als Eingangsgrößen in das Modell 1 ein.The model of the main engine 7 takes into account as input variables an air pressure P_ER in the engine room, the HFO mass flow 9 , mdot_br, as well as various temperatures designated T_in. The name T_in summarizes the seawater temperature, the ambient temperature and the temperature in the engine room. An exhaust heat flow of the main engine is designated Q_Abgas. An exhaust mass flow mdot_Abgas is from the manufacturer of the main engine 7 taken from and empirically determined values and in the model of the main engine 7 deposited. Instead of or in addition to the manufacturer's information, data determined in another way can also be used in the context of the invention. With 13 is in the 2a a boiler model for heating the thermal oil called. In the context of the invention, a model of the steam cycle can also be taken into account. The transferred to the thermal oil heat output Qdot_tOel_mess is in the context of the invention by the mathematical model from the thermal oil mass flow mdot_MDO (consisting of marine diesel oil from the MDO tank 10 ), the temperature-dependent specific heat capacity of MDO, which is stored in the model and calculates the thermal oil temperature. The mass flow mdot_MDO results from the measured flow of the boiler pump and from the map provided by the manufacturer of the boiler pump. The temperatures T_u (ambient temperature) and T_nK (temperature after boiler) are used as measured variables as input variables in the model 1 one.

Erfindungsgemäß ist in dem mathematischen Modell 1 implementiert, dass in der Hauptmaschine 7 aus energetischer Sicht die im Brennstoff chemisch gebundene Energie in mechanische Leistung und Wärme, deren Anteile durch den Wirkungsgrad bestimmt werden, umgewandelt wird. Die Grundlage für das Modell der Hauptmaschine, welches bei dem erfindungsgemäßen Verfahren implementiert ist, ist somit durch die beiden folgenden Gleichungen gegeben: PBr = Pmech + Qab η = Pmech/PBr According to the invention is in the mathematical model 1 implements that in the main engine 7 From an energetic point of view, the energy chemically bound in the fuel is converted into mechanical power and heat whose proportions are determined by the efficiency. The basis for the model of the main engine, which is implemented in the method according to the invention, is thus given by the following two equations: PBr = Pmech + Qab η = Pmech / PBr

Um in dem mathematischen Modell auf Angaben des Herstellers der Hauptmaschine oder auf andere Weise ermittelte Daten zurückgreifen zu können, kann im Rahmen der Erfindung innerhalb des mathematischen Modells eine Umrechnung des Wirkungsgrads in einen spezifischen Kraftstoffverbrauch be nach folgender Formel erfolgen:

mit dem unteren Heizwert Hu des im Test verwendeten Kraftstoffs beispielsweise von 42.200 KJ/kg. Der spezifische Kraftstoffverbrauch wird von den Herstellern der Maschinen üblicherweise unter ISO-Bedingungen angegeben. Ein empirischer Zusammenhang zur normgerechten Umrechnung zwischen spezifischen Verbrauchern bei abweichenden Umgebungsbedingungen zu ISO-Werten ist beispielsweise in der Norm ISO 3046-1 festgeschrieben. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel des mathematischen Modells 1 der Hauptmaschine 7 ist die Norm ISO 3046-1 implementiert und wird zur Anpassung der spezifischen ISO-Verbräuche an die tatsächlichen Bedingungen im Maschinenraum und der Seewassertemperatur verwendet. Dazu ist in dem Modell der Hauptmaschine eine Matrix hinterlegt, die die spezifischen ISO-Verbräuche sowie abgeschätzte Interpolationen für verschiedene Betriebspunkte im Motorenkennfeld enthält. In der Matrix sind verschiedene Drehzahlen der Hauptmaschine in Spalten und verschiedene Leistungswerte der mechanischen Leistung der Hauptmaschine in Zeilen aufgetragen, wobei in den Feldern der Matrix die zu den entsprechenden Koordinaten gehörenden ISO-Verbräuche hinterlegt sind. Auf diese Weise ist im Rahmen des für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzten Modells die Berechnung eines Wirkungsgrads abhängig von der Drehzahl, von der abgegebenen Nutzleistung, dem mechanischen Wirkungsgrad, der Seewasser- und Maschinenraumtemperatur sowie dem Luftdruck im Maschinenraum möglich.In order to be able to use data determined in the mathematical model by the manufacturer of the main machine or in another way, a conversion of the efficiency into a specific fuel consumption can follow within the scope of the invention within the mathematical model the formula is:

