DE102017107310A1 - Elektrifizierung von Transportsystemen in einem Containerterminal - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Containerterminal, insbesondere in Form eines Containerhafens, mit mindestens zwei Containerkranen (1, 12), wobei das Containerterminal über eine Umspannanlage (10) mit einem Hochspannungsnetz (11) verbunden ist, wobei mindestens ein Energiespeicher (1c, 5c) vorhanden ist, mit dem elektrische Energie gespeichert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Steuerung der Handlungsabläufe (E) der Containerkrane (1, 12) vorhanden ist, die anhand der zu erledigenden Aufgaben im Containerterminal die Handlungsabläufe zumindest einiger oder aller Containerkrane (1, 12) steuert.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Containerterminal, insbesondere in Form eines Containerhafens, mit in Gassen verfahrbaren Containerkranen, wobei im Containerterminal autonom fahrende Fahrzeuge, insbesondere zum Transport von Containern, vorhanden sind, welche elektrische Energiespeicher aufweisen, die zur Versorgung mindestens eines elektrischen Antriebes des Fahrzeugs dienen, wobei Ladestationen vorgesehen sind, welche zum Laden der elektrischen Energiespeicher der Fahrzeuge dienen.
  • Autonom fahrende Fahrzeuge in einem Containerterminal sind bekannt. Diese sind entweder dieselbetrieben oder weisen einen Elektroantrieb mit einem Energiespeicher, insbesondere in Form einer Batterie, auf. Beim Dieselbetrieb ergeben sich nachteilig relativ hohe Kraftstoffkosten. Zusätzlich ist der hohe CO2-Ausstoß und Rußausstoß nachteilig. Bei elektrisch angetriebenen autonomen Fahrzeugen existieren unterschiedliche Konzepte für deren Aufladung. So sind Systeme bekannt, bei denen die entladenen Energiespeicher gegen geladene komplett ausgetauscht werden. Auch sind Systeme mit Steckern und Kabeln bekannt, bei denen die autonomen Fahrzeuge zum Aufladen an Ladestationen fahren müssen, wobei dann der Stecker zum Aufladen in eine Steckdose eingesteckt werden muss, was in der Regel händisch erfolgt. Auch sind Systeme bekannt, bei denen Schleifleitungen in oder neben der Fahrbahn verlegt sind. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass das Verlegen der Schleifleitungen sehr aufwendig und teuer ist und die autonomen Fahrzeuge meist nur für einen kurzen Zeitraum die mit Schleifleitungen ausgerüstete Fahrstrecke verlassen können. Auch sind Systeme bekannt, bei denen Primärleiterschleifen im Boden verlegt sind, über die die autonomen Fahrzeuge mittels einer meist am Fahrzeugboden angeordneten „Pick-Up“ induktiv Energie zugeführt bekommen. Auch bei diesen Systemen ist ein großer Aufwand zur Verlegung für den Anschluss der Primärleiterschleife notwendig. Wie beim zuvor beschriebenen System können sich die autonomen Fahrzeuge auch nur für einen relativ kurzen Zeitraum von der Primärleiterschleife entfernen.
  • Sofern elektrisch angetriebene autonome Fahrzeuge eingesetzt werden, müssen diese meist an gesondert im Containerterminal angeordneten Ladestationen geladen werden, wobei sich die Ladestationen meist abseits der Zonen im Terminal befinden, an denen Container bewegt werden. Das Aufladen der Energiespeicher der autonomen Transportfahrzeuge kann neben der steckerbasierten Lösung auch noch über galvanische Ladekontakte oder mittels induktiver Energieübertragung und Induktionsspulen erfolgen. Die galvanischen Kontaktelemente bzw. die Induktionsspulen sind dabei meist im oder auf dem Fahrbahnboden angeordnet.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Containerterminal bereitzustellen, bei dem die insbesondere autonom fahrenden und elektrisch angetriebenen Fahrzeuge effektiv aufgeladen werden können.
  • Diese Aufgabe wird mittels eines Containerterminals gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gelöst, bei dem die Ladestationen im Bereich, insbesondere Endbereich, einer Gasse und/oder im Bereich zwischen den Gassen und der Kaimauer, insbesondere im Parkbereich für AGVs, angeordnet sind.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Terminals gemäß Anspruch 1 ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche.
  • Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Ladestationen im Bereich einer Gasse eines Containerkrans, insbesondere im Endbereich, wo die Container transportierenden, insbesondere autonomen, Fahrzeuge, meist in der Form von z.B. AGVs oder Portalhubwagen, Container aus der Gasse abholen oder anliefern, ergibt sich der Vorteil, dass dort z.B. die AGVs ohnehin eine Zeit lang still stehen müssen, bis ein Container vom Containerkran auf ihnen abgesetzt bzw. der auf dem AGV befindliche Container abgeladen worden ist. Diese Zeit kann vorteilhaft zum Aufladen des Energiespeichers des bzw. der über den Ladestationen geparkten bzw. haltenden AGVs genutzt werden. Hierfür müssen die AGVs mit entsprechenden Ladekontaktelementen oder Pick-Ups für die induktive Energieübertragung ausgerüstet werden. Die Ladekontaktelemente bzw. Pick-Ups werden vorteilhaft am Fahrzeugboden angeordnet. Sofern galvanische Kontaktelemente verwendet werden, können entsprechende Absenkvorrichtungen am Fahrzeug angeordnet werden. Es ist jedoch auch möglich, die am Boden stationär angeordneten Ladekontakte in Richtung Fahrzeugboden anzuheben, sobald das autonome Fahrzeug richtig relativ zur Ladestation angeordnet bzw. geparkt ist. Sofern Induktionsspulen zur induktiven Energieübertragung verwendet werden, kann entweder die Pick-Up abgesenkt oder die stationären Induktionsspule in Richtung der Pick-Up des AGVs angehoben werden.
  • Schienengebundene Containerkrane bzw. in Gassen verfahrbare RTGs überbrücken eine Gasse mit in Reihen und Spalten angeordneten Aufstandsflächen für Container. Dabei sind in einer Reihe mehrere Container nebeneinander in Spalten parallel zueinander angeordnet. Am Anfang und Ende jeder Gasse befinden sich in der Regel Ladeflächen für LKWs und autonom verfahrbare Fahrzeuge. Die LKWs transportieren die Container in und aus dem Containerterminal bzw. Hafenterminal heraus, wobei sie zu den Ladeflächen fahren müssen, um dort be- und entladen zu werden. Die autonomen Fahrzeuge (AGVs) benutzen die Ladeflächen am anderen Ende der Gasse und fahren in einem speziell für sie vorgesehenen Bereich des Containerterminals. Die Erfindung sieht nun vor, dass die Ladestationen so im Bereich der Ladeflächen vorgesehen sind, dass die AGVs bzw. LKWs nur auf die Ladefläche fahren müssen und damit bereits zu der der jeweiligen Ladefläche zugeordneten Ladestation positioniert sind. Die Ladestation kann, wie bereits zuvor beschrieben, Kontaktflächen aufweisen, mit denen entsprechende korrespondierende Kontaktflächen des AGV bzw. LKW kontaktieren. Ebenso ist es möglich, das der Ladevorgang nicht über elektrische Kontakte, sondern induktiv mittels der zuvor beschriebenen Induktionsspulen und Pick-Ups erfolgt. Die primären Kontaktflächen bzw. Induktionsspulen sind dazu im Bereich der Ladefläche vorteilhaft im oder auf der Fahrbahn angeordnet. Ebenso ist es möglich, dass seitlich neben oder auf der Ladefläche entsprechende ausgebildete Ladestationen angeordnet sind, durch die die Fahrzeuge von der Fahrzeugseite her geladen werden.
  • Ebenso ist es im Sinne der Erfindung, wenn andere Bereiche des Containerterminals mit den erfindungsgemäßen Ladestationen ausgerüstet werden, bei denen die AGVs entweder zum Be- und Entladen oder dauerhaft geparkt werden. Hierdurch wird der meist knappe Platz im Containerterminal effektiv genutzt.
