Im Rahmen des EcoShip60 ZIM Netzwerkes haben wir im Teilprojekt KBT eine Berechnungsmethode entwickelt und programmiert. Diese Methode dient der Dimensionierung von Antriebsanlagen mit den unterschiedlichsten Baiskomponenten. Es wird damit eine Optimierung der einzelnen Anlagenteile in Abhängigkeit zum gewünschten Nutzerprofil vorgenommen. Also z.B. die Größe einer Brennstoffzelle, die Batteriemenge oder andere Anlagenteile in Abhängigkeit zueinander bestimmt. Dabei werden auch verschiedene Kraftstoffe wie Wasserstoff oder Methanol berücksichtigt, und ein Vergleich zu einer klassischen Dieselantriebsanlage ist ebenfalls möglich.
Wir können damit bereits in einem frühen Stadium des Schiffsentwurfs wertvolle Optimierungsdaten ermitteln und somit ein Schiff mit alternativem Antrieb schneller und besser beschreiben.
Für den Berechnungsablauf wurde eine Struktur gewählt, die den Arbeitsschritten im normalen Schiffsentwurf entspricht. Die Eingabe der Daten wird durch eine Maske mit den möglichen und definierten Parametern aus dem Berechnungsalgorithmus unterstützt.
Gegenüber klassischen Entwurfsrechnungen hat unsere Methode den Vorteil in einem Berechnungslauf viele mögliche Variationen der Antriebskomponenten anzuzeigen.
Neben den Datenfeldern in den Eingabemasken werden vom Berechnungsalgorithmus Eingangsdaten aus zuvor angelegten Datenbanktabellen für die Anlagenkomponenten entnommen. Die Auswahl der Daten aus den Datenbanktabellen kann individuell angepasst werden.
In kurzer Zeit lassen sich die Ergebnisse für ein gewünschtes Fahrprofil darstellen. Das Ergebnis kann mit Variationen bei den Eingabewerten schnell verändert oder angepasst werden. Durch die Darstellung und den Vergleich der Varianten lässt sich eine optimale Antriebskonfiguration für den individuellen Anwendungsfall bestimmen.
Die hier gezeigten Bilder zeigen technische Ansätze für Gestaltung eines modernen, segelnden Frachtschiffes.
Seit 1988 beschäftigen wir uns mit dem Gesamtwirkungsgrad des Systems eines segelnden Frachtschiffs. Mit diesem Wirkungsgrad lässt sich die Leistungsfähigkeit der Zusatzbesegelung und damit die mögliche Energieeinsparung des segelnden Frachtschiffs, unabhängig von Kurs- und Wetterbedingungen, bestimmen.
Anhand unserer Berechnungen können wir eine generelle Abschätzung geben bei welchen Schiffsgrößen und welchen Schiffsgeschwindigkeiten eine Energieeinsparung durch Segel bei Frachtschiffen möglich ist. Das ist bezogen auf die technischen Voraussetzungen, nicht auf die Wetterbindungen und Kurse, also die tatsächliche Reise.