DE102017107308A1 - Containerterminal, insbesondere in Form einer Hafenanlage, mit mindestens einem schienengebundenen Containerkran - Google Patents

Containerterminal, insbesondere in Form einer Hafenanlage, mit mindestens einem schienengebundenen Containerkran Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Containerterminal, insbesondere in Form einer Hafenanlage, mit mindestens einem schienengebundenen Containerkran (1), wobei das Containerterminal ein Mittelspannungsnetz (6, 7) aufweist, an das mindestens eine Umspannungseinheit (5) angeschlossen ist, und die Umspannungseinheit (5) die Mittelspannung (MU) des Mittelspannungsnetzes (6, 7) in eine Niederspannung (NU) umwandelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederspannung (NU) über mindestens eine Stromschiene (2) einem schienengebundenen Kran (1) zugeführt ist und zu dessen elektrischer Versorgung dient.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Containerterminal, insbesondere in Form einer Hafenanlage, mit mindestens einem schienengebundenen Containerkran, wobei das Containerterminal ein Mittelspannungsnetz aufweist, an das mindestens eine Umspannungseinheit angeschlossen ist, und die Umspannungseinheit die Mittelspannung des Mittelspannungsnetzes in eine Niederspannung umwandelt.
  • Schienengebundene Krane in Containerterminals, welche meist in einem Hafen oder in einem Güterbahnhof angeordnet sind, werden über Leitungstrommeln mit Mittelspannung, d.h. mit einer Versorgungsspannung zwischen 3,3 bis 30 kV, versorgt, wobei die Einspeisung der Krane als Kopfeinspeisung bei kurzen Gassen und über eine Mitteneinspeisung bei längeren Gassen erfolgt. Die Umwandlung der Mittelspannung in eine Niederspannung im Bereich von 380 bis 1000V erfolgt in der Regel mittels Transformatoren, welche auf den Kranen angeordnet sind. D.h. es ist für jeden schienengebundenen Containerkran ein Transformator zur Umwandlung der Mittelspannung in eine Niederspannung für die Antriebe des Containerkrans notwendig. Oft weist ein Containerterminal mehr als eine Schiene auf, auf der jeweils mehrere Containerkrane fahren. Die Containerkrane fahren dabei auf Schienen, zwischen denen die Container vom Containerkran abgestellt und aufgenommen werden. Der Bereich zwischen und entlang eines Schienenstranges bezeichnet man auch als Gasse. Die Endbereiche der Gasse dienen meist zur Anlieferung und zum Abtransport der Container.
  • Die Datenkommunikation der Krane mit entfernt angeordneten Datenkommunikationseinrichtungen erfolgt entweder über zusätzliche Glasfaserkabel, welche mit auf der Leitungstrommel aufgerollt sind oder über Freiluftfunk. Die Positionierung der schienengebundenen Containerkrane erfolgt oft über Satellitenpositionierungssysteme wie GPS®.
  • Nachteilig bei dieser Form der Energieeinspeisung ist, insbesondere bei der Mitteneinspeisung mittels Leitungstrommeln, die geringe Lebensdauer der verwendeten elektrischen Leitungen, die durch das ständige Auf- und Abwickeln mechanisch stark beansprucht werden. Durch das hohe Gewicht und Volumen der auf den Kranen angeordneten Transformatoren erhöht sich der Aufwand zum Bewegen des Containerkrans sowie der Verschleiß der mechanischen Komponenten wie Laufräder und Schienen. So sind starke Antriebe für den Kran erforderlich, wodurch auch ein hoher Energieverbrauch bedingt ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Containerterminal bereitzustellen, bei dem die Anzahl der benötigten Transformatoren reduziert ist.
  • Diese Aufgabe wird vorteilhaft durch ein Containerterminal mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Containerterminals nach Anspruch 1 ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche.