with the lower calorific value Hu of the fuel used in the test, for example, 42,200 KJ / kg. The specific fuel consumption is usually specified by the manufacturers of the machines under ISO conditions. An empirical connection to the standardized conversion between specific consumers under different environmental conditions to ISO values is for example in the Standard ISO 3046-1 committed. In the embodiment of the mathematical model described here 1 the main engine 7 is the Standard ISO 3046-1 is implemented and used to adjust the specific ISO consumption to the actual engine room and seawater temperature conditions. For this purpose, a matrix is stored in the model of the main engine, which contains the specific ISO consumptions and estimated interpolations for different operating points in the engine map. In the matrix, different speeds of the main machine in columns and different power values of the mechanical power of the main machine are plotted in rows, wherein in the fields of the matrix the ISO consumptions belonging to the corresponding coordinates are stored. In this way, within the framework of the model used for the method according to the invention, it is possible to calculate an efficiency as a function of the rotational speed, the output power output, the mechanical efficiency, the seawater and engine room temperature and the air pressure in the engine room.

Gemäß ISO 3046-1 , auf deren Offenbarungsgehalt in der Fassung ISO 3046-1:2002 (E) verwiesen wird, ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens in dem mathematischen Modell 1 der Hauptmaschine 7 der Wirkungsgrad berechenbar. Dazu wird zunächst das Verhältnis k gemäß ISO 3046-1 mit in dem Modell hinterlegten Exponenten für eine Maschine mit Turbolader und Ladeluftkühler nach folgender Gleichung gebildet:

According to ISO 3046-1 , on whose disclosure content in the version ISO 3046-1: 2002 (E) is referred to in the context of the method according to the invention in the mathematical model 1 the main engine 7 the efficiency calculable. For this purpose, first the ratio k according to ISO 3046-1 with modeled exponents for a turbocharged and intercooler engine, according to the following equation:

Die Exponenten 0,7, 1,2 und 1 der einzelnen Verhältnisse dieser Gleichung gelten gemäß ISO 3046-1 für langsam- und schnelllaufende Viertakt-Dieselmotoren mit Turboaufladung und Ladeluftkühlung betrieben werden.The exponents 0.7, 1.2 and 1 of the individual ratios of this equation apply according to ISO 3046-1 for slow-speed and high-speed four-stroke diesel engines with turbocharging and intercooling.

Der mechanische Wirkungsgrad ist gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel in dem Modell der Hauptmaschine 7 in Einklang mit ISO 3046-1 mit einem Zahlenwert von 0,7 als Konstante hinterlegt. Mit k und dem mechanischen Wirkungsgrad ergibt sich aus Tabelle B.4 der ISO 3046-1 der Kraftstoffverbrauchverrechnungsfaktor, der das Verhältnis β zwischen dem spezifischen Kraftstoffverbrauch unter ISO-Bedingungen zu von diesen abweichenden ausdrückt, entsprechend folgender Beziehung: be = β·be_ref The mechanical efficiency is according to the embodiment described here in the model of the main engine 7 in line with ISO 3046-1 with a numerical value of 0.7 as a constant. With k and the mechanical efficiency results from Table B.4 of ISO 3046-1 the fuel consumption offset factor, which expresses the ratio β between the specific fuel consumption under ISO conditions to those deviating from, according to the following relationship: be = β · be _ref

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Modells kann eine Anzahl von Schmierölpumpen, die direkt von der Hauptmaschine 7 angetrieben werden, berücksichtigt werden, indem eine pauschale Wirkungsgradverschlechterung um einen vorgegebenen Prozentsatz je angehängter Pumpe angenommen wird. In dem mathematischen Modell 1 kann ein anhand der genannten Beziehungen errechneter Wirkungsgrad durch einen additiven Korrekturwert, der in dem Modell hinterlegt sein kann, korrigiert werden.As part of the model according to the invention, a number of lubricating oil pumps, directly from the main engine 7 be taken into account by assuming a lumped efficiency deterioration by a given percentage per attached pump. In the mathematical model 1 For example, an efficiency calculated from said relationships may be corrected by an additive correction value that may be stored in the model.