  • Die Ladestationen können einzeln oder in Gruppen angeordnet werden. Vorteilhaft sind mehrere Ladestationen an einer Ladesteuerungseinheit angeschlossen, wobei die Ladesteuerungseinheit den Ladevorgang an sich steuert. So können die Ladesteuerungseinheit und die Ladestationen so ausgebildet sein, dass die Energieübertragung erst dann beginnt, wenn das AGV korrekt relativ zu den stationären bzw. primären Ladekontakten bzw. Induktionsspulen geparkt bzw. angehalten worden ist. Ob das AGV richtig relativ zu den primären Kontakten bzw. Induktionsspulen positioniert ist, kann z.B. mittels gesonderter Sensoren erfasst werden. So können entsprechende Positionskontaktelemente und/oder Positions-Induktionsspulen als „Sensoren“ vorgesehen sein, die mit korrespondierenden fahrzeugseitigen Kontaktelementen in Kontakt gebracht werden müssen oder im Falle der induktiven Energieübertragung mittels Induktionsspulen die stationären und fahrzeugseitigen Positions-Induktionsspulen eine Mindestkopplung erreicht haben müssen. So kann lediglich eine nicht personengefährdende Spannung auf einem Kontakt anliegen, so dass beim Betreten dieser Kontaktfläche eine Person nicht in Gefahr gebracht wird. Nur bei einer richtigen Positionierung des Fahrzeugs relativ zur Ladestation wird durch die fahrzeugseitigen Kontaktelemente ein Stromkreis geschlossen, was als richtige Positionierung gewertet wird, wonach dann die eigentlichen Kontaktflächen bzw. Kontaktelemente der Ladestation mit der Ladespannung beaufschlagt werden und der Ladevorgang beginnen kann. Bei der induktiven Energieübertragung können selbstverständlich auch die für die Energieübertragung vorgesehenen Induktionsspulen für die Positionierung bzw. der Positionserkennung des AGV genutzt werden.
  • Dadurch, dass der Aufladevorgang immer erst dann gestartet wird, wenn das AGV richtig zu den Ladestationen geparkt ist, wird ein maximales Maß an Sicherheit erreicht, da ein optimaler Berührungsschutz des Personals erreicht wird.
  • Durch das erfindungsgemäße Containerterminal wird vorteilhaft ein verringerter CO2-Ausstoß erzielt. Ferner ergeben sich weniger Wartungsintervalle und geringere Wartungskosten.
  • Das Containerterminal wird meist über ein Hochspannungsnetz gespeist, wodurch Umspanneinrichtungen vorzusehen sind. Meist wird die Hochspannung in eine Mittelspannung im Bereich von 3,3 kV bis 30 kV umgewandelt, wobei die Mittelspannung über ein Mittelspannungsnetz den entsprechenden Verbrauchern, wie z.B. Containerbrücken oder schienengebundenen Containerkranen zugeführt wird. Die Mittelspannung wird dann über weitere Umspanneinheiten in eine Niederspannung, meist 380 V bis 1.000 V umgewandelt und über ein Niederspannungsnetz den entsprechenden Verbrauchern zugeführt. Die Niederspannung kann auch zwischen 110 V und 1.500 V betragen und eine ein- oder mehrphasige Wechselspannung oder eine Gleichspannung sein.
  • Damit die Leitungen des Niederspannungsnetzes nicht zu lang werden, kann die Umwandlung in den Niederspannungsbereich mittels Umwandlungseinheiten erfolgen, welche vorteilhaft in einem Container oder sonstigen Gehäuse angeordnet werden kann und in relativer Nähe zu den Ladestationen und, falls vorhanden, der Ladesteuereinheit angeordnet wird. Bei der Verwendung eines stapelbaren Containers als Gehäuse für die Umwandlungs- und/oder Ladesteuereinheit ergibt sich der Vorteil, dass ein normaler Containerstandplatz verwendet werden kann. Auch können auf dem als Gehäuse genutzten Container weitere Frachtcontainer vorteilhaft gestapelt werden, so dass die für den Container für die Umwandlungseinheit bzw. die Ladesteuereinheit genutzte Containerfläche sehr effizient genutzt wird. So kann der Container innerhalb einer Gasse oder in unmittelbarer Nähe zu den Ladestationen angeordnet werden.
  • Die Ladesteuereinheit kann zudem so intelligent ausgebildet sein, dass nur im Falle eines Unterschreitens eines bestimmten Ladeniveaus des Energiespeichers des AGVs ein Aufladevorgang gestartet wird.
