Ölplattform-Versorgungsschiff nutzt erstmals wegweisendes DC-Bordnetz

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Zudem braucht durch das DC-Bordnetz die elektrische Ausrüstung weniger Platz, weil keine sperrigen Transformatoren und keine großen Schaltanlagen mehr benötigt werden. So entsteht nicht nur mehr Platz für Passagiere oder Fracht, sondern auch eine größere Flexibilität beim Aufstellen der Systemkomponenten. Darüber hinaus ermöglicht die neue Lösung zur Stromerzeugung und -versorgung den Einsatz ergänzender Gleichstromquellen wie Solarkollektoren, Brennstoffzellen oder Batterien, die direkt an das elektrische Gleichstromsystem des Schiffs angeschlossen werden können, so dass sich der Spielraum für zusätzliche Kraftstoff-Einsparungen erweitert.

Insgesamt verbindet diese Lösung bewährte ABB-Technik mit Produkten zahlreicher anderer Lieferanten zu einer neuen Möglichkeit der Energieverteilung bei Niederspannungsanlagen auf Schiffen. Deshalb handelt es sich auch weitgehend um ein evolutionäres Konzept auf der Grundlage bestehender DC-Zwischenkreis-Lösungen für Antriebe und Querstrahlantriebe, die auf vielen Schiffen mit elektrischem Antrieb üblich sind. Das System weist jedoch, insbesondere im Hinblick auf den Anlagenschutz und Energiefluss, bedeutende Innovationen auf.

Dezentrales Konzept erhöht die Freiheiten

Um nun das DC-Bordnetz auf einem Schiff zu konfigurieren, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Eine davon ist das Mehrantriebskonzept, bei dem sämtliche Umrichtermodule in einer Schaltschrankreihe und in derselben Anordnung wie bei einer bisherigen AC-Hauptschaltanlage untergebracht werden. Eine Alternative ist ein dezentrales System, bei dem die einzelnen Umrichter so nahe wie möglich an der entsprechenden Stromquelle bzw. dem Verbraucher installiert sind. In diesem Fall wären dann die einzelnen Komponenten über das gesamte Schiff verteilt und über kurzschlussfeste DC-Sammelschienen miteinander verbunden.

Durch den Wegfall der AC-Hauptschaltanlagen und der Querstrahlantriebs-Transformatoren wird die elektrische Energie aus den Generatoren entweder direkt oder über einen Gleichrichter in einen DC-Zwischenkreis gespeist, über den die elektrische Energie an die Verbraucher an Bord verteilt wird. Jeder Hauptverbraucher wird dann von einer separaten Wechselrichtereinheit gespeist, während das 220 V AC-Verteilnetz – das zur Stromversorgung der Aufenthaltsräume an Bord dient – von dezentralen Umrichtern gespeist wird. Diese wurden von ABB speziell zur Versorgung empfindlicherer Stromkreise mit sauberem Strom entwickelt. Zur Energiespeicherung können übrigens weitere Umrichter ans Netz angeschlossen werden, beispielsweise Batterien oder Superkondensatoren zum Ausgleich von Energieschwankungen.

Luft für Einsparungen gibt es noch an vielen Stellen

Ein ganz zentraler Nutzen des DC-Bordnetzes ist die Verbesserung der Gesamteffizienz um 5 bis 20 Prozent. Erreicht wurde dies hauptsächlich dadurch, dass das System nicht mehr auf eine bestimmte Frequenz festgelegt ist, die bei Schiffen zumeist 60 Hz beträgt.

Mit der größeren Freiheit bei der unabhängigen Regelung der einzelnen Energieverbraucher eröffnen sich aber noch weitere Möglichkeiten zur Kraftstoffeinsparung. Beim Betrieb von Verbrennungsmotoren auf einem Schiff bei konstanter Drehzahl liegt der niedrigste Kraftstoffverbrauch in einem sehr kleinen Betriebsfenster, bei ungefähr 85 Prozent der Nennlast. Dieses Fenster kann nun ABB zufolge durch das DC-Bordnetz, das eine präzisere Drehzahlregelung der Motoren ermöglicht, ohne Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs auf 50 Prozent gesenkt werden. Das größte Sparpotenzial in Sachen Kraftstoff liegt für die ABB-Experten jedoch in der einfachen Integration von Energiespeichern wie Batterien oder Superkondensatoren. Denn mit diesen Einheiten können Motoren Lastschwankungen der Querstrahlantriebe und anderer großer Verbraucher ausgleichen.

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