Im unteren Abschnitt des Datenflussdiagramms des mathematischen Modells 1, dargestellt in 2b, sind ferner gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel zwei Hilfsdieselmaschinen 14, 15 sowie eine Notdieselmaschine 16 modelliert. In dem hier beispielhaft beschriebenen mathematischen Modell werden die Hilfsdieselmaschinen 14, 15 sowie die Notdieselmaschine 16 mit den jeweiligen Kraftstoffmassenströmen m_MDO_HD1 (Hilfsdiesel 1), m_MDO_HD2 (Hilfsdiesel 2), m_MDO_ND (Notdiesel) aus dem MDO-Tank Tank 10 versorgt. Wie auch bei Versorgung der Hauptmaschine 7 sieht das Modell eine Differenzierung der Kraftstoffmassenströme in Teilströme zur Versorgung mit Brennstoff (Index br) sowie zur Versorgung mit Verbrennungsluft (Unterindex L) vor.In the lower part of the data flow diagram of the mathematical model 1 represented in 2 B , Further, according to the embodiment described here, two auxiliary diesel engines 14 . 15 as well as an emergency diesel engine 16 modeled. In the mathematical model described here by way of example, the auxiliary diesel engines become 14 . 15 as well as the emergency diesel engine 16 with the respective fuel mass flows m_MDO_HD1 (auxiliary diesel 1), m_MDO_HD2 (auxiliary diesel 2), m_MDO_ND (emergency diesel) from the MDO tank 10 provided. As well as supplying the main engine 7 the model provides for a differentiation of the fuel mass flows into partial flows for the supply of fuel (index br) as well as for the supply of combustion air (sub-index L).

Die Berechnung der momentanen Verbrauchswerte der Hilfsdiesel 14, 15 sowie des Notdiesels 16 erfolgt unter Berücksichtigung gemessener Werte für Ausgangstemperatur des Abgases T_nt sowie einer gemessenen Nutzleistung P_Nutz. Wie in dem Datenflussschema gemäß 2b zu erkennen, sieht das mathematische Modell 1 vor, dass die Hilfsdieselmaschinen 14, 15 sowie die Notdieselmaschine 16 jeweils zugeordnete Generatoren G1, G2 sowie GNot antreiben.The calculation of the current consumption values of the auxiliary diesel 14 . 15 and the emergency diesel 16 takes into account measured values for the outlet temperature of the exhaust gas T_nt and a measured net power P_Nutz. As in the data flow scheme according to 2 B to recognize, sees the mathematical model 1 before that the auxiliary diesel engines 14 . 15 as well as the emergency diesel engine 16 drive respectively associated generators G1, G2 and GNot.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in dem zugrundegelegten mathematischen Modell ausgehend von den oben dargelegten Leistungsbilanzen und Wirkungsgraden analog zur Modellierung der Hauptmaschine 7 aus der mechanischen Leistung ein Wärme- und Brennstoffmassenstrom berechnet. Im Unterschied zu der Modellierung der Hauptmaschine 7 ergibt sich die mechanische Leistung P_mech der Hilfs- und Notdieselmaschinen aus einer Messung der elektrischen Generatorleistung P_e unter Berücksichtigung der Wirkungsgrade der Generatoren. In dem mathematischen Modell 1, welches bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Einsatz kommt, sind Verbrauchswerte als Volumenstrom für unterschiedliche Betriebspunkte (z. B. 100%, 75%, 50%, 25%), der untere Heizwert des für den Prüflauf verwendeten Brennstoffs sowie die Dichte des Brennstoffs hinterlegt. In dem mathematischen Modell 1 können der Brennstoffmassenstrom und die Brennstoffleistung daher mit den folgenden Gleichungen berechnet werden:

PBr = HuBr·ṁBr In the context of the method according to the invention, in the underlying mathematical model, starting from the power balances and efficiencies set out above, analogous to the modeling of the main machine 7 calculated from the mechanical power a heat and fuel mass flow. Unlike the modeling of the main engine 7 the mechanical power P_mech of the auxiliary and emergency diesel engines results from a measurement of the electric generator power P_e taking into account the efficiency of the generators. In the mathematical model 1 used in the method according to the invention are consumption values as a volume flow for different operating points (eg 100%, 75%, 50%, 25%), the lower calorific value of the fuel used for the test run and the density of the fuel deposited , In the mathematical model 1 For example, the fuel mass flow and fuel efficiency may be calculated using the following equations:

