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Mit Hybridtechnologie durchs Böhmische Meer

01  Der 226 PS starke Motor beschleunigt die 44,97 m lange und 7,54 m breite Bohemia Rhapsody auf bis zu 20 km/h

01  Der 226 PS starke Motor beschleunigt die 44,97 m lange und 7,54 m breite Bohemia Rhapsody auf bis zu 20 km/h

02   In batteriebetriebenen Schiffen stellt der Sinamics DCP das Bindeglied zwischen dem Speicher und dem Motor dar

02   In batteriebetriebenen Schiffen stellt der Sinamics DCP das Bindeglied zwischen dem Speicher und dem Motor dar

Ein Bugstrahlruder als Manövrierhilfe gibt dem Bug des Schiffs bei Seitenwind einen seitlichen Schub in die gewünschte Richtung. Bei der „Bohemia Rhapsody“ hat das Ruder einen zusätzlichen Nutzen: Als 360°-Pumpjet ausgeführt, ist es im Notbetrieb auch Motor. Wesentlicher Bestandteil des redundanten Schiffsantriebs mit unabhängiger Energiequelle ist ein kompakter und bidirektionaler Gleichstromwandler von Siemens.

Die 45 m lange „Bohemia Rhapsody“ (Bild 1) von Prag Boats, eines der schnellsten und modernsten Fahrgastschiffe in Tschechien, bietet bis zu 220 Passagieren eine perfekte Sicht von der Moldau auf die Sehenswürdigkeiten von Prag. Damit das Bugstrahlruder im Notfall als Motor eingesetzt werden kann, ist es zusammen mit Nebenaggregaten an einen bidirektionalen DC/DC-Steller Sinamics DCP von Siemens angeschlossen. 30 Minuten lang kann das Schiff damit bei einem Ausfall der Hauptantriebe manövriert werden. Das Bugstrahlruder hat drei Betriebsmodi und liefert bis zu 80 kW. Als Besonderheit werden bei ­diesem Antriebskonzept verschiedenartige Energiequellen zusammengeführt.

Effizient im Gleichstrom
Das Hoch- und Tiefstellen der Spannung sowie das Einspeisen und Laden der Batterie erfolgt im Gleichstromwandler Sinamics DCP (Bild 2). Durch die hohe Schaltfrequenz ist der bidirektionale DC/DC-Steller besonders platzsparend. Bei ihm kann der Strom bei variablen Spannungsniveaus in beide Richtungen fließen, sodass er sich ideal zum Laden und Entladen von Batterien oder Superkondensatoren ­eignet. Da die Hoch- und Tiefsetzstellerfunktion in dem Gerät kombiniert ist, lässt es sich optimal an Energiespeicher und den Zwischenkreis des Wechselrichters anpassen. Außer­dem werden keine weiteren Geräte benötigt. Die Überwachung des Zwischenkreises und eine entsprechende Spannungshaltung bei Ausfall der Leistungselektronik sorgen für hohe Prozesssicherheit.
Die hohe interne Schaltfrequenz ermöglicht einen kompakten Geräteaufbau und ein niedriges Gewicht. So kann er sehr platzsparend im Schrank verbaut werden. Dank seines guten Wirkungsgrades (bis 98,6 %) maximiert der Sinamics DCP außerdem bei Energieerzeugungslösungen die ­Einspeiseleistung ins Netz. Als Standard-Kommunikations-Interface ist Profibus implementiert. Optional kann Profinet oder Ethernet/IP als weitere Schnittstelle nachgerüstet werden. Für die Inbetriebnahme und als Vor-Ort-Bedienfeld steht das Basic Operator Panel BOP20 zur Verfügung.

Ein Hybridkonzept in Rekordzeit
Für die Leistungsregelung sowie die Energiespeicherlösung bei der „Bohemia Rhapsody“ war die Zebotec GmbH verantwortlich. Die Konzeption und Abwicklung lief so problemlos, dass nur drei Monate zwischen der Auftragserteilung und der Auslieferung des Passagierschiffs lagen. ­Richard Morris, Gründer und Partner von Zebotec, ist von dem innovativen Antriebskonzept überzeugt: „Bereits das Grundkonzept des Bugstrahlruders, welches gleichzeitig als Antrieb eingesetzt werden kann, ist eine Besonderheit. Doch der innovative Clou dabei ist die Energieversorgung durch einen Akku – und die Art, wie der Akku sowohl als Energiereserve für den Notbetrieb als auch zum Kappen von Lastspitzen im Normalbetrieb verwendet wird.“ (no)

Wilfried Hanisch arbeitet in der Division Process Industries and Drives der Siemens AG in Nürnberg. wilfried.hanisch@siemens.com