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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur schiffsgeneratorunabhängigen Stromversorgung von Schiffen mit einem Niederspannungsbordnetz in einem Hafen. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Um die Stromversorgung an Bord eines Schiffes aufrecht zu erhalten, laufen üblicherweise auch bei im Hafen vor Anker liegenden Schiffen die Dieselmotoren zur Stromerzeugung. Die Dieselmotoren von Containerschiffen weisen nicht nur einen hohen Treibstoffverbrauch auf, sondern stellen auch eine erhebliche Umweltbelastung auf Grund des Stickoxid- und Rußausstoßes dar. Aufgrund schärferer Umweltschutzgesetze sowie des Umstandes, dass einzelne Hafenbetreibergesellschaften planen, den Betrieb der Schiffsdieselmotoren zur Stromerzeugung im Hafen zu verbieten, gewinnt die Landstromversorgung der im Hafen vor Anker liegenden Schiffe mehr und mehr an Bedeutung, da durch die landseitige Stromversorgung die Dieselmotoren der Schiffe abgestellt werden können.
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Aus der
DE 10 2009 015 603 B4 ist ein Landstromanschluss für Kreuzfahrtschiffe bekannt, bei dem mittels eines teleskopierbaren Gelenkkrans eine landseitige Steckereinheit hin zur Kupplungseinheit an Bord des Schiffes verbracht wird, um die elektrische Kontaktierung der beiden Verteilungsnetze vollziehen zu können.
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Im Gegensatz zur Ausbildung auf Kreuzfahrtschiffen, bei denen die elektrische Kupplungseinheit an Bord des Schiffes angeordnet ist, ist bei Containerschiffen die elektrische Steckereinheit an Bord des Schiffes, in der Regel in einem Container, oder auch als Kabeltrommel angeordnet und muss mit einer landseitigen elektrischen Kupplungseinheit verbunden werden. Die schiffsseitige elektrische Steckereinheit besteht im Wesentlichen aus zwei auf einer gemeinsamen Kabeltrommel aufgewickelten elektrischen Kabeln, die endseitig mit Steckern versehen sind. Die beiden Kabel werden parallel von einer Kabeltrommel abgewickelt bzw. wieder auf diese aufgewickelt.
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Aus der
DE 10 2015 117 187 A1 ist weiterhin eine entlang einer Kaimauer verfahrbare Vorrichtung bekannt über die elektrische Anschlussleitungen zu einem an der Kaimauer festgelegten Schiff zuführbar sind, um das Schiff mit Landstrom zu versorgen.
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Die Plätze, an denen die Kreuzfahrtschiffe und großen Containerschiffe an einem Hafenterminal festmachen können, sind aus logistischen Gründen vorgegeben, so dass es hier möglich ist, die landseitigen Zuleitungen für die Landstromanschlüsse so anzulegen, dass die zum jeweiligen Schiff zu überbrückenden Anschlusswege in einer fest kalkulierbaren Wegstrecke liegen.
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Die zuvor beschriebenen Landstromanschlüsse sind für Kreuzfahrtschiffe und große Containerschiffe ausgelegt, die mit einem Mittelspannungsbordnetz im Bereich von 6,6 kV bis 10 kV ausgestattet sind.
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Im Gegensatz hierzu weisen kleinere Containerschiffe, die sogenannten Feeder, nur ein Niederspannungsbordnetz von 400 V, 440 V oder 690 V auf, weswegen diese Schiffe nicht mit den bekannten Landstromanschlüssen versorgt werden können.
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Die Feeder, die als Zulieferer und Verteiler für große Containerschiffe und kleinere Küsten- und Binnenhäfen genutzt werden, haben keine vorgegebenen Festmachplätze an den Hafenterminals und werden dort festgemacht, wo gerade Platz ist. Aus diesem Grunde ist es nicht möglich, eine zusätzliche Landstromversorgung im Niederspannungsbereich vorzuhalten, da keine fest planbaren Liegeplätze für diese Schiffe existieren.
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Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur schiffsgeneratorunabhängigen Stromversorgung von Schiffen mit einem Niederspannungsbordnetz bereitzustellen.
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Die Lösung dieser Aufgabenstellung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass das Niederspannungsbordnetz des Schiffes mittels eines Batteriespeichers betrieben wird.