P br = Hu br · m ' br

Mit dem Index Br kann jeweils einer der Brennstoffsorten MDO oder HFO bezeichnet sein. Der Wert für die Dichte ρBr ist ein beispielsweise durch Messung ermittelter und beispielsweise im Rahmen der Simulation als Konstant angenommener Wert.With The Br index can be one of the fuel types MDO or HFO be designated. The value for the density ρBr is an example determined by measurement and example in the simulation as a constant assumed value.

Bei den Modellen der Maschinen 14, 15, 16 ein additiver Korrekturwert für den Wirkungsgrad in dem mathematischen Modell hinterlegbar, um Anpassungen im Zuge einer Validierung vornehmen zu können.At the models of the machines 14 . 15 . 16 an additive efficiency correction value can be stored in the mathematical model in order to make adjustments in the course of a validation.

In dem Modell 1 ist ferner ein Main Switch Board (MSB) vorhanden, welches eine Verteilung der von den Generatoren SG der Hauptmaschine 7, G1 der Hilfsdieselmaschine 14, G2 der zweiten Hilfsdieselmaschine 15 sowie GNot der Notdieselmaschine 16 erzeugten elektrischen Leistungen P_e modelliert. In dem hier beispielhaft beschriebenen mathematischen Modell sind die nachfolgenden elektrischen Verbrauchergruppen implementiert: Bezeichnung Beispiele für Verbraucher AC Kompressoren, Ventilatoren Hotel Licht, Wäscherei, Bordküche Man Bugstrahlruder, Rudermaschine 2, hydraulische Pumpen Cargo Kühlcontainersteckdosen Deck Winschen Aux Pumpen, Separatoren EMS alle an das Emergency Switchboard angeschlossene Verbraucher (Radar, Rudermaschine 1, Feuerlöschanlage) In the model 1 Furthermore, a Main Switch Board (MSB) is present, which is a distribution of the generators SG of the main engine 7 , G1 of the auxiliary diesel engine 14 , G2 of the second auxiliary diesel engine 15 as well as GNot of the emergency diesel engine 16 generated electrical power P_e modeled. In the mathematical model described here by way of example, the following electrical consumer groups are implemented: description Examples of consumers AC Compressors, fans hotel Light, laundry, galley you Bow thruster, rowing machine 2 , hydraulic pumps Cargo Reefer container sockets deck winches aux Pumps, separators EMS all connected to the Emergency Switchboard Consumers (radar, steering machine 1 , Fire extinguishing system)

Außerdem ist ein Emergency Switchboard (ESB) modelliert, welches eine Verteilung der von dem Notaggregat 16 erzeugten elektrischen Leistung an das ESB angeschlossene Verbraucher gemäß obiger Tabelle sicherstellt.In addition, an emergency switchboard (ESB) is modeled, which distributes the emergency unit 16 electrical power supplied to the ESB connected consumer according to the above table ensures.

Um im Rahmen des Ausführungsbeispiels der Erfindung einen Brennstoffmassenstrom sowie einen Abwärmestrom anhand von gemessenen elektrischen und mechanischen Ausgangsleistungen sowie Umgebungsparametern ermitteln zu können, in Fällen, in denen nur die Verbraucherleistungen, nicht aber die Generatorleistungen vorgegeben sind, kann im Rahmen des mathematischen Modells die Verteilung der elektrischen Leistungen durch einen Leistungsverteiler modelliert werden. In das Modell werden dann die Nennleistungen der angeschlossenen Generatoren sowie zugehörige Sicherheitsfaktoren hinterlegt. Immer wenn das Produkt aus Sicherheitsfaktor und Nennleistung für einen gegebenen Generator durch die gemessenen Verbraucherleistungen überschritten wird, wird in dem Modell angenommen, dass ein weiterer zusätzlicher Generator eingeschaltet wurde, gemäß einer vorgegebenen Reihenfolge oder gemäß einem vorgegebenen Verteilalgorithmus.Around in the context of the embodiment of the invention a Fuel mass flow and a waste heat flow based on measured electrical and mechanical output power as well To be able to determine environmental parameters, in cases in which only the consumer services, but not the generator services given in the context of the mathematical model, the distribution of electrical power through a power distributor become. In the model then the nominal power of the connected Generators and associated safety factors deposited. Whenever the product of safety factor and rated power for exceeded a given generator by the measured consumer services is assumed in the model that another additional Generator was turned on, according to a predetermined Order or according to a predetermined distribution algorithm.

