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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Versorgung von in einem Hafen vorübergehend ortsfest liegenden Schiffen mit Betriebsenergie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Wenn große Schiffe, wie Kreuzfahrtschiffe, Kühlcontainerschiffe oder andere, einen Hafen anlaufen, benötigen sie auch während der Liegezeiten erhebliche Energiemengen, insbesondere elektrische Energie, um den Schiffsbetrieb während der Liegezeit aufrechtzuerhalten. Zwar wird während der Liegezeit keine Antriebsenergie benötigt, jedoch besteht auch für Hilfsmaschinen, Kühleinrichtungen, Lade- oder Entladeeinrichtungen, Hotelbetrieb etc. erheblicher Energiebedarf, der üblicherweise auf dem Schiff selbst erzeugt wird. Als Energiequelle kommen dabei in der Regel Schiffskraftstoffe zum Einsatz, deren Schwefelgehalt relativ hoch ist und deren Abgase damit die Umwelt erheblich belasten. Gemäß einer MARPOL-Richtlinie soll der Schwefelgehalt von Schiffskraftstoffen zwar stark reduziert werden, so dass die Schwefelbelastung in den Häfen verringert wird, jedoch gibt es verstärkt auch Bestrebungen, den Schiffsbetrieb während der Liegezeiten nicht mehr durch Schiffskraftstoffe aufrechtzuerhalten, sondern im Hafen verfügbare Strom- und andere Energieversorgungssysteme zu nutzen.
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Es sind zwei alternative Ansätze zur Versorgung von Schiffen mit elektrischer Energie in der gegenwärtigen Diskussion. Einerseits können die Schiffe über eine Landstromversorgung mit Betriebsstrom versorgt werden, wozu jedoch die Kaianlagen des Hafens mit Transformatorstationen und elektrischen Verteilersystemen ausgestattet werden müssen, von denen elektrische Energie an das Schiff übergeben werden kann. Sicherheitsaspekte, der zu berücksichtigende Tidenhub und die Vielzahl der erforderlichen Anschlüsse führen jedoch zu beträchtlichen Kosten für den Aufbau einer Landstromversorgung.
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Ein anderer Ansatz besteht darin, auf am Kai angeordnete Versorgungen zu verzichten und stattdessen die gewünschte Betriebsenergie eines Schiffes von einem schwimmfähigen Ponton oder einer Barge (beide mit oder ohne eigenem/n Antrieb) zur Verfügung zu stellen. Eine solche Barge kann flexibel je nach Bedarf einem Schiff zugeordnet werden und dann, wenn sie nicht mehr benötigt wird, zum Liegeplatz eines anderen Schiffes überführt werden. Die an das Schiff zu übergebende Betriebsenergie wird auf der Barge selbst erzeugt, beispielsweise aus einer mit Flüssiggas betriebenen Generatoranlage, so dass sich die Abgasemissionen, insbesondere kritische Stickoxyde und Schwefeldioxyde sowie Dieselpartikel und CO2 erheblich verringern lassen.
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Neben einem gasbetriebenen Generator weist eine solche Barge auch davon unabhängige Eigenantriebe auf, die vorzugsweise mit Marinegasöl oder Gas betrieben werden. Damit lässt sich ein schnelles und eigenständiges Entfernen einer solchen Barge von dem zu versorgenden Schiff erreichen, wenn dies z.B. im Notfall erforderlich ist.
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Die Übergabe von Betriebsenergie an das zu versorgende Schiff erfolgt insbesondere durch einen elektrischen Versorgungsanschluss, d.h. eine Kabelverbindung zwischen der Barge und dem zu versorgenden Schiff. Zusätzlich zur elektrischen Energieversorgung ist es auch möglich, das Schiff mit flüssigem oder gasförmigem Erdgas zu versorgen. Darüber hinaus ist es möglich, dampfförmige Energie zu Heizzwecken zur Verfügung zu stellen.
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Aus der
EP 2 092 177 B1 ist bereits eine schwimmfähige Hafenstromversorgung für eine Versorgung von Schiffen im Hafen mit externer Energie bekannt, welche eine Verbrennungskraftmaschine und einen von dieser angetriebenen Generator zur Stromerzeugung für das Schiff enthält, welche zusätzlich eine Wärmekopplungseinrichtung zur Übertragung von Abgaswärme der Verbrennungsmaschine und zur Versorgung des Schiffes mit erwärmtem Fluid umfasst. In der Beschreibung dieser Druckschrift ist eine Vielzahl von Optionen angegeben, wie die Energieübertragung optimiert werden kann.