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Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Batteriespeichers zum Betrieb des schiffsseitigen Niederspannungsnetzes kann erstmalig auch bei Schiffen mit einem Niederspannungsbordnetz im Hafen auf die Stromerzeugung mittels des Schiffsgenerators verzichtet werden.
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Mit einer praktischen Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass als Batteriespeicher wiederaufladbare Akkumulatoren verwendet werden. Die aufladbaren Akkumulatoren oder sogenannten Sekundärbatterien zeichnet sich aufgrund ihrer wirtschaftlichen und ökologischen Vorteile gegenüber den Einweg-Primärbatterien aus.
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Vorrichtungsmäßig ist die Erfindung gekennzeichnet durch mindestens einen landseitig oder bordseitig aufstellbaren Batterie-Container. Als Großbatterie-Systeme sind Batterie-Container als Puffer-Speicher beim Betrieb von Windkraftanlagen bekannt, um windabhängige Schwankungen bei der Stromerzeugung ausgleichen zu können. Je nach vorhandenem Platz kann ein solcher Batterie-Container direkt auf dem Schiff, meist im Bugbereich, oder aber auch im Liegeplatzbereich des Schiffes auf der Kaimauer des Hafenterminals aufgestellt werden.
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Um die Vorrichtung möglichst kompakt auszugestalten, wird erfindungsgemäß weiterhin vorgeschlagen, dass der Batterie-Container eine Batterieladeanordnung sowie einen Frequenzumrichter aufweist, so dass ohne weitere Zwischenbauteile ein direkter Anschluss an das Niederspannungsbordnetz erfolgen kann.
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Weiterhin wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass der Batterie-Container von den Maßen und der Ausstattung ein 20-Fuß oder 40-Fuß Standard-Schiffscontainer ist. Mit dieser Konfiguration lässt sich der Batterie-Container auf dem Hafenterminal und auch auf dem Schiff problemlos transportieren und platzieren.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Batterie-Container als mobiler Batterie-Container ausgebildet ist, der nur während der Liegezeit des Schiffes im Hafen, beispielsweise vom Terminalbetreiber zur Verfügung gestellt wird, um eine schiffsgeneratorunabhängigen Stromversorgung des Schiffs zu gewährleisten.
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Mit einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Batterie-Container als auswechselbar aber stationär an Bord des Schiffes angeordneter Batterie-Container ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Batterie-Container dauerhaft auf einem fest dafür vorgesehenen Platz an Bord des Schiffs angeordnet und kann während der Fahrt des Schiffs zwischen den anzufahrenden Häfen über die Schiffsgeneratoren aufgeladen werden. Sobald ein solchermaßen mit einem stationären Batterie-Container ausgestattetes Schiff in einem Hafen festmacht, wird von der schiffgeneratorseitigen Versorgung des Bordnetzes auf den Batteriebetrieb umgeschaltet.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der zugehörigen Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur schiffsgeneratorunabhängigen Stromversorgung von Schiffen mit einem Niederspannungsbordnetz in einem Hafen nur beispielhaft dargestellt ist, ohne die Erfindung auf dieses Ausführungsbeispiel zu beschränken. In der Zeichnung zeigt:
- 1 eine schematische ausschnittweise Seitenansicht eines Containerschiffs mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Die Abbildung 1 zeigt in der Seitenansicht ein mit Containern 1 beladenes Containerschiff 2, das an einer Kaimauer 3 festgemacht hat. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit ist die Kaimauer 3 nur gestrichelt dargestellt.
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Bei dem dargestellten Containerschiff 2 handelt es sich um einen sogenannten Feeder, also ein kleines Containerschiff 2, das als Zulieferer und Verteiler für große Containerschiffe und kleinere Küsten- und Binnenhäfen genutzt wird. Diese kleinen Containerschiffe 2 sind mit einem Niederspannungsbordnetz 4 von 400 V, 440 V oder 690 V und 50 Hz oder 60 Hz ausgestattet.
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Aufgrund des Niederspannungsbordnetzes 4 können diese Containerschiffe 2 oder auch andere mit einem Niederspannungsbordnetz 4 ausgerüstete Schiffe 2 während der Liegezeit im Hafen nicht über die auf Mittelspannungsbordnetze von 6,6 kV bis 10 kV ausgelegten Landstromanschlüsse für Kreuzfahrtschiffe und große Containerschiffe mit Strom versorgt werden.