Zur Bestimmung der momentanen Abwärme mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anhand der Wirkungsgrade und Brennstoffmassenströme mit der grundlegenden Bilanzgleichung der Gesamtabwärmestrom berechnet und als Ausgangswert des mathematischen Modells 1 übergeben.To determine the instantaneous waste heat with the aid of the method according to the invention, the total waste heat flow is calculated on the basis of the efficiencies and fuel mass flows using the basic balance equation and as the starting value of the mathematical model 1 to hand over.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist anhand des mathematischen Modells 1 mit Hilfe von in dem Modell hinterlegten Herstellerangaben zu den eingesetzten Generatoren und Haupt- und Hilfsmaschinen zusätzlich eine Bestimmung der einzelnen Teilwärmeströme möglich. In dem beispielhaft beschriebenen mathematischen Modell 1 gemäß 2a, 2b wird bei dem Wärmestrom eine Differenzierung folgender Einzelwärmeströme modelliert:

In the context of the method according to the invention is based on the mathematical model 1 With the aid of manufacturer information on the generators and main and auxiliary machines stored in the model, it is additionally possible to determine the individual partial heat flows. In the mathematical model described by way of example 1 according to 2a . 2 B In the case of the heat flow, a differentiation of the following individual heat flows is modeled:

Für den Wärmestrom wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens in dem mathematischen Modell über den gesamten Betriebsbereich ein fester Prozentsatz der eingebrachten Brennstoffleistung veranschlagt. Für den auf Seewassertemperatur bezogenen Abgaswärmestrom nach der Hauptmaschine 7 gilt

wobei CPM, Abgas die spezifische Wärmekapazität für stöchiometrisches Verbrennungsgas aus Gasöl und auf die mechanische Leistung bezogenen Abgasmassenstrom [mAbgas.bez] gemäß Herstellerangaben bezeichnet.For the heat flow is estimated in the context of the inventive method in the mathematical model over the entire operating range, a fixed percentage of the introduced fuel power. For the exhaust gas heat flow related to seawater temperature after the main engine 7 applies

where CPM, exhaust gas is the specific heat capacity for stoichiometric combustion gas from gas oil and the mechanical power related exhaust gas mass flow [mAbgas.bez] according to the manufacturer's instructions.

Im Rahmen der Erfindung kann auch eine Berechnung des mit dem Abgas abgeführten Wärmestroms bezüglich der Umgebungs- bzw. der Mindesttemperatur vorgenommen werden. Gemäß der zuletzt genannten Gleichung wird die Abgastemperatur hinter der Turbine des Abgasturboladers im dem Modell entweder als gemessener Eingabewert benutzt. Andererseits kann alternativ anhand von in dem Modell hinterlegten Herstellerangaben dieser Wert auch anhand von Wertepaaren für Drehzahl und mechanische Leistung der Hauptmaschine ermittelt werden. Dazu werden in dem mathematischen Modell für eine Anzahl Betriebspunkte die Abgastemperaturen hinter der Turbine des Abgasturboladers, welche während eines Prüfstandlaufs gemessen wurden und vom Hersteller zur Verfügung gestellt wurden, implementiert. Die Betriebspunkte, charakterisiert durch mechanische Leistungsabgabe und Drehzahl der Hauptmaschine, sollten zweckmäßigerweise den gesamten Betriebsbereich der Hauptmaschine abdecken. Zwischen den tabellierten, im Modell hinterlegten Werten, kann im Rahmen der Erfindung interpoliert werden.in the The invention may also include a calculation of the exhaust gas dissipated heat flow with respect to Ambient or the minimum temperature can be made. According to the latter equation, the exhaust gas temperature is behind the Turbocharger of the exhaust gas turbocharger in the model either as measured Input value used. On the other hand, alternatively, based on in the manufacturer's data are also based on this value of value pairs for speed and mechanical power of the Main engine to be determined. In addition to that in the mathematical Model for a number of operating points the exhaust gas temperatures behind the turbine of the exhaust gas turbocharger, which during a test run and were measured by the manufacturer were implemented. The operating points, Characterized by mechanical power output and speed of the Main engine, should expediently the whole Cover the operating area of the main machine. Between the tabulated, Values stored in the model can be interpolated within the scope of the invention become.