  • Die Erfindung zeichnet sich vorteilhaft dadurch aus, dass die schienengebundenen Containerkrane nicht mehr mit Mittelspannung über die Kabeltrommeln, welche parallel zu den Schienen angeordnet sind, versorgt werden, sondern die Mittelspannung vor dem Einspeisen in die Stromschiene in Niederspannung umgewandelt worden ist, so dass eine Umwandlung auf dem Containerkran selbst nicht mehr erforderlich ist. Die Umwandlung von der Mittelspannung, welche 3,3 bis 30 kV betragen kann, in eine Niederspannung von z.B. 110V V bis 1.500 V, bevorzugt von 380 V bis 1.000 V, erfolgt erfindungsgemäß in einer Umspannungseinheit, die mindestens eine Stromschiene speist. So ist es im Sinne der Erfindung, wenn eine Umspannungseinheit für mehrere Containerkrane vorgesehen ist. Im besten Fall versorgt lediglich eine einzige Umspannungseinheit alle schienengebundenen Containerkrane mit Niederspannung. Bei einer Anzahl von N Containerkrane werden somit N Transformatoren, welche beim Stand der Technik auf den Containerkranen angeordnet waren, eingespart und durch eine einzige große Umspannungseinheit ausgetauscht. Die große Umspannungseinheit hat vorteilhaft einen besseren Wirkungsgrad als die vielen zuvor auf den Containerkranen angeordneten Transformatoren und ist zudem kostengünstiger als die N Transformatoren. Dabei wird die Niederspannung vorteilhaft als ein- oder mehrphasige Wechselspannung über die Stromschiene(n) übertragen. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Niederspannung als Gleichspannung übertragen wird.
  • Durch die Verwendung von Niederspannung zur Energieübertragung mittels der Stromschienen sind vorteilhaft niedrigere Anforderungen an die elektrischen Komponente, z.B. Kriechstrecken, gegeben. Hierdurch kann vorteilhaft eine kompakte Bauweise gewählt werden.
  • Die Containerkrane können dabei in einer Gasse oder in verschiedenen Gassen fahren. Oft fahren mindestens zwei Containerkrane auf einem Gleis entlang einer Gasse. Die Gassen sind meist parallel und in geringem Abstand zueinander angeordnet, so dass die Leitungswege zwischen den Gassen und der Umspannungseinheit hinreichend kurz sind, so dass keine unvertretbaren Leitungsverluste entstehen. Die Einspeisung der Versorgungsspannung im Niederspannungsbereich in die Stromschiene einer Gasse erfolgt entweder mittels Kopf- oder Mitteneinspeisung.
  • Die Umspannungseinheit kann dabei in einem Gehäuse, einem Haus oder z.B. einem Container angeordnet sein. Die Umspannungseinheit kann dabei innerhalb, neben und/oder vor der Gasse bzw. den Gassen und/oder der oder den Stromschienen der Containerkrane angeordnet sein. Bevorzugt ist die Umspannungseinheit in einem stapelbaren Container angeordnet, so dass die Aufstandsfläche der Umspannungseinheit in der Gasse weiter für andere Frachtgutcontainer genutzt werden kann, in dem diese auf den Container der Umspannungseinheit gestapelt werden.
  • Zudem ist es vorteilhaft möglich, dass mindestens ein elektrischer Energiespeicher, welcher z.B. in dem Container oder Gehäuse der Umspannungseinheit oder in einem eigenen Gehäuse oder Container angeordnet ist, im Containerterminal angeordnet ist, und der bzw. die Energiespeicher zur Speicherung elektrischer Energie dient bzw. dienen. So kann der Energiespeicher bei Ausfall der Mittelspannungsversorgung als Energiequelle für die Containerkrane dienen, so dass z.B. ein Containerkran noch sicher seinen angehobenen Container absetzen kann. Auch kann der Energiespeicher zur Speicherung von elektrischer Energie dienen, die durch Rekuperation auf dem Containerkran erzeugt worden ist.
  • Der zuvor beschriebene Energiespeicher ist dabei über einen Wechselrichter vorteilhaft mit dem Niederspannungsnetz verbunden. Selbstverständlich ist es auch möglich, den Energiespeicher über einen Wechselrichtung mit dem Mittelspannungsnetz zu verbinden.