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Um eine solche Barge einzusetzen, macht diese entweder unmittelbar vor oder hinter einem Schiff am Kai fest oder sie wird seeseitig mit dem Schiff vertäut. Dadurch ergibt sich eine starke Kopplung zwischen Barge und Schiff. Da zu versorgende Schiffe ihre Landstromanschlüsse jedoch an ganz unterschiedlichen Stellen haben, ist ein längsseitiges Festmachen der Barge in vielen Fällen kaum möglich, weil dann die zu überbrückenden Strecken für die Leitungsverbindung zwischen Barge und Schiff zu lang werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Anschluss für die Landstromversorgung sich im hinteren Bereich des Schiffes befindet, wo die Schiffsseite eine stark eingezogene Außenkontur aufweist. Außerdem würde die erforderliche Leinenanordnung stark beeinträchtigt sein.
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Bei Verwendung von besonders umweltschonendem Flüssiggas auf der Barge zur Erzeugung elektrischer Energie ergibt sich noch ein weiterer Aspekt, der den Einsatz einer Barge durch Festmachen am Kai oder am Schiff in vielen Fällen ausschließt. Dies liegt darin begründet, dass durch die Lagerung von Flüssiggas auf der Barge Bereiche entstehen, die gemäß internationalen Vorschriften als gasgefährdet gelten und deren Ausmaße die Grundfläche der Barge beträchtlich überragen. Wenn eine solche Barge an einem zu versorgenden Schiff festmacht, wird ein Teil dieses Schiffes daher in die "verbotene" Gaszone hineinragen, so dass dort erhebliche zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen erforderlich wären. Diese Problematik lässt sich nur vermeiden, wenn die Barge einen gewissen Sicherheitsabstand zum zu versorgenden Schiff einhält. Mit üblichen Festmachermitteln ist die Einhaltung eines derartigen Sicherheitsabstandes jedoch nicht möglich.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung in Form einer Barge zur Versorgung von in einem Hafen vorübergehend ortsfest liegenden Schiffen mit Betriebsenergie vorzuschlagen, welche es erlaubt, eine in Bezug auf ein zu versorgendes Schiff sichere Positionierung der Barge zu gewährleisten, wobei der erforderliche Abstand zum Schiff im Wesentlichen "kontaktlos" auch bei längeren Liegezeiten des Schiffes aufrechterhalten werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
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Gemäß der Erfindung weist die Barge einen Speicher zur Aufnahme gasförmiger Betriebsenergie auf, welche an das Schiff übertragbar ist und/oder der Erzeugung elektrischer Energie auf der Barge zur Übergabe an das Schiff dient. Die Barge ist ferner mit zwei oder mehr auf den Grund des Hafenbeckens absenkbaren Ankerpfählen ausgestattet, über die die Barge temporär in Bezug auf das zu versorgende Schiff ortsfest verankerbar ist.
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Das Prinzip, eine schwimmfähige Einrichtung in einem Hafen über Ankerpfähle in Position zu halten, um eine präzisere Positionierung zu erreichen, ist als Alternative zu Ankerketten bereits grundsätzlich bekannt, z.B. bei Baggerschiffen.
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Bei der Erfindung wird dieses Prinzip aber ausgenutzt, um eine präzise Abstandsfestlegung zum zu versorgenden Schiff einhalten zu können. Die Positionierung kann daher völlig unabhängig vom Schiff erfolgen, jedoch gleichwohl unter Einhaltung eines möglichst genauen Sicherheitsabstandes. Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Ankerpfählen liegt darin, dass wegen des Verzichts auf ein Festmachen an dem zu versorgenden Schiff der Aufbau des Schiffes mit unterschiedlichen Deckshöhen und Längspositionen unproblematisch ist. Im Notfall, z.B. bei Feuer, kann die Barge ohne fremde Hilfe seitens des Schiffes ihre Position sofort verlassen. Auch sind keine Tiefgangsänderungen des zu versorgenden Schiffes und der Barge zu berücksichtigen, wie z.B. beim Umschlagen der Ladung. Es gibt daher keine Probleme beim Vertäuen der Barge. Die Verwendung von Ankerpfählen hat auch den Vorteil, dass in der Zeit des Grundkontaktes der Barge kein Eigenantrieb der Barge erforderlich ist, da in der Regel weder eine Positionsänderung nötig ist, noch Strömungen ausgeglichen werden müssen.
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Die Ankerpfähle können eine feste Länge aufweisen oder sie können teleskopierbar sein. Letzteres hat den Vorteil, dass insbesondere bei großem Tidenhub und großer Wassertiefe angehobene Ankerpfähle nur bis zu einer geringen Höhe aus dem Wasser ragen müssen.