Im Rahmen des Ausführungsbeispiels des mathematischen Modells 1, welches für das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung einer Energieumsatzgröße verwendet wird, ist auch eine Modellierung des aktuellen Stand des verbrauchten Marinedieselöl (MDO) vorgesehen. Im Rahmen der Erfindung kann angenommen werden, dass die Hauptmaschine 7 der alleinige HFO-Verbraucher ist. Daher gilt für die konsumierte HFO-Masse folgende Beziehung:

In the context of the embodiment of the mathematical model 1 , which is used for the method according to the invention for determining an energy conversion quantity, is also a modeling of the current state of spent marine diesel oil (MDO) is provided. In the context of the invention can be assumed that the main engine 7 is the sole HFO consumer. Therefore, the following relationship applies to the HFO mass consumed:

Dabei wird ein Sludgeanteil SI mit einem vorgegebenen Prozentsatz angenommen.there a Sludgeanteil SI is assumed with a predetermined percentage.

Andererseits wird im Rahmen der Erfindung bei dem mathematischen Modell die Masse des verbrauchten MDO bestimmt, wobei der Sludgeanteil vernachlässigt wird. Für die Bestimmung des kumulativ verbrauchten MDO legt das Modell folgende Beziehung zugrunde:

On the other hand, in the context of the invention in the mathematical model, the mass of the used MDO is determined, the Sludgeanteil is neglected. For the determination of the cumulatively used MDO, the model is based on the following relationship:

Dabei stehen die Indizes HM für Hauptmaschine, HD1 für Hilfsdiesel 1, HD2 für Hilfsdiesel 2, ND für Notdiesel sowie HK für einen Heizkessel.Here are the indices HM for main engine, HD1 for auxiliary diesel 1 , HD2 for auxiliary diesel 2 , ND for emergency diesel and HK for a boiler.

Um anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens nun in Echtzeit eine momentane Energieumsatzgröße, wie z. B. ein momentaner Brennstoffverbrauch oder ein momentaner Abwärmefluss, zu ermitteln, wird das mathematische Modell 1 der unter Bezugnahme auf die 2a, 2b beschriebenen Art Zweckmäßig auf einem Mikroprozessor implementiert. Anschließend werden dem Modell in Echtzeit gemessene Leistungsdaten der Hauptmaschine 7, der Hilfsdieselmaschine 14, 15 sowie des Notdiesels 16 sowie gemessene Umgebungsparameter zugeführt. Zur Bestimmung in Echtzeit werden gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel zunächst die Meßdaten mit einer Taktrate von z. B. 10 kHz aufgenommen. Anschließend wird ein rollierender Durchschnitt der Eingangsdaten über ein vorgegebenes Zeitfenster, beispielsweise 10 s oder 100 s, berechnet, der als Eingangsgröße für die Simulation herangezogen wird. Alternativ kann im Rahmen der Erfindung auch das Modell mit den direkten Meßwerten gespeist werden und ein rollierender Durchschnittswert der von der Simulation ausgegebenen Werte wird ermittelt. Im Ergebnis wird laufend eine gesuchte Energieumsatzgröße bestimmt und angezeigt.To use the method according to the invention now in real time a momentary energy conversion variable, such. As a current fuel consumption or a momentary waste heat flow, to determine the mathematical model 1 with reference to the 2a . 2 B Appropriately implemented on a microprocessor. Subsequently, the model is measured in real time performance data of the main engine 7 , the auxiliary diesel engine 14 . 15 and the emergency diesel 16 and measured environmental parameters supplied. For determination in real time, according to the exemplary embodiment described here, the measured data are initially measured at a clock rate of z. B. 10 kHz recorded. Subsequently, a rolling average of the input data over a predetermined time window, for example 10 s or 100 s, calculated, which is used as input for the simulation. Alternatively, within the scope of the invention, the model can also be fed with the direct measured values and a rolling average value of the values output by the simulation is determined. As a result, a sought-after energy conversion quantity is continuously determined and displayed.

Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch gleichermaßen möglich, die Meßdaten zunächst zu speichern und zu einem späteren Zeitpunk dem mathematischem Modell zwecks Auswertung der gesuchten Energieumsatzgröße zuzuführen.in the However, it is equally possible within the scope of the invention to to store the measurement data first and to a later time point the mathematical model for the purpose of evaluation to supply the sought energy conversion variable.

Anhand der in dem Modell hinterlegten Parameter und Gleichungen wird nun mit Hilfe des Mikroprozessors unter Zugrundelegung des mathematischen Modells aus den genannten in Echtzeit ermittelten Eingangsdaten die gewünschte Ausgangsgröße ermittelt. Im Ergebnis erhält man erfindungsgemäß Werte für einen momentanen Brennstoffverbrauch sowie einen momentanen Abwärmefluss, ohne die genannten Größen direkt zu messen. Die als Eingangsgröße für das mathematische Modell herangezogenen Messgrößen lassen sich erheblich einfacher messen als etwa ein Brennstoffmassenstrom direkt. Bezüglich der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ermittelten momentanen Abwärme ist anhand des Modells auch eine Differenzierung der Teilabwärmeströme möglich.Based the parameters and equations stored in the model will now be with the help of the microprocessor on the basis of the mathematical Model from the mentioned real-time input data the desired output determined. As a result, values are obtained according to the invention for a momentary fuel consumption as well as a momentary Waste heat flow, without the mentioned sizes directly to eat. The as input for the mathematical model used quantities can be measured much easier than a fuel mass flow directly. Regarding with the inventive Method determined instantaneous waste heat is based on the Model also a differentiation of the Teilabwärmeströme possible.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit die Bestimmung der genannten momentanen Energieumsatzgrößen auf einfache und dennoch zuverlässige Weise. Außerdem lässt sich das Messverfahren mit Vorteil durch Anpassung des mathematischen Modells und der Parameter vergleichsweise problemlos auf unterschiedlichste Schiffstypen anpassen.The inventive method allows thus the determination of said instantaneous energy conversion quantities in a simple yet reliable way. Furthermore can the measuring method be advantageous by adaptation of the mathematical model and the parameters comparatively easily adapt to different ship types.

11: mathematisches Modellmathematical model
22: mechanische Leistungmechanical power
33: elektrische Leistungelectrical power
44: UmgebungsbedingungenEnvironmental conditions
55: Brennstoffverbrauchfuel consumption
66: Abwärmeflussheat flow
77: Modell der Hauptmaschinemodel the main engine
88th: Modell des HFO-Tankmodel the HFO tank
99: HFO-MassenstromHFO-mass flow
1010: Modell des MDO-Tankmodel of the MDO tank
1111: MDO-MassenstromMDO mass flow
P_NutzP_Nutz: Nutzleistung HauptmaschineNet power main engine
n_HMn_HM: Drehzahl Hauptmaschinerotation speed main engine
1212: Getriebe/HauptmaschineGear / main engine
SGSG: Hauptgeneratormain generator
P_ep_E: elektrische Leistungelectrical power
Qdot_abQdot_ab: Abwärmewaste heat
P_ERBY: Druck/MaschinenraumPressure / engine room
T_int_in: Seewassertemperatur, Umgebungstemperatur, Temperatur im MaschinenraumSeawater temperature Ambient temperature, temperature in the engine room
Q_AbgasQ_Abgas: Abgaswärmestrom/HauptmaschineExhaust heat flow / Main Engine
mdot_Abgasmdot_Abgas: Abgasmassenstrom/HauptmaschineExhaust gas mass flow / Main Engine
1313: Wärmemodell Thermalölthermal model thermal oil
Qdot_tOel_messQdot_tOel_mess: an das Thermalöl übertragene Wärmeleistungat the thermal oil transferred heat output
mdot_MDOmdot_MDO: ThermalölmassenstromThermal oil mass flow
T_uT_u: Umgebungstemperaturambient temperature
T_nKT_nK: Temperatur nach Kesseltemperature after kettle
1414: Modell der ersten Hilfsdieselmaschinemodel the first auxiliary diesel engine
1515: Modell der zweiten Hilfsdieselmaschinemodel the second auxiliary diesel engine
1616: NotdieselmaschineNotdieselmaschine
T_ntT_nt: Temperatur nach Turbinetemperature after turbine
MSBMSB: main switch boardMain switch board