  • 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 verfahrbare schienengebundene 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 Containerkrane 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 bevorzugt 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 Containerkrane 1, 12 sind über Datenleitungen 40 mit der Einrichtung zur Steuerung der Handlungsabläufe E, insbesondere zu deren zeitlicher, Steuerung, verbunden. So kann die Einrichtung E als gesonderte Einrichtung in einem Gehäuse oder als Modul in einer Steuerung untergebracht sein. Es ist jedoch möglich, dass die Einrichtung E auch ein Computerprogramm ist, welches auf den Steuerungen der einzelnen Anlagen 1, 1c, 5, 5c, 18, 21 und Krane 1, 12 installiert ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass die Steuerung der Krane, Energiespeicher, etc. auch über Funksignale erfolgt, wodurch die Datenleitungen 40 entfallen können.
  • Zudem kann eine Optimierung der Handlungsabläufe vorgenommen werden. So ist es zudem besonders vorteilhaft, wenn die Handlungsabläufe so erfolgen, dass möglichst wenig Energie verbraucht wird. Auch kann eine Kostenoptimierung vorgenommen werden, z.B. indem bestimmte Handlungen, wie das Aufladen von Energiespeichern zu einer Zeit erfolgt, wenn die Energiepreise niedrig sind oder z.B. durch eigene Photovoltaikanlagen elektrische Energie produziert wird.
  • 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 für Lastkraftwagen 21, die Container C in den Containerhafen bringen oder von dort abholen. In dem Bereich 13 können Ladestationen 20 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 das Parken von AGVs vorgesehen, welche die Container im Containerterminal 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 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 die Einrichtung zur Steuerung der Handlungsabläufe E 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 induktive 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 (26)

  1. Containerterminal, insbesondere in Form eines Containerhafens, mit in Gassen (Gi=1-4) verfahrbaren Containerkranen (1), wobei im Containerterminal, insbesondere autonom, fahrende Fahrzeuge (18, 21), insbesondere zum Transport von Containern (C), vorhanden sind, welche elektrische Energiespeicher aufweisen, die zur Versorgung mindestens eines elektrischen Antriebes des Fahrzeugs (18, 21) dienen, wobei Ladestationen (16, 20) vorgesehen sind, welche zum Laden der elektrischen Energiespeicher der Fahrzeuge (18, 21) dienen, dadurch gekennzeichnet, 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.
  2. Containerterminal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Ladestation (16, 20) oder eine Gruppe von Ladestationen (16, 20) an einer Ladesteuerungseinheit (17) angeschlossen ist bzw. sind.
  3. Containerterminal nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladesteuerungseinheit (17) den Ladezustand der über die Ladestation (16, 20) aufzuladenden Energiespeicher überwacht und, insbesondere die Ladespannung, steuert.
  4. Containerterminal nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Gasse (Gi=1-4) Aufstandsflächen (AC) für Container in Reihen (Rj=1-8) und Spalten (SPk=1-9) angeordnet sind, wobei in einer Reihe (Rj) mehrere Container (C) nebeneinander in Spalten (SPk) parallel zueinander angeordnet werden, und im Endbereich (13, 14) jeweils mindestens eine Ladefläche (Lk) pro Spalte (Spk) vorgesehen ist, und dass im Bereich der Ladefläche (Lk) jeweils mindestens eine Ladestation (16, 20) im oder auf dem Boden angeordnet ist.
  5. 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.
  6. Containerterminal nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestationen (16) Induktionsspulen zur induktiven Energie- und/oder Datenübertragung aufweisen, die insbesondere Bestandteil von elektrischen Schwingkreisen sind.
  7. Containerterminal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestationen (16, 20) Kontakte, Sensoren und/oder Spulen aufweisen, die zur Erkennung, insbesondere Positionserkennung, des autonomen Fahrzeugs (18, 21) dienen.
  8. Containerterminal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestationen (16, 20) erst dann einen galvanischen Kontakt mit einer Versorgungsspannung für die Energieübertragung beaufschlagen und/oder die induktiv arbeitenden Ladestationen (16, 20) erst dann ein Magnetfeld zur Energieübertragung erzeugen, wenn das autonome Fahrzeug mit seinen Ladekontakten richtig zu den Ladekontakten der Ladestation (16, 20) positioniert ist.