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Vorzugsweise sind die Ankerpfähle in vertikal ausgerichteten Pfahlführungen der Barge aufgenommen und darin vertikal verschiebbar. Die Verschiebung der Ankerpfähle erfolgt insbesondere über Hydraulikzylinder, Seilwinden oder Zahnstangengetriebe. Durch die vertikale Verschiebbarkeit der Ankerpfähle kann damit auch der Tidenhub ausgeglichen werden.
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Zur genauen Positionierung der Barge und um die Möglichkeit der gegebenenfalls erforderlichen seitlichen Verlagerung zu erreichen, ohne die Ankerpfähle anheben zu müssen, kann die Barge mit horizontalen Verschwenk- oder Verschiebemöglichkeiten für die Ankerpfähle ausgestattet sein. Eine horizontale Verschiebung lässt sich insbesondere durch Befestigung der Pfahlführungen an seitlich an der Barge befestigten Gleitsteinen erreichen oder dadurch, dass die Pfahlführungen an seitlichen Auslegern befestigt sind, welche um eine vertikale Achse verschwenkbar sind. Wenn ein seitlicher Ausleger um eine horizontale Achse schwenkbar ist, können damit auch kleinere Wellen- oder Tidenhube ausgeglichen werden. Eine besondere Flexibilität wird erreicht, wenn die Pfahlführungen jeweils über kardanisch angetriebene Gelenke an der Barge oder an dem Ausleger befestigt sind. Dies ermöglicht es auch, den Kontaktpunkt eines Ankerpfahls am Boden des Hafenbeckens in einem gewissen Maße zu variieren, beispielsweise wenn dort Rohrleitungen oder andere Hindernisse umgangen werden müssen. Eine gelenkige Verbindung der Pfahlführungen mit der Barge erlaubt es auch, die Ankerpfähle nach dem Anheben in eine horizontale Lage zu verschwenken, um die Bargenhöhe im Transportbetrieb zu reduzieren.
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Um einen definierten Abstand zum zu versorgenden Schiff einzuhalten und sicherzustellen, z.B. dann, wenn das Schiff eine leichte Lageveränderung vollzieht, enthält die Einrichtung vorzugsweise Abstandssensoren, welche den genauen Abstand zwischen Barge und Schiff feststellen. Diese Abstandssensoren können zur Steuerung des Abstandes der Barge von dem Schiff verwendet werden, indem entweder ein horizontales Versetzen von Ankerpfählen erfolgt oder von Auslegern oder Gleitsteinen der Barge Gebrauch gemacht wird.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1a
- eine Aufsicht auf eine Barge mit je einem bug- und heckseitigen Ankerpfahl,
- Fig. 1b
- eine Barge gemäß Fig. 1a in Seitenansicht,
- Fig. 2a
- eine Barge in Aufsicht mit bug- und heckseitigen teleskopierbaren Ankerpfählen,
- Fig. 2b
- eine Seitenansicht von Fig. 2a,
- Fig. 3a
- eine Aufsicht auf eine Barge mit bug- und heckseitigen horizontal positonierbaren Ankerpfählen,
- Fig. 3b
- eine Seitenansicht einer Barge nach Fig. 3a,
- Fig. 4a
- eine Aufsicht auf eine Barge mit vier horizontal positionierbaren Ankerpfählen,
- Fig. 4b
- eine Seitenansicht einer Barge gemäß Fig. 4a.
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Die Figuren 1a und 1b zeigen Aufsicht und Seitenansicht einer Barge gemäß der Erfindung. Als wesentliche Elemente enthält die Barge 1 einen Maschinenraum 2, einen Schaltanlagenraum 3, Aufenthaltsräume 5, eine Brücke 12, Antriebsanlagen mit Ruderpropeller 7 und 9, einen Ankerbereich 8 und Mooringanlagen 10 und 11.
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Die Gastanks 4 dienen der Aufnahme von Flüssiggas, das im Maschinenraum 2 in einer gasmotorbetriebenen Generatoranlage in elektrische Energie umgewandelt wird. Abgase werde über den Abluftmast 6 an die Atmosphäre abgegeben.
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Es sind - nicht dargestellte - Kabeltrommeln, Kabelspeicher und Hebevorrichtungen für die Kabel vorhanden, über die die erzeugte elektrische Energie zu Anschlussstellen an einem zu versorgenden Schiff übergeben wird. Neben der elektrischen Energie kann auch Wärme, Dampf, Gas und Flüssiggas übergegeben werden, sofern die Barge entsprechend darauf eingerichtet ist.