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2007/0143090 A1 [0006]
WO 2007/017908 [0007]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- ISO 3046-1 [0015]
- Standard ISO 3046-1 [0016]
- ISO standard 3046 [0017]
- ISO 3046 [0022]
- Standard ISO 3046-1 [0039]
- Standard ISO 3046-1 [0039]
- ISO 3046-1 [0040]
- ISO 3046-1: 2002 (E) [0040]
- ISO 3046-1 [0040]
- ISO 3046-1 [0041]
- ISO 3046-1 [0042]
- ISO 3046-1 [0042]

Claims

Method for determining at least one momentary energy conversion quantity ( 5 . 6 ) one with at least one drive device ( 7 ), comprising a measurement of at least one instantaneous operating characteristic ( 2 . 3 ) of the ship as well as an evaluation of the measured operating characteristic ( 2 . 3 ), characterized in that the operating characteristic ( 2 . 3 ) a power output ( 2 . 3 ) at least one drive device ( 7 ), the evaluation being based on a mathematical model ( 1 ) of the drive device ( 7 ) and / or essential consumers of the ship.

Method according to claim 1, characterized in that the instantaneous energy conversion quantity is a fuel consumption ( 5 ) and / or a waste heat flux ( 6 ).

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the power output is an electrical power quantity ( 3 ) at least one of the / the drive device (s) driven electric generator (SG, G1, G2, Gnot) and / or a mechanical operating characteristic ( 2 ) at least one drive device ( 7 ).

Method according to claim 3, characterized that the mechanical operating parameter is a speed and / or is a torque.

Method according to claim 3 or 4, characterized that the electrical performance characteristic is an electrical Active power and / or an electrical apparent power is.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that environmental parameters ( 4 ), in particular a humidity and / or an air temperature and / or a seawater temperature and / or a cooling water temperature and / or a humidity in the engine room and / or an air temperature in the engine room and / or a charge air temperature and / or a charge air pressure and / or a cooling water temperature on Intercooler, are measured and taken into account in the evaluation.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the mathematical model ( 1 ) of the drive device ( 7 ) a number of specific reference fuel consumption values are stored, which correspond to a corresponding number of value pairs for power and rotational speed within one, in particular by the manufacturer of the drive device ( 7 ), in particular by a standard, predetermined conditions in terms of air pressure and / or ambient temperature and / or seawater temperature and / or charge air temperature and / or charge air pressure is assigned.

A method according to claim 7, characterized in that for the evaluation of the reference fuel consumption value in dependence on measured environmental parameters ( 4 ) is converted into an instantaneous specific fuel consumption value on the basis of an empirical relationship, in particular according to a standard.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the mathematical model ( 1 ), in particular empirically and / or determined by simulation calculations, constant numerical value for a mechanical efficiency of at least one drive device is deposited.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the mathematical model ( 1 ) Parameter sets for different fuel types are stored and in the evaluation of each of the fuel used parameter set is used.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that for the evaluation of the instantaneous waste heat flow ( 6 ), in particular by the manufacturer of the drive device ( 6 ), empirically determined, based on the mechanical performance of the drive device exhaust gas mass flow and a measured instantaneous mechanical power of the drive device (s) and a measured seawater temperature is used.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the mathematical model ( 1 ) of the drive device ( 7 ), a number of exhaust gas temperatures is stored, which is associated with a corresponding number of value pairs for power and speed within a determined by the manufacturer of the drive device map associated exhaust gas temperatures.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the mathematical model ( 1 ) An efficiency characteristic of an electric generator is deposited.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a power output of at least one auxiliary unit (G1, G2, GNot) of the ship is measured, the mathematical model ( 1 ) comprises the auxiliary unit.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the consumers cooling devices and / or lubricating oil pumps for a loading space of Include ship.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation of the measured operating parameter ( 2 . 3 ) in real time.