Strategische Planung von Schiffs-Manövern zur Steigerung der Energieeffizienz
M.Sc. Georg Finger, Prof. Dr.-Ing. Michael Baldauf, Dipl.-Ing. Gerd Milbradt, Prof. Dr.-Ing. habil. Knud Benedict, Hochschule Wismar; Dipl.-Ing. Matthias Kirchhoff, ISSIMS GmbH, Rostock
Die Effektivität und Nachhaltigkeit des Maritimen Transports erlangt immer größere Bedeutung und Beachtung. Der Fokus internationaler Regulierung und der Forschung liegt bisher auf der Reduzierung von Treibstoffverbrauch und Emissionen sowie Kavitation durch technische Maßnahmen. Diese Maßnahmen besitzen die größte Effektivität während der Routenbereiche mit gleicher Geschwindigkeit und konstantem Maschinenbetrieb, die überwiegend den größten Teil der Gesamtstrecke betreffen. Für Schiffe mit größerem Manöveranteil, wie z.B. Fähren und Kreuzfahrtschiffe, sind jedoch die Fahrtbereiche bei der Ansteuerung und im Hafen selbst von größter Bedeutung, die durch zahlreiche, aufeinanderfolgende Manöver und transienten Betrieb der Maschine geprägt sind. Hierbei nimmt der Einfluss des Operators deutlich zu. Um speziell das Potential von Einsparungen in diesem Teil der Route zu erschließen, wurden auf der Grundlage von Forschungen an der Hochschule Wismar und Entwicklungen in der ISSIMS GmbH einzigartige Software-Module zur schnellen Simulation von Manövern geschaffen, mit der sich strategische Konzepte für Manöverabläufen zur Optimierung des Treibstoffverbrauchs und Emissionen erstellen lassen. Im Vortrag werden verschiedene effektivitätssteigernde Module der Fast Time Software zur Prädiktion von komplexen Manöverabläufen zur Vorausplanung von Manövern und zur Assistenz vorgestellt:
1. Mit der Software SAMMON - „Simulation-Augmented Manoeuvring Design, Monitoring & Conning“ werden Manöverpläne als Beispiele für Varianten zur Ansteuerung eines Hafens mit verschiedenen Konzepten zum Gebrauch von Azimuth Propeller Antrieben entwickelt. Sie werden hinsichtlich des Energie- und Treibstoff-Verbrauchs einander vergleichend gegenübergestellt und analysiert.
2. Für den Einsatz von Rotoren zur Nutzung der Windkraft als Zusatzantrieb wurde die Software SIMOPT weiterentwickelt. Sie dient zur Erstellung und Parametrisierung mathematischer Schiffsmodelle und erlaubt die Skript-basierte Beschreibung und Simulation von Manövern. Es wird ein Anwendungsfall für die Nutzung der Rotoren bei verschiedenen Windbedingungen diskutiert.
3. Ein neues eigenständiges Live-Modul CAVIVIEW wurde für die Reduzierung der Kavitationsgefahr bei Manövern entwickelt und ist an Bord von Fähren der Reederei Scandlines im Einsatz. Es erlaubt die vorrausschauende Einschätzung der Entwicklung von Kavitationsgefahr während der Manöver, so dass die Anpassung der Maschinen-Kommandos möglich ist, bevor die Gefahr eintritt. Hiermit lassen sich die mit der Kavitation einhergehenden Reduzierung der Schubeffektivität und potentielle Zerstörungen des Propellers abmindern bzw. vermeiden.
Im Rahmen des Vortrages werden die einzelnen Module erläutert und die praktische Anwendung demonstriert sowie Ideen für die Weiterentwicklung der Software vorgestellt. Die Anwendung der Software bietet hervorragende Möglichkeiten zur Verbesserung und Erweiterung in Ausbildung, im Training in Simulatoren aber auch für die Anwendung in der Schiffsführung an Bord.
Strategic Planning of Ship Manoeuvres for Increasing Energy Efficiency