  • Es ist ebenso im Sinne der Erfindung, wenn auf mindestens einem Containerkran mindestens ein weiterer Energiespeicher vorgesehen ist, der zur Speicherung elektrischer Energie dient. Dabei kann der auf dem Containerkran angeordnete Energiespeicher mittels der über die Stromschiene zur Verfügung gestellte Niederspannung geladen werden und/oder zur Zwischenspeicherung der bei der Rekuperation erzeugten elektrische Energie genutzt werden, welche z.B. beim Absenken eines zuvor angehobenen Containers oder beim Abbremsen des Containerkrans erzeugt wird. Der auf dem Containerkran angeordnete Energiespeicher ist dabei über einen Wechselrichter mit dem Niederspannungsnetz verbunden. Die in ihm gespeicherte Energie kann zum Antrieb des Containerkrans oder zur Speisung eines anderen Containerkrans dienen. Auch können die Energiespeicher vorteilhaft zur Glättung von Spannungsspitzen im Netz dienen.
  • Der Containerkran weist in der Regel einen seitlich herausstehenden Arm auf, an dessen Ende ein Stromabnehmerwagen mit Schleifkontakten, insbesondere in Form von Schleifkohlen, angeordnet ist, die mit den einzelnen Stromschienenleitern der Stromschiene in Kontakt sind. Der seitlich herausstehende Arm lässt dabei Toleranzen in der Höhe (Z-Richtung) sowie Toleranzen des Abstandes zwischen Stromschiene und Containerkran (Y-Richtung) zu. Die Toleranz in Fahrtrichtung (X-Richtung) ist auf ein Minimum beschränkt. Der schienengebundene Kran wird, insbesondere mittels absoluter Positionserkennung, zielgerichtet zu dem jeweiligen Containerstellplatz verfahren, wobei das Positionierungssystem entlang der Stromschienentraße bzw. Gasse, insbesondere im Stahlbau der Trasse für die Stromschiene, installiert ist. Vorteilhaft erfolgt dabei die Positionsauswertung über mindestens einen Sensor, welcher am Containerkran, seinem Arm oder dem Stromabnehmerwagen angeordnet ist.
  • Zunehmend sind die Containerkrane autonom ausgebildet, d.h. es ist kein Fahrpersonal mehr notwendig. Die Containerkrane erhalten lediglich den Befehl, einen Container von einem bestimmten Platz abzuholen und zu einem Zielplatz zu verfahren und dort abzusetzen. Dabei ist es von essentieller Bedeutung, dass der Containerkran sehr exakt seine Zielpositionen anfährt und eine genügend hohe Wiederholgenauigkeit erzielt. Hierfür können entlang der Gasse bzw. Trasse Positionseinrichtungen angeordnet sein, wie z.B. Codeschienen, die sich entlang der Stromschiene erstrecken und von denen die absolute Position mittels entsprechender Sensoren ablesbar ist und/oder die mittels Inkrementalgebern ablesbar sind, und beim Verfahren die einzeln zurückgelegten Wegstrecken aufaddiert werden können. Auch ist es möglich, dass der Containerkran mittels eines Satellitennavigationsgerätes seine Position ermittelt. Auch ist es möglich, dass im Bereich des Containerterminals mehrere Transponder fest installiert sind, mithilfe deren Signale der Containerkran anhand der Laufzeiten und des Triangulationsverfahrens seine Position bestimmen kann.
  • Es ist jedoch besonders vorteilhaft, wenn zusätzlich noch in jeder Stellplatzreihe für Container in der Gasse jeweils noch Reihenmarkierungen angeordnet sind. Erkennt ein Sensor des Containerkrans eine derartige Reihenmarkierung, so weiß er, dass er sich an einer Reihe befindet, in der er einen Container abholen bzw. absenken kann. Dabei können die Reihenmarkierungen derart ausgebildet sein, dass durch Ablesen der Reihenmarkierung die Reihennummer in der Gasse hervorgeht oder lediglich bekannt ist, dass es sich um eine Stellplatzreihe handelt. Im letzteren Fall müsste die Information, um welche Stellplatzreihe es sich genau handelt, aus der Auswertung der oben beschriebenen Positionseinrichtung(en) gewonnen werden. Es ist offensichtlich, dass es vorteilhafter ist, wenn die Nummer der jeweiligen Stellplatzreihe direkt aus der Reihenmarkierung auslesbar ist. Die Reihenmarkierung kann dabei optisch, magnetisch oder mittels elektromagnetischer Wellen abgelesen bzw. erfasst werden. Durch die Verwendung von mindestens zwei Systemen zur Positions- bzw. Ortsbestimmung des Containerkrans ergibt sich vorteilhaft ein redundantes System. So ist es auch möglich, dass es sich bei den Reihenmarkierungen um RFID-Chips handelt, die nach Anregung ihre Informationen in Richtung eines am Containerkran befestigten Lesesystems aussenden.