  9. Containerterminal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Containerterminal ein Mittelspannungsversorgungsnetz (6, 7, 8) aufweist, über das die Containerkrane (1, 12) und Ladestationen (16, 20) elektrisch versorgt sind, wobei die Containerkrane (12) direkt und/oder über mindestens eine Umspannungseinheit (5, 15) an das Mittelspannungsversorgungsnetz (6, 7, 8) angeschlossen sind.
  10. Containerterminal nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an das Mittelspannungsnetz (6, 7) über eine Zuführleitung (8) mindestens eine weitere Umspannungseinheit (15) angeschlossen ist, die die Mittelspannung (MU) in ein Niederspannung (NU) umwandelt, wobei die Niederspannung (NU) den Ladestationen (16, 20) zum Aufladen von Energiespeichern von Fahrzeugen (18, 21) über elektrische Leitungen (16a, 20a) zugeführt wird.
  11. Containerterminal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an das Mittelspannungsnetz (6, 7, 8) mindestens eine Umspannungseinheit (5) angeschlossen ist, und die Umspannungseinheit (5) die Mittelspannung (MU) des Mittelspannungsnetzes (6, 7) in eine Niederspannung (NU) umwandelt und Containerkranen (1) über ein Niederspannungsnetz (3) und Stromschienen (2) zuführt.
  12. Containerterminal nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederspannung (NU) zwischen 110V bis 1.500V, bevorzugt zwischen 380V bis 1000V, beträgt und entweder eine ein- oder mehrphasige Wechselspannung oder eine Gleichspannung ist.
  13. Containerterminal nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Containerkran (1) in einer Gasse (Gi=1-4) entlang mindestens einer Stromschiene (2) auf Schienen (4) verfahrbar ist, wobei die Umspannungseinheit (5) innerhalb, 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.
  14. Containerterminal nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Umspannungseinheit (5) in einem Gehäuse oder mehreren Gehäusen, insbesondere in einem oder mehreren Containern angeordnet ist.
  15. Containerterminal nach Anspruch 14, 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 (AC) angeordnet ist, so dass Frachtcontainer (C) über den Container mit der Umspannungseinheit (5) stapelbar sind.
  16. Containerterminal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein elektrischer Energiespeicher (5c) vorhanden ist, 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.
  17. Containerterminal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Containerkran (1) ein elektrischer Energiespeicher (1c) angeordnet ist.
  18. Containerterminal nach Anspruch 16 oder 17, 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) und/oder zur Glättung der Niederspannung (NU) im Niederspannungsnetz (2, 3) dient.
  19. Containerterminal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umspannungseinheiten (5, 15) zusätzlich Kommunikationseinrichtungen aufweisen, über die die Containerkrane (1) und/oder die an den Ladestationen (16, 20) angeschlossenen Fahrzeuge (18, 21) mit mindestens einer entfernt angeordneten Datenkommunikationseinrichtung kommunizieren.
  20. 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.
  21. Containerterminal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Steuerung der Handlungsabläufe (E) der Containerkrane (1, 12) vorhanden ist, die anhand der zu erledigenden Aufgaben im Containerterminal die Handlungsabläufe zumindest einiger oder aller Containerkrane (1, 12) steuert.
  22. Containerterminal nach Anspruch 21, 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.
  23. Containerterminal nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Steuerung der Handlungsabläufe den einzelnen Containerkranen (1, 12) Steuerbefehle übersendet, die Informationen enthalten, wann welche Aufgabe zu erledigen ist.
  24. Containerterminal nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Steuerung der Handlungsabläufe Bewegungen der Containerkrane, insbesondere das Anheben und Absenken der Container und/oder das Verfahren der Containerkrane (1), miteinander synchronisiert.
  25. Containerterminal nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Steuerung der Handlungsabläufe mindestens einen der vorhandenen Energiespeicher (1c, 5c) insbesondere in den Zeiten auflädt bzw. von den zugehörigen Steuerungseinrichtungen des Containerterminals aufladen lässt, wenn die über das Hochspannungsnetz (11) bereitgestellte Energie kostengünstig ist.
  26. Containerterminal nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Containerkrane (1, 12) zu Gruppen von mindestens zwei Kranen zusammengefasst werden, wobei die Containerkrane einer Gruppe ihre Handlungen selbst miteinander synchronisieren und abstimmen, um die Belastung des Versorgungsnetzes (3, 6, 7, 8, 11) zu minimieren.
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