Schiffbautechnische Gesellschaft e.V.
112. Hauptversammlung
Anmeldung noch möglich!
vom 22.11.2017 bis 24.11.2017 in Potsdam
INSELHOTEL
Hermannswerder 30
14473 Potsdam

Hybride Antriebsanlagen mit Verstellpropellern

M.Sc. Leif-Erik Jannsen, Prof. Dr.-Ing. Friedrich Wirz, Technische Universität Hamburg

Hybride Antriebskonzepte ermöglichen unter Einsatz von Frequenzumrichtern den Betrieb elektrischer Maschinen in einem dieselmechanischen Antriebsstrang bei variabler Drehzahl. Dieser bietet gegenüber dem Konstantdrehzahlbetrieb signifikante betriebliche Vorteile im Teillastbereich der Anlage, da die Verstellpropeller näher an der Designsteigung betrieben werden und die Laufzeiten einzelner Dieselmotoren an Bord verringert werden können. Um die Vorteile einer Hybridanlage optimal nutzen zu können, wurde an der Technischen Universität Hamburg eine Methode entwickelt, die es ermöglicht, eine über den gesamten Betriebsbereich wirkungsgradoptimierte Kombinator-Propellerkurve zu berechnen. Hierbei werden reale Fahrprofile sowie die vorliegende Gesamtanlagenkonfiguration berücksichtigt. Unter Einbeziehung der Bordnetzlast kann somit der Kraftstoffverbrauch unterschiedlicher Anlagenkonfigurationen bereits im frühen Entwurfsstadium quantifiziert werden. Weiterhin werden eine erste Abschätzung der Laufzeiten an Bord befindlicher Dieselmotoren durchgeführt und mittels herstellerspezifischer Wartungsintervalle die Wartungskosten prognostiziert. Durch die Gegenüberstellung mit anderen Propulsionskonzepten wird die Entscheidungsfindung für oder gegen ein Hybridkonzept erheblich vereinfacht.

Hybrid Propulsion Trains with Controllable Pitch Propellers

M.Sc. Leif-Erik Jannsen, Prof. Dr.-Ing. Friedrich Wirz, Technische Universität Hamburg

The concept of hybrid propulsion using frequency converters enables the operation of electrical machines in a conventional diesel-mechanical drive train with variable engine speed. In contrast to running on constant rotational speed, the hybrid concept holds substantial benefits in part load. The driving factors are the efficiency improvement of controllable pitch propellers which are operated near the design pitch and the reduction of total running hours for diesel engines aboard. A new calculation method, which has been developed at the Hamburg University of Technology, calculates the optimal propeller load curve with the highest overall system efficiency for a specific hybrid propulsion train in consideration of driving profiles and electrical load. It is thereby possible to quantify the total fuel consumption of various configurations in the early design stage. Furthermore, an estimation of the running hours of installed diesel engines is calculated and an estimation of maintenance costs with the OEM-specific service intervals is provided. The decision making for or against a hybrid propulsion train is thereby simplified considerably.