  • Das erfindungsgemäße Containerterminal kann zudem über eine Einrichtung zur Steuerung der Energieflüsse und Handlungsabläufe aufweisen. Diese Einrichtung kann z.B. die Abläufe im Containerterminal so steuern, dass zur Verringerung der über das Mittelspannungsnetz zuzuführenden Energie ein oder mehrere Containerkräne zu einer bestimmten Zeit ihre Container anheben und gleichzeitig ein oder mehrere Containerkräne ihre Container herablassen, wobei beim Herablassen der Container die mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt (Rekuperation) und über Wechselrichter in das Niederspannungsnetz zurückgeführt wird. Durch die Synchronisierung verschiedener Handlungsabläufe kann somit die maximale Leistungsaufnahme des Containerterminals gesenkt werden, wodurch die Zuführleitungssysteme und Komponenten vorteilhaft für kleinere Leistungen ausgelegt werden können und damit insbesondere kostengünstiger sind. So kann die Einrichtung die Containerkrane so steuern, dass eine maximale Anzahl von Kranen gleichzeitig Container anhebt, so dass die maximale Leistungsaufnahme des Terminals einen bestimmten Wert nicht überschreitet. Unter Berücksichtigung der in den einzelnen Energiespeichern gespeicherten elektrischen Energie ist ein effizientes Energiemanagement möglich.
  • Nachfolgend werden verschiedene mögliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Containerterminals anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1: Draufsicht auf ein Containerterminal mit Containerbrücken, einer Kaimauer, sowie schienengebundener Containerkrane, die entlang von Gassen verfahrbar sind;
    • 2: perspektivische Ansicht zweier Gassen mit jeweils einem in jeder Gasse verfahrbaren schienengebundenen Containerkran;
    • 3: Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Hafenanlage mit vier Containergassen, wobei an den Enden jeder Gasse jeweils Ladebereiche für Lastkraftwagen und AGVs vorgesehen sind;
    • 4: Darstellung für zwei Containerkräne, die energieoptimiert betrieben werden;
    • 5: Ladebereich für AGVs mit galvanischen Ladestationen;
    • 6: Ladebereich für AGVs mit induktiven Ladestationen;
    • 7: Hafenterminal mit Ladestationen im Parkbereich für AGVs zwischen den Containergassen und den Containerbrücken.
  • Die 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Containerterminal mit Containerbrücken 12 zum Be- und Entladen von Containerschiffen S, einer Kaimauer K, sowie auf Schienen 4 verfahrbarer schienengebundener Containerkrane 1, die entlang der Gassen G1, G2, G3, G4 verfahrbar sind. In jeder Gasse Gi sind Aufstellflächen für Frachtcontainer C vorhanden, die in Reihen Ri=1-x und Spalten SPj=1-y angeordnet sind. Je nach Ausführungsform der Containerkrane 1 können mehrere Frachtcontainer übereinander gestapelt werden. Dabei ist eine Stapelhöhe von 6-7 Containern nicht unüblich. Das Containerterminal wird über eine Hochspannungsleitung 11 mit elektrischer Energie versorgt, wobei die Hochspannung mittels eines Transformators 10 in eine Mittelspannung MU von 3,3 bis 30 kV herunter transformiert wird. Das Mittelspannungsnetz ist als Ringnetz 6 ausgebildet, wobei der Ring 6 über eine Verbindungsleitung 9 mit dem Transformator 10 in Verbindung ist. Zusätzliche Verbindungsleitungen 7 sind vorgesehen, um einerseits die Störanfälligkeit des Mittelspannungsnetzes zu verringern und andererseits die Mittelspannung direkt zu bestimmten Verbrauchern zu führen. Über die Verbindungsleitung 8 ist eine Umspannungseinheit 5 mit dem Mittelspannungsnetz 6, 7 verbunden. Die Umspannungseinheit 5 ist in einem Container im Bereich der Gasse G4 angeordnet und transformiert die Mittelspannung MU in eine Niederspannung NU von 380V bis 1.000V, je nachdem, welche Niederspannung NU für den Antrieb der Containerkrane 1 benötigt wird. Meist handelt es sich bei dem Mittelspannungsnetz um ein dreiphasiges Drehstromnetz, wobei das Niederspannungsnetz ein Drehstromnetz mit einer Spannung von 380V bis 1.000V ist. Die Umspannungseinheit 5 speist über das Niederspannungsnetz 3 die Stromschienen 2. Über seine Stromabnehmerkontakte 1a wird jeder Containerkran 1 mit Niederspannung NU versorgt. Für die acht in den vier Gassen G1-4 fahrenden schienengebundenen Containerkranen 1 wird lediglich eine Umspannungseinheit 5 benötigt. Auf den Containerkranen 1 ist lediglich ein Schaltschrank und evtl. Frequenzumrichter 1b, insbesondere für die Antreibe, anzuordnen.