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An der Bug- und Heckseite weist die Barge jeweils Pfahlführungen 13 bzw. 17 auf, die im Prinzip einer vertikal gerichteten Führungshülse entsprechen, in der jeweils ein Pfahl 14 bzw. 18 vertikal verschiebbar aufgenommen ist. Die Verschiebung erfolgt vorzugsweise über einen Zahnstangenantrieb oder auch hydraulisch oder über Seilzüge. Die Länge der Pfähle 14 und 18 ist so bemessen, dass ihre Spitzen 15 und 19 auch bei Hochwasser im abgesenkten Zustand sicher auf dem Grund 16 des Hafenbeckens aufliegen oder bis zum festen Untergrund darin eindringen können.
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Fig. 1b zeigt die Barge in Seitenansicht mit im linken Zeichnungsteil abgesenktem Pfahl 14 und im rechten Zeichnungsteil angehobenem Pfahl 18.
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Vorzugsweise sind die Pfähle 14 und 18 unabhängig voneinander anhebbar oder absenkbar, so dass die Position der Barge leicht änderbar ist, wenn unter Zuhilfenahme der Ruderanlage die Pfähle 14 und 18 jeweils abwechselnd auf und ab bewegt werden.
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Die Figuren 2a und 2b zeigen eine ähnliche Ausbildung einer Barge, wobei jedoch die in Fig. 1 angegebenen Pfähle 14 und 18 durch teleskopierbare Pfähle 20 und 21 mit Pfahlspitzen 22 und 23 ersetzt sind. Der Vorteil teleskopierbarer Pfähle liegt darin, dass im angehobenen Zustand diese den Bargenaufbau nicht überragen. Teleskopierbare Pfähle bestehen insbesondere aus koaxial ineinandergesteckten Rohrabschnitten, die durch an sich bekannte Maßnahmen auseinander oder zusammen gefahren werden können.
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Die Figuren 3a und 3b zeigen eine Barge mit bug- und heckseitigen Gleitsteinen 24 und 26, die die Pfahlführungen 13 und 17 über Schiebeantriebe 25 und 27 jeweils in Querrichtung zur Barge verschiebbar machen. Die Schiebeantriebe sind insbesondere als Hydraulikzylinder ausgebildet. Die Gleitsteine erlauben es, die Pfahlführungen relativ zur Barge um die Verschiebestrecke der Gleitsteine zu bewegen. Damit kann die Barge in einem gewissen Rahmen seitlich verschoben werden, ohne dass dazu ein Anheben der Pfähle erforderlich ist. Dies vereinfacht die genaue Positionierung der Barge erheblich.
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Um auch eine Längsverschiebung der Barge zu ermöglichen, sehen die Figuren 4a und 4b zusätzliche Pfähle 28 und 29 vor, die in Gleitsteinen 30 und 31 aufgenommen sind und an den Bargenlängsseiten angeordnet sind. Bei angehobenen Pfählen 14 und 18 und abgesenkten Pfählen 28 und 29 kann daher eine Längsverschiebung im Rahmen der Möglichkeiten der Gleitsteine 30 und 31 erfolgen, während bei angehobenen Pfählen 28 und 29 und abgesenkten Pfählen 14 und 18 eine Querverschiebung der Barge möglich ist. Bei geschickter Steuerung des Absenkens und Anhebens der Pfähle ist daher eine große Variationsbreite der Positionierung erreichbar. Wenn beispielsweise die Pfähle 28 und 14 angehoben und die Pfähle 18 und 29 abgesenkt sind, kann durch Verschiebung der Gleitsteine 26 und 31 auch eine Drehung der Barge um größere Winkel erreicht werden.
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Alternativ zur Verwendung von Gleitsteinen an Bug- oder Heck- oder den Bargenseiten können auch steuerbare Ausleger zum Einsatz kommen, die in gleicher Weise eine flexible Positionierung der Barge ermöglichen.
Bezugszeichen
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- 1
- Barge
- 2
- Maschinenraum
- 3
- elektrischer Schaltanlagenraum
- 4
- Gastanks
- 5
- Aufenthaltsräume
- 6
- Abluftmast
- 7
- Antriebs- und Ruderanlage
- 8
- Ankerbereich
- 9
- Antriebs- und Ruderanlage
- 10
- Mooringanlage
- 11
- Mooringanlage
- 12
- Brücke
- 13
- Pfahlführung
- 14
- Pfahl
- 15
- Pfahlspitze
- 16
- Grund
- 17
- Pfahlführung
- 18
- Pfahl
- 19
- Pfahlspitze
- 20
- Teleskoppfahl
- 21
- Teleskoppfahl
- 22
- Pfahlspitze
- 23
- Pfahlspitze
- 24
- Gleitstein
- 25
- Schiebeantrieb
- 26
- Gleitstein
- 27
- Schiebeantrieb
- 28
- Pfahl
- 29
- Pfahl
- 30
- Gleitstein
- 31
- Gleitstein
