Dipl.-Ing. Frank Zühlsdorf, Wärtsilä SAM Electronics GmbH, Hamburg
Peak Shaving und Hybridisierung der Schiffe gewinnt heutzutage immer mehr an Bedeu-tung. Immer mehr Projekte enthalten PTI/PTO-Anlagen (Power Take In, Power Take Out), und Kunden fragen häufig nach batteriekombinierten Lösungen, um den Verbrauch zu reduzieren und die steigenden Umweltanforderungen zu erfüllen. Die verwendeten Batteriesysteme bestehen meist nur aus einem einzigen Speichertyp - wie die Li-Ion-Technologie. Batteriesysteme benötigen in der Regel viel Platz und kosten mit einer Le-bensdauer von 10 Jahren viel Geld in der Anschaffung, während sie insgesamt das Ge-wicht des Schiffes deutlich erhöhen. Sie besitzen generell eine gute Energiedichte, je-doch keine gute Leistungsdichte. In diesem Vortrag wollen wir die Vorteile einer Energiespeicherkombination aus Super-kondensatoren und Li-Ionen-Batterien vorstellen. Eine Kombination dieser beiden Tech-nologien kann die Lebensdauer der Batterien, die Gesamtabmessungen und das Ge-wicht des Energiespeichersystems positiv beeinflussen. Mit der Möglichkeit, den OPEX durch eine längere Batterielebensdauer und den CAPEX durch eine insgesamt kleinere Dimension des Systems zu senken, ergeben sich neue Lösungen für hybride Anwen-dungen. Intelligente Energiespeichernutzung vergrößert die Flexibilität in der Energiepla-nung und ermöglicht ein Lastspitzenmanagement sowie eine Einsparung von Treibstoff. Durch die Nutzung unterschiedlicher Energiespeicherarten können die individuellen Ei-genschaften kombiniert und so das Speichersystem für entsprechende Lastprofile opti-miert werden. Weiterhin geben wir Einblick über die Kombination verschiedener Energiequellen in ei-nem Gleichstromnetz und die entsprechenden Steueralgorithmen. Die verschiedenen Einsatzbereiche von elektrischen Energiespeichern im Schiffsbetrieb werden vorgestellt und ihrem Potential nach bewertet (Harbour Mode, Blackout Präventi-on, Peakshaving etc.). Zusätzlich soll anhand von Lastprofilen vorgestellt werden, welche Speicherkombinationen sich für welchen Lastverlauf eignen. Aus kommerzieller Sicht soll grundlegend vorgestellt werden, wann sich der Einsatz eines kombinierten Energiespei-chersystems lohnt.
Peak shaving and hybridization of ships is becoming more and more important nowa-days. More and more projects include PTI/PTO (Power Take In, Power Take Out) sys-tems, and customers often ask for battery-combined solutions to reduce consumption and meet the increasing environmental requirements. The battery systems used usually consist of only one type of storage system - like Li-Ion technology. Battery systems usu-ally take up a lot of space and cost a lot of money to purchase with a lifetime of 10 years, while they significantly increase the overall weight of the ship. They generally have a good energy density, but not a good power density. In this lecture we want to present the advantages of an energy storage combination of super capacitors and Li-ion batteries. A combination of these two technologies can have a positive effect on the lifetime of the batteries, the overall dimensions and the weight of the energy storage system. With the possibility to reduce OPEX by a longer battery life and CAPEX by an overall smaller dimension of the system, new solutions for hybrid ap-plications will result. Intelligent energy storage utilization increases flexibility in energy planning and enables peak load management and fuel savings. By using different types of energy storage, the individual properties can be combined and the storage system can be optimized for the corresponding load profiles. Furthermore, we provide an overview about the combination of different energy sources in a direct current network and the corresponding control algorithms. The different fields of application of electrical energy storage systems in ship operation are presented and evaluated according to their potential (Harbour Mode, Blackout Pre-vention, Peak shaving etc.). In addition, load profiles will be used to show which storage combinations are suitable for which load profile. From a commercial point of view, it will be presented when the use of a combined energy storage system is worthwhile.