  • Selbstverständlich ist es auch möglich, dass mehrere Umspannungseinrichtungen 5 vorgesehen sein können. Dies kann notwendig sein, wenn eine Umspannungseinheit 5 nicht mehr alle vorhandenen Containerkrane 1 alleine versorgen kann.
  • Die Umspannungseinheit 5 ist vorteilhaft in einem stapelbaren Container angeordnet, so dass auf die Umspannungseinheit 5 Frachtcontainer gestapelt werden können, so dass die Aufstellfläche für die Umspannungseinheit 5 nur zum Teil für das Abstellen von Frachtcontainern C verloren geht. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Umspannungseinheit 5 auf mehrere Container zu verteilen. Auch ist es möglich, dass ein Teil der Umspannungseinheit 5 in einem Container und ein anderer Teil der Umspannungseinheit in einem Gebäude oder Gehäuse angeordnet ist, wobei der Container bevorzug in der Gasse auf einem sonst für Frachtcontainer C vorgesehenen Platz und das Gebäude bzw. Gehäuse außerhalb der Gasse Gi oder an einem anderen Ort der Gasse Gi angeordnet ist. Ebenso ist es möglich, die Umspannungseinheit 5 in einem Container oder sonstigen Gehäuse oder Gebäude im Bereich 30 vor der Stromschiene 2 bzw. der Schiene 4 anzuordnen und über eine Leitung 8' mit dem Mittelspannungsnetz 6, 7 zu verbinden.
  • Die 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Containerterminals mit zwei Gassen G1, G2, wobei in jeder Gasse jeweils ein schienengebundener Containerkran 1 verfährt. Jede Gasse G1, G2, hat einen Bereich 13, z.B. für Lastkraftwagen 21, die Container C in den Containerhafen bringen oder von dort abholen. In dem Bereich 13 können Ladestationen 20 z.B. für das Aufladen elektrischer Energiespeicher im LKW 21 angeordnet sein. Die Ladestationen 20 können in oder auf der Fahrbahn angeordnet sein. Das Aufladen kann dabei über galvanische Kontakte und/oder mittels Induktionsspulen, insbesondere berührungsfrei, erfolgen. Am anderen Ende der Gassen sind Bereiche 14 für AGVs oder sonstigen Container-Transportfahrzeugen vorgesehen, welche die Container innerhalb des Containerterminals verschieben, insbesondere hin zu den Containerbrücken 12 und von den Containerbrücken 12 hin zu den Containerkranen 1 transportieren. In den Bereichen 14 sind ebenfalls Ladekontakte 16 zum Laden der Energiespeicher der AGVs bzw. sonstigen Container-Transportfahrzeugen vorgesehen. Diese können in oder auf der Fahrbahn angeordnet sein.
  • Die Umspannungseinheit 5 weist einen Transformator 5a auf, der die Mittelspannung in die Niederspannung NU heruntertransformiert und umgekehrt. Die Niederspannung wird einem Umrichter 5b zugeführt, welcher aus der Niederspannung NU eine Gleichspannung zum Laden des Energiespeichers 5c macht. Zusätzlich ist der Umrichter 5b in der Lage, die vom Energiespeicher 5c gelieferte Gleichspannung in die AC-Niederspannung NU umzuwandeln, so dass eine Energieeinspeisung vom Energiespeicher 5c in das Niederspannungsnetz sowie optional auch in das Mittelspannungsnetz 6 möglich ist.
  • Zwischen den beiden Gassen ist eine Stromschienentrasse mit zwei daran angeordneten Stromschienen 2 angeordnet, wobei die Containerkrane 1 Stromabnehmerkontakte 1a aufweisen, die auf den Stromschienen 2 schleifen. Die Stromabnehmerkontakte 1a sind über elektrische Leitungen mit einem nicht dargestellten Schaltschrank in Verbindung, welcher auf dem Containerkran 1 angeordnet ist. Optional kann ein Energiespeicher 1c auf dem Containerkran 1 angeordnet sein, der zur Speicherung elektrischer Energie dient. Dabei kann der Energiespeicher 1c über das Niederspannungsnetz oder aber durch Rekuperation gewonnene Energie aufgeladen werden. Ebenso ist es möglich, dass die Rekuperationsenergie direkt oder die im Energiespeicher gespeicherte Energie über einen Wechselrichter 1b in das Niederspannungsnetz über die Stromschiene 2 eingespeist wird.
  • Die 3 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hafenanlage mit vier Containergassen G1-4, wobei an den Enden jeder Gasse jeweils Ladebereiche 13, 14 für Lastkraftwagen und AGVs vorgesehen sind. Jedem Ladebereich 13, 14 ist eine eigene Umspannungseinheit 15 und Steuereinheit 17 zugeordnet. Die Umspannungseinheiten 15 transformieren die Mittelspannung MU in eine Niederspannung bzw. eine für die Steuereinheiten 17 benötigte Spannung herunter. Die Steuereinheiten 17 dienen zur Steuerung der Ladevorgänge der Energiespeicher der LKWs und AGVs. Selbstverständlich ist es optional auch möglich, dass die Umspannungseinheiten 15 auch noch die Versorgung der Containerkrane 1 mit Niederspannung übernehmen. Bei entsprechender Auslegung kann es auch reichen, lediglich eine Umspannungseinheit 15 für beide oder alle Ladebereiche 13, 14 und optional auch der Containerkrane 1 vorzusehen. Das Laden der LKWs und AGVs kann entweder galvanisch über Ladekontakte und/oder induktiv mittels Induktionsspulen erfolgen.
  • Die 4 zeigt eine Darstellung für zwei Containerkrane 1, die energieoptimiert betrieben werden. Der linke Containerkran wird nachfolgend als Kran 1 und der rechte Containerkran nachfolgend mit Kran 2 bezeichnet. Über eine nicht dargestellte Einrichtung zur Steuerung der Handlungsabläufe der Containerkrane 1 werden deren Bewegungen synchronisiert, so dass, während der Kran 1 einen Container C absenkt, gleichzeitig der Kran 2 einen Container C anhebt und umgekehrt. Beim Absenken eines Containers wird über Rekuperation Energie erzeugt, die in das Niederspannungsnetz über die Stromschiene 2 eingespeist wird. Die durch Rekuperation gewonnene Energie ist abhängig vom Gewicht des gerade abgesenkten Containers C in der Regel geringer als die für das Anheben benötigte Energie. Dies ist in den Diagrammen über den zeitlichen Energieverbrauch zu sehen. Ein negativer Energieverbrauch bedeutet dabei, dass Energie rückgewonnen wird. Der resultierende Gesamtenergieverbrauch beider Krane 1 und 2 ist somit geringer als der Energieverbrauch der unkoordiniert agierenden Krane 1 und 2.
  • Die 5 zeigt den Ladebereich 14 für AGVs 18 mit galvanischen Ladestationen 16, die über einen Gleichrichter 15 mit einer Ladespannung LU, meist einer Gleichspannung, gespeist werden. Die 6 zeigt einen Ladebereich 14 für AGVs 18 mit induktiven Ladestationen 16, wobei die induktiven Ladestationen 16 Induktionsspulen aufweisen, die ein hochfrequentes Magnetfeld erzeugen und über die induktive Kopplung mit im AGV angeordneten Induktionsspulen zur Energieübertragung zusammenwirken. Selbstverständlich ist es auch möglich, im Ladebereich sowohl galvanische Ladestationen als auch induktiven Ladestationen 16 in oder auf der Fahrbahn anzuordnen.