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Damit aber auch mit einem Niederspannungsbordnetz 4 ausgestattete Schiffe 2 und insbesondere Containerschiffe 2 während der Liegezeit im Hafen schiffsgeneratorunabhängig mit Strom versorgt werden können, erfolgt die Energieversorgung über einen mobilen Batteriespeicher 5, der vorteilhafterweise als aufladbarer Akkumulator ausgelegt ist.
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Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Batteriespeicher 5 als Batterie-Container 6 in der Form eines 20-Fuß oder 40-Fuß Standard-Schiffscontainers ausgelegt. Durch die Auslegung als Standard-Schiffscontainer lässt sich der Batterie-Container 6 einfach und schnell mit dem üblichen Tarnsportmitteln des Hafenterminals transportieren und lagern.
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Batterie-Container 6 sind als sogenannte Großbatterie-Systeme als Puffer-Speicher beim Betrieb von Windkraftanlagen bekannt, um windabhängige Schwankungen bei der Stromerzeugung ausgleichen zu können.
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Mit Hilfe eines solchen mobilen Batterie-Containers 6 ist es einfach und schnell möglich, ein kleines Containerschiff 2 schiffsgeneratorunabhängig mit Strom zu versorgen.. Die Verwendung der mobilen Batterie-Container 6 ist gerade für die kleinen Containerschiffe 2 vorteilhaft, da diese an den Hafenterminals keine festen Liegeplätze haben, sondern da fest gemacht werden, wo gerade Platz zwischen anderen Schiffen ist.
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Um die Batterie-Container 6 möglichst kompakt auszugestalten, so dass der Batterie-Container 6 ohne weitere Zwischenbauteile direkt an das Niederspannungsbordnetz 4 angeschlossen werden kann, weist der Batterie-Container 6 neben der eigentlichen Batterie bzw. dem Akkumulator eine Batterieladeanordnung 7 sowie einen Frequenzumrichter 8 auf.
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Bei der in 1 mit durchgezogenem Strich dargestellten Ausführungsform ist der Batterie-Container 6 am Bug 9 auf dem Containerschiff 2 angeordnet. Über eine Leitung 10 ist der Batterie-Container 6 mit dem Niederspannungsbordnetz 4 und der Hauptschalttafel 11 des Containerschiffs 2 elektrisch verbunden. Im dargestellten Fall erfolgt die Einspeisung des Batterie-Containers 6 in eine von der Hauptschalttafel 11 zum Bugstrahlruder 12 führenden Leitung 13, da diese Leitung 13 aufgrund der Leistungsaufnahme des Bugstrahlruders 12 bereits entsprechend ausgelegt ist, um die Leistung des Batterie-Containers 6 aufnehmen zu können.
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Zum Aufschalten der Energieeinspeisung über den Batterie-Container 6 in das Niederspannungsbordnetz 4 sind in den Leitungen 10 und 13 Schalter 14 vorgesehen, um einerseits das Bugstrahlruder 12 vom Niederspannungsbordnetz 4 zu trennen und andererseits den Batterie-Container 6 über die Leitung 10 auf das Niederspannungsbordnetz 4 aufzuschalten.
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Für das Aufstellen des Batterie-Containers 6 am Bug 9 des Containerschiffs 3 ist bei der dargestellten Ausführungsform schiffsseitig ein Unterbau 15 vorgesehen, auf dem der Batterie-Container 6 lagesicher abgestellt werden kann. Ein solcher Unterbau 15 ist jedoch nur optional und hat auf den Einsatz des Batterie-Containers 6 keinen Einfluss. Der Batterie-Container 6 kann auch an jedem anderen zu definierenden Container-Stellplatz an Bord eines Schiffes 2 mit den dafür notwendigen Anschlüssen platziert werden.