  • Die 7 zeigt ein Hafenterminal mit Ladestationen 16, die im Parkbereich 24 für AGVs 18 zwischen den Containergassen G und den Containerbrücken 12 angeordnet sind. Die Ladestationen 16 sind dabei an eine Umspannungseinheit und Ladesteuerung 15 angeschlossen, welche mit ihrem Eingang an das Mittelspannungsnetz 6, 7, 9 angeschlossen ist und über dieses versorgt wird. Die Parkbereiche 24 werden dabei gleichzeitig zum Laden der batteriebetriebenen AGVs genutzt.

Claims (24)

  1. Containerterminal, insbesondere in Form einer Hafenanlage, mit mindestens einem schienengebundenen Containerkran (1), wobei das Containerterminal ein Mittelspannungsnetz (6, 7) aufweist, an das mindestens eine Umspannungseinheit (5) angeschlossen ist, und die Umspannungseinheit (5) die Mittelspannung (MU) des Mittelspannungsnetzes (6, 7) in eine Niederspannung (NU) umwandelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederspannung (NU) über mindestens eine Stromschiene (2) einem schienengebundenen Containerkran (1) zugeführt ist und zu dessen elektrischer Versorgung dient.
  2. Containerterminal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ein- oder mehrphasige Niederspannung (NU) zwischen 110V bis 1.500V, bevorzugt zwischen 380V bis 1000V, beträgt oder die Niederspannung (NU) eine Gleichspannung ist.
  3. Containerterminal nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Containerkran (1) in einer Gasse (Gi=1-4) entlang mindestens einer Stromschiene (2) auf Schienen (4) verfahrbar ist, wobei die Energieversorgung des Containerkrans (1) über die mindestens eine Stromschiene (2) erfolgt, und dass die Umspannungseinheit (5) in, neben und/oder vor der Gasse (Gi=1-4) und/oder der Stromschiene (2) des Containerkrans (1) oder eines anderen schienengebundenen Containerkrans (1) angeordnet ist.
  4. Containerterminal nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umspannungseinheit (5) in einem Gehäuse oder mehreren Gehäusen, insbesondere in einem oder mehreren Containern angeordnet ist.
  5. Containerterminal nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Container mit der darin angeordneten Umspannungseinheit (5) innerhalb der Gasse (Gi) auf mindestens einem für Frachtcontainer (C) vorgesehenen Abstellplatz angeordnet ist, so dass Frachtcontainer (C) über den Container mit der Umspannungseinheit (5) stapelbar sind.
  6. Containerterminal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umspannungseinheit (5) über ein Energiekabel (8) an ein Mittelspannungsnetz (6, 7) angeschlossen ist.
  7. Containerterminal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hafenanlage mindestens einen elektrischen Energiespeicher (5c) aufweist, welcher zusammen mit der Umspannungseinheit (5) in einem Gehäuse oder in einem gesonderten Gehäuse, insbesondere in einem stapelbaren Container, innerhalb, neben und/oder vor der Gasse (Gi=1-4) und/oder einer Stromschiene (2) angeordnet ist.
  8. Containerterminal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Containerkran (1) ein elektrischer Energiespeicher (1c) angeordnet ist.
  9. Containerterminal nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Energiespeicher (1c, 5c) zur Speicherung der durch einen Containerkran (1) rückgewonnenen elektrischen Energie und/oder zur Einspeisung elektrischer Energie in das Niederspannungsnetz (2, 3) dient.
  10. Containerterminal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Umspannungseinheit (5) Ladestationen (16, 20) versorgt werden, welche zum Laden elektrischer Energiespeicher von Fahrzeugen (18, 21) dienen und/oder eine Umspannungseinheit (5) eine zentrale Ladesteuerungseinheit (17) versorgt, an die Ladestationen (16, 20) angeschlossen sind.
  11. Containerterminal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an das Mittelspannungsnetz (6, 7), insbesondere über eine Zuführleitung (8) mindestens eine weitere Umspannungseinheit (15) angeschlossen ist, die die Mittelspannung (MU) in ein Niederspannung (NU) umwandelt, wobei die Niederspannung (NU) Ladestationen (16, 20) zum Aufladen von Energiespeichern von Fahrzeugen (18, 21) über elektrische Leitungen (16a, 20a) zugeführt wird, und dass die Ladestationen (16, 20) im Bereich, insbesondere Endbereich (13, 14), einer Gasse (Gi=1-4) und/oder im Bereich zwischen den Gassen (Gi=1-4) und der Kaimauer (K), insbesondere im Parkbereich (24) für AGVs, angeordnet sind.
  12. Containerterminal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestationen (16, 20) galvanische Kontakte zur Kontaktierung mit Stromabnehmern der Fahrzeuge (18, 21) sind bzw. aufweisen.
  13. Containerterminal nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestationen (16) Induktionsspulen zur induktiven Energie- und/oder Datenübertragung aufweisen, die insbesondere Bestandteil von elektrischen Schwingkreisen sind.
  14. Containerterminal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umspannungseinheiten (5, 15) zusätzlich Kommunikationseinrichtungen aufweisen, über die die Containerkräne (1) und/oder die an den Ladestationen (16, 20) angeschlossenen Fahrzeuge (18, 21) mit mindestens einer entfernt angeordneten Datenkommunikationseinrichtung kommunizieren.
  15. Containerterminal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Containerterminal eine Anbindung zu einem Hafen (W) und Containerbrücken (12) zum Be- und Entladen von Containerschiffen (S) aufweist.
  16. Containerterminal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Steuerung der Handlungsabläufe der Containerkrane (1) vorhanden ist, die anhand der zu erledigenden Aufgaben im Containerterminal die Handlungsabläufe zumindest einiger oder aller Containerkrane (1) steuert.
  17. Containerterminal nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Steuerung der Handlungsabläufe anhand des benötigten Energiebedarfs der zu erledigenden Aufgaben die zeitliche Reihenfolge und den zeitlichen Ablauf des Abarbeitens der zu erledigenden Aufgaben bestimmt.
  18. Containerterminal nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Steuerung der Handlungsabläufe den einzelnen Containerkranen (1) Steuerbefehle übersendet, die Informationen enthalten, wann welche Aufgabe zu erledigen ist.
  19. Containerterminal nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Steuerung der Handlungsabläufe Bewegungen der Containerkrane, insbesondere das Anheben und Absenken der Container und/oder das Verfahren des Containerkrans, miteinander synchronisiert.
  20. Containerterminal nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Steuerung der Handlungsabläufe zusätzlich den Ladezustand zumindest eines Energiespeichers (1c, 5c) überwacht und die Einrichtung das Aufladen der Energiespeicher (1c, 5c) steuert und/oder in Abhängigkeit des Ladezustandes der Energiespeicher (1c, 5c) den zeitlichen Ablauf des Abarbeitens der zu erledigenden Aufgaben bestimmt.
  21. Schienengebundener Containerkran (1), insbesondere für ein Containerterminal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der schienengebundene Containerkran (1) einen Stromabnehmer (1s) aufweist, mit dem er die an der Stromschiene (2) anliegende Niederspannung (NU) abgreift.
  22. Schienengebundener Containerkran (1) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Containerkran (1) ein elektrischer Energiespeicher (1c) angeordnet ist, der mittels der über die Stromschiene (2) zugeführten Niederspannung (NU) aufladbar ist.
  23. Schienengebundener Containerkran (1) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Energiespeicher (1c) zu Speicherung der bei der Rekuperation erzeugten elektrischen Energie, insbesondere beim Absetzen von Containern oder Abbremsen des Containerkrans (1), dient.
  24. Schienengebundener Containerkran (1) nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umspannungseinheit (5) innerhalb, neben und/oder vor einer Gasse (Gi) angeordnet ist, wobei die Umspannungseinheit (5) eine Mittelspannung, insbesondere eine Spannung (MU) von 3,3 bis 30 kV in eine Niederspannung (NU), insbesondere eine Spannung von 110 bis 1.500 V, besonders bevorzugt in eine Spannung von 380 V bis 1.000 V, umwandelt.
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