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Wenn auf dem Containerschiff 2 ausreichend Platz vorhanden ist, stellt das Aufstellendes Batterie-Containers 6 auf dem Containerschiff 2 eine bevorzugte Ausführungsform der Platzierung des Batterie-Containers 6 dar, da hierbei einerseits kein Platz auf der Kaimauer 3 benötigt wird und andererseits das Containerschiff 2 beim Transport von Containern 1 innerhalb des Hafens den Batterie-Container 6 mitnehmen kann, um am neuen Liegeplatz im Hafen gleich wieder vom Schiffsgeneratorbetrieb auf die Stromversorgung über den Batterie-Container 6 umstellen zu können.
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Alternativ zum Platzieren des Batterie-Containers 6 an Bord des zu versorgenden Containerschiffs 2 ist es selbstverständlich auch möglich, den Batterie-Container 6 längsseits des Containerschiffs 2 auf der Kaimauer 3 aufzustellen, wie die strichpunktiert in 1 dargestellt ist. Bei dieser Aufstellungsart des Batterie-Containers 6 sind eine zusätzliche Leitung 16 und ein weiterer Schalter 17 erforderlich, um den Batterie-Container 6 mit dem Niederspannungsbordnetz 4 des Containerschiffs 2 zu verbinden.
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Mit dem zuvor beschrieben Verfahren ist es einfach, schnell und ohne bauliche Veränderungen am Hafenterminal möglich, auch Schiffe 2 mit einem Niederspannungsbordnetz 4, wie beispielsweise kleine Containerschiffe 2, während ihrer Liegezeit im Hafen mit Strom zu versorgen, so dass auf den Betrieb der Schiffsgeneratoren zur Stromerzeugung verzichtet werden kann. Für das vorgestellte und beschriebene Verfahren ist es lediglich erforderlich, dass der Betreiber des Hafenterminals eine Anzahl von Batterie-Containern 6 bereit hält und diese den Containerschiffen 2 gegen Gebühr zur Verfügung stellt, wenn diese am Hafenterminal festmachen. Sobald ein solches Containerschiff 2 das Hafenterminal wieder verlässt, wird der Batterie-Container 6 wieder abgeholt und für den nächsten Einsatz wieder aufgeladen.
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Während bei der zuvor anhand der Abbildung 1 beschriebenen Ausgestaltung der Batterie-Container 6 als mobiler Batterie-Container 6 ist, der nur während der Liegezeit des Schiffs 2 im Hafen, beispielsweise vom Terminalbetreiber zur Verfügung gestellt wird, um eine schiffsgeneratorunabhängigen Stromversorgung des Schiffs zu gewährleisten, ist es gemäß einer alternativen Betriebsweise vorgesehen, den Batterie-Container 6 als auswechselbar aber stationär an Bord des Schiffs 2 angeordneter Batterie-Container 6 auszubilden.
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Bei dieser Ausführungsform ist der Batterie-Container 6 dauerhaft auf einem fest dafür vorgesehenen Platz an Bord des Schiffs 2 angeordnet und kann während der Fahrt des Schiffs 2 zwischen den anzufahrenden Häfen über die Schiffsgeneratoren aufgeladen werden. Sobald ein solchermaßen mit einem stationären Batterie-Container 6 ausgestattetes Schiff 2 in einem Hafen festmacht, wird von der schiffgeneratorseitigen Versorgung des Niederspannungsbordnetzes 4 auf den Batteriebetrieb über den Batterie-Container 6 umgeschaltet.
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Neben dem Umstand, dass es keiner baulichen Veränderungen am Hafenterminal bedarf, um die kleinen Containerschiffe 2 mit den Batterie-Containern 6 zu versorgen, sind auch die schiffsseitig vorzunehmenden Anpassungen, um den Batterie-Container in das Niederspannungsbordnetz 4 einspeisen zu können, sehr begrenzt und bedürfen keiner großen Investitionen seitens der Schiffseigner.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Container
- 2
- Containerschiff/Schiff
- 3
- Kaimauer
- 4
- Niederspannungsbordnetz
- 5
- Batteriespeicher
- 6
- Batterie-Container
- 7
- Batterieladeanordnung
- 8
- Frequenzumrichter
- 9
- Bug
- 10
- Leitung
- 11
- Hauptschalttafel
- 12
- Bugstrahlruder
- 13
- Leitung
- 14
- Schalter
- 15
- Unterbau
- 16
- Leitung
- 17
- Schalter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009015603 B4 [0003]
- DE 102015117187 A1 [